基于Multisim 9的数字电子钟设计与仿真
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1 设计任务
(1)电子钟能显示“时”、“分”、“秒”；
(2)能够实现对“时”、“分”、“秒”的校时。
2 整机框图
数字电子钟主要由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码显示器、校时电路等组成。秒信号发生器主要由石英晶体振荡器或555振荡器分频后得到；秒、分都是60进制，故由60进制计数器构成；时为24进制，即由24进制计数器构成；显示部分由译码和数码显示构成；校时电路由门电路和开关等构成。整机框图如图1所示。
3 各部分电路设计
3．1 秒、分、时计数器
秒、分计数采用60进制计数器，时采用24进制计数器。它们都是8个BCD码输出，1个进位输出，1个时钟脉冲输入。在设计层次电路时，皆可设计为1个输入端，9个输出端。在Multisim仿真软件中，执行Place／New Hierachical Block命令，在fiIe name of Hierachical Block中填入你要设计的电路名称，如“60进制计数器”等，再根据需要在输入、输出端口数中填写所需数字，点“OK”后，即得如图2所示电路层次模块。双击它，得到图3所示窗口，点Edit HB／SC对其内电路进行设计。若要进行修改，同样采用以上步骤。
由此，采用4518十进制计数器，设计了60进制和24进制的计数器，计数器的内部电路分别如图4、图5所示。
3．2 校准电路
同样的方法，设计校准电路的层次电路时，设计为6个输入口、3个输出口，其内部电路如图6所示。为便于使用，将校准开关外接。
校时电路工作过程如图7所示，正常工作情况下，J3断开，J1，J2闭合，秒脉冲进入计数器。当需要对秒进行校正时，闭合和断开J3，直到需要的数字为止；需要对分校正时，J3处于闭合的情况下，断开J2，秒脉冲进入到分计时，则分计数器快速计数，直到显示的时间为需要的数字为止，再闭合J2；同理，可以对时进行校正。
4 整机电路安装调试
在Multisim中，执行Place／Hierachical Block命令，找到已存储的层次块，点打开即可出现在电路模扳中，再在元件库中找出信号发生器和数码显示器。本例中采用现成的信号发生器，可以将信号频率设置为较高频率，以便快速调节。数码显示器直接采用16位数码显示管，因本例中不会出现大于9的数码，即使初始可能出现，可以通过校时电路快速调节为所需数字。
为使各电路接线后能顺利工作，对各层次块可以先分别测试其功能。将信号发生器分别接入60进制和24进制计数器层次块，其输出接数码管或示波器看其是否能完成其功能。对其校准电路，只有当整机电路接好后，按校准电路所说工作方式，看是否能起到时、分、秒的校准。本例中各模块皆能完成其功能，接好整机电路后，能完成所需功能，故本例数字电子钟满足设计任务。
5 结语
采用层次电路设计方法，对数字电子钟进行了设计，较好地完成了该电路的设计任务。整机电路连线美观，各部分电路功能明确，便于理解整体电路的构成、工作原理等。在数字电路及其他更多的课程中都涉及到较复杂的电路设计，若是采用层次电路设计方法，既便于对电路的理解，也便于团队协作，共同完成设计任务，故而层次电路设计方法将会广泛地应用在大型复杂电，路系统的设计中。
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