本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于Multisim的數字時鐘的設計及仿真方案說明書

數字時鐘具有“秒〞、“分〞、“時〞的十進制數字顯示，能夠隨時校正分鐘和小時，當時鐘到整點時能夠進行整點報時，還能夠進行定時設置。其涉及的電路由6部分組成。（1）能產生“秒脈沖〞、“分脈沖〞和“時脈沖〞的脈沖產生和分頻電路；（2）對“秒脈沖〞、“分脈沖〞和“時脈沖〞計數的計數電路；（3）時間顯示電路；（4）校時電路；（5）報時電路；（6）定時輸入電路和時間比較電路。由脈沖發生器產生信號通過分頻電路分別產生小時計數、分計數、秒計數。當秒計數滿60后，分鐘加1；當分滿60后，時加1；當時計數器計滿24時后，又開始下一個循環技術。同時，可以根據需要隨時進行校時。把定時信號和顯示信號通過比較電路確定能否產生定時報警信號。顯示信號通過整點譯碼電路產生整點報警信號。

數字時鐘設計與開發以及仿真分析：

系統具有“時〞、“分〞、“秒〞的十進制數字顯示，因此，應有計數電路分別對“秒脈沖〞、“分脈沖〞和“時脈沖〞計數；同時應有時間顯示電路，顯示當前時間；還應有脈沖產生和分頻電路，產生“秒脈沖〞、“分脈沖〞和“時脈沖〞[5]。

系統具有校時功能，因此，應有校時電路，設定數字時鐘的當前值。

系統具有整點報時功能，因此，應有譯碼電路將整點時間識別出來，同時應有報時電路。

系統具有定時功能，因此，應有定時輸入電路和時間比較電路。綜上考慮，可如圖2.1所示設計數字時鐘的電路原理結構圖。

圖2.1數字時鐘的電路原理結構圖

如圖2.1所示，數字時鐘電路有3個開關，它們的功能如下。（1）S1：S1為瞬態開關，手動輸入計數脈沖。

（2）S2：校時/定時/校時選擇電路輸入選擇開關，當開關切換到上觸點，為定時輸入；當開關切換到中間觸點，為校時輸入；當開關切換到下觸點，為校時選擇電路輸入。

（3）S3：為計時/校時選擇開關，當開關切換到右邊觸點時，數字時鐘為計時狀態；當開關切換到左邊觸點時，數字時鐘為校時狀態。

左邊兩個計數器（小時計數、分計數）接收手動輸入脈沖，為定時功能設定定時時間。

右邊3個計數器（小時計數、分計數、秒計數）接收手動輸入或計時脈沖，實現校時和計時功能。

比較電路是將設定的定時時間和當前的時間進行比較，當兩者時間一致時，產生定時報警信號，驅動報警電路。

整點譯碼電路識別整點時間，以產生整點報時信號。

脈沖產生和分頻電路產生數字時鐘所需的秒脈沖、分脈沖和小時脈沖。時間顯示電路顯示當前時間和定時時間。

4.2數字時鐘設計

4.2.1小時計時電路

小時計時電路如圖4.1所示。

圖4.1小時計時電路

4.2.2分鐘計時電路

分鐘計時電路如圖4.3所示。

圖4.3分鐘計時電路

校時選擇電路如圖4.5所示。

圖4.5校時選擇電路

校時選擇電路用計數器74LS160和譯碼器74LS138組成，計數器74LS160設計為三進制計數器，譯碼器的輸出為反變量，其輸出要接反向器。

TIMESET：接瞬態開關，可手動選擇校時信號。當校時信號HOUR=1、MIN=0、SEC=0時（選中“小時〞計時電路，表示對“小時〞進行校時）；單擊一次開關按鈕，可使校時選擇信號變為HOUR=0、MIN=1、SEC=0（選中“分鐘〞計時電路，表示對“分鐘〞進行校時），再單擊一次開關按鈕，可使校時選擇信號變為HOUR=0、MIN=0、SEC=1（選中“秒〞計時電路，表示對“秒〞進行校時），這樣可手動設置系統的是、分和秒。4.2.4整點譯碼電路

整點譯碼電路的作用是識別整點時間信號，一實現整點報時的功能。整點時間信號的特征是零分作為數字量來說，是一個代碼，用門電路組成的譯碼電路可識別一個代碼。整點譯碼電路如圖4.7所示，器封裝模塊如圖4.8所示，器引腳功能如表4.4所示。

圖4.7整點譯碼電路

定時比較電路是將設定時間和當前的計時時間進行比較，電路可選用數值比較器CC4585實現數字代碼的比較。定時比較電路如圖4.9所示。

圖4.9定時比較電路

如圖4.9所示，共用4片CC4585構成定時比較電路，由于