基于Multisim的数字时钟的设计及仿真

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基于Multisim的数字时钟的设计及仿真

摘 要

随着电子设计自动化(EDA)技术的发展，开创了利用“虚拟仪器”、“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。Multisim就是一种能够运用这种新方法的软件，因它直观、便捷的特点使其在电子设计中具有广泛的应用。可以在Multisim软件中进行模拟仿真，避免了实际操作的繁杂和不便，同时节约了实验器材，有助于边学边用，从而学以致用。而数字时钟具有走时精确、校时方便、设计和使用简单的特点，能实现定时和报时功能，得到了广泛使用。通过这个数字时钟的仿真，帮助认识其软件作用，深入分析其原理，帮助了解数字时钟工作原理。

对于Multisim软件进行数字时钟的设计和仿真。我们首先在Multisim软件中创建好数字时钟的总电路图。然后用该软件中的仿真功能进行仿真。正确仿真的数字时钟应具有“秒”、“分”、“时”的十进制数字显示，能够随时校正分钟和小时，当时钟到整点时能够进行整点报时，还能够进行定时设置。

关键词：EDA，Multisim，模拟仿真，数字时钟

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Simulation Discussion of Digital Clock Based on Multisim

Author: Huang Sheng

Tutor: Si Xiao--ping

Abstract

Along with the development of Electronic Design Automation(EDA)，a new way of the electronic circuit design and experiments is created by using virtual instruments and components on computers．Multisim is a software to be able to use this way, because of its intuitive and convenient features of its electronic design with a wide range of applications. Multisim software can be carried out in the simulation, the actual operation to avoid the inconvenience of the complicated and, at the same time to save the experimental equipment, help to learn, and thus apply what they have learned. And go figure, when the clock has precision, school and convenient design and easy to use features, to achieve timing and time functions, have been widely used. Through this figure the simulation clock to help recognize the role of its software, in-depth analysis of its principles, to help understand the working principle of the digital clock.

For design and simulation with Multisim software in the digital clock. We first created Multisim software digital clock circuit diagram of the total. And then use the software's simulation features in the simulation. Correct simulation of the digital clock should have \when the bell when the whole point to carry out the whole time, but also can be set from time to time.

Key word: EDA，Multisim，Simulation，Digital Clock

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目 录

1绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 课题背景及目的 .......................................................................................................... 1 1.2 国内外研究状况 .......................................................................................................... 2 1.3 论文的构成及研究内容 .............................................................................................. 2 2设计方案 ................................................................................................................................ 4 3 Multisim 10软件介绍 ........................................................................................................... 6 3.1 Multisim 10软件简介 ................................................................................................. 6 3.2 Multisim 10软件功能 ................................................................................................. 6 3.3 Multisim 10软件发展 ................................................................................................. 6 3.4 Multisim 10软件分析工具 ......................................................................................... 7 3.5 Multisim 10仿真的基本步骤 ..................................................................................... 7 3.6 Multisim 10意义 ......................................................................................................... 8 4数字时钟设计及仿真分析 .................................................................................................... 9 4.1 数字时钟设计概况 ...................................................................................................... 9 4.2 数字时钟设计 .............................................................................................................. 9 4.2.1 小时计时电路 ......................................................................................................... 9 4.2.2 分钟计时电路 ....................................................................................................... 11 4.2.3 校时选择电路 ....................................................................................................... 12 4.2.4 整点译码电路 ....................................................................................................... 13 4.2.5 定时比较电路 ....................................................................................................... 14 4.2.6 脉冲产生和分频电路 ........................................................................................... 15 4.2.7 整点报时电路 ....................................................................................................... 16 4.3 总体电路设计和仿真分析 ........................................................................................ 17 4.3.1 总体电路设计 ....................................................................................................... 17 4.3.2 仿真分析 ............................................................................................................... 17 结 论 ................................................................................................................................. 19

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致 谢 ................................................................................................................................. 20 参考文献 ................................................................................................................................. 21

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1绪论

1.1 课题背景及目的

EDA就是（Electronic Design Automation，电子设计自动化）的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段[1]。

Multisim软件就是EDA中最普遍实用的一种软件。它是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进[2]。

数字时钟具有走时准确 、校时方便、设计和使用简单的特点，同时能实现定时和报时功能。它已经成为人们生活中必不可少的一种工具，尤其是在现在这个讲究效率的年代，时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。通过Multisim软件对数字时钟设计和仿真具有很好的实际意义[3]。

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