基于Multisim13的数字钟的设计与仿真.pdf

科技创新2017年第9期l科技创新与应用

基于Multisiml3的数字钟的设计与仿真

王迎勋，王香：黄家平臧红岩

(齐鲁理工学院，山东济南250200)

摘要：首先论述了数字电子技术中计数器的相关理论知识，然后论述了Muhisiml3的数字钟的总体设计方案。并分别对各计

数器单独进行设计和仿真，最后对整个数字钟进行仿真测试。

关键词：计数器；Multisiml3；数字钟；设计；仿真

引青

数字钟是一种用数字电子技术实现时、分、秒同时显示计时的

装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，并且没有机

械装置，使用起来方便快捷，具有很长的使用寿命，近年来得到广泛

使用。数字钟可以是单片的也可以是集成的，其实现方式有很多种，

可以用中小规模集成电路组成数字钟；也可以利用专用的数字钟芯

片配以显示电路；还可以用单片机来实现，本文的数字钟是采用

Muhisiml3进行设计和仿真的。采用软件仿真的方法，克服了实验室

的条件限制，避免了使用中损坏等不利因素。[tl

Muhisiml3是美国IN公司开发的一款强大的电路模拟软件，可

以进行复杂的板级电路模拟和数字电路仿真，还可以用Muhisim来

进行数字电路PCB板的设计，此版本还可以单片机等MCU的仿

真。全新的Muhisiml3包括以下优势：

(1)电路参数和参数扫描分析。

(2)结合NImyRIOandDigilentFPGA对象进行数字电路教

图224进制计数器电路仿真测试

学。

(3)使用IGBT和MOSFET热模型进行电力电子分析。

(4)包括超过26，000个元件的元器件库。

(5)通过用于LabVIEW系统设计软件的MuhisimAPI工具包

实现设计自动化。

1电路设计与仿真

单元电路设计与仿真：

(1)二十四进制计数器的设计与仿真

二十四进制计数器电路采用两片74160N实现．当个位计数电

路计数到9的时候同时向十位发出进一位信号脉冲，当计数列24

的时候，个位输出端输出0100，十位输出端输出0010，将个位的输

出端Qc与十位的输出端QB通过一个与非门同时接到两片计数

片的清零端，其设计电路和仿真结果分别如图l和图2所示。

?4e．e~l：：：：：：：：：：：：7．oON

图360进制计数器电路

r4~ON

图124进制计数器电路

(2)六十进制计数器的设计与‘仿真

六十进制计数器同样采用两片74160N来实现，一片计数秒或

分的个位，一片计数秒或分的十位，当秒计数到60时即清零，同时

产生进位到分计数电路，分计数电路就加一，和二十四进制计数器

采用反馈清零法，使用一个与非门74LS00，它的输入端接到QB和

Qc，当计数到60时，十位计数的计数芯片的输出端(QA，QB，Qc，

QD)将输出0l1O，那么输出端将产生一个低电平，连接到74LS160N

的CLR清零端时计数器又从0000开始计数，同时此信号也可以作图460进制计数器电路仿真测试

为分计时电路的输入，其设计电路和仿真结果分别如图3和图4所2本设计的优点

示。其他数字钟电路的设计都需要555定时器产生1KZ脉冲，并需

(3)总体电路设计与仿真，如罔2。要分频器产生1HZ的脉冲，但有的Muhisim版本不能产生IHZ脉

本文系山东省齐鲁理工学院研究课题《电子设计竞赛与大学生创新能力培养研究》(项目编号：JG201501)研究成果之一。