基于Multisim的数字时钟的设计及仿真文档格式.docx
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Abstract
AlongwiththedevelopmentofElectronicDesignAutomation(EDA),anewwayoftheelectroniccircuitdesignandexperimentsiscreatedbyusingvirtualinstrumentsandcomponentsoncomputers.Multisimisasoftwaretobeabletousethisway,becauseofitsintuitiveandconvenientfeaturesofitselectronicdesignwithawiderangeofapplications.Multisimsoftwarecanbecarriedoutinthesimulation,theactualoperationtoavoidtheinconvenienceofthecomplicatedand,atthesametimetosavetheexperimentalequipment,helptolearn,andthusapplywhattheyhavelearned.Andgofigure,whentheclockhasprecision,schoolandconvenientdesignandeasytousefeatures,toachievetimingandtimefunctions,havebeenwidelyused.Throughthisfigurethesimulationclocktohelprecognizetheroleofitssoftware,in-depthanalysisofitsprinciples,tohelpunderstandtheworkingprincipleofthedigitalclock.
FordesignandsimulationwithMultisimsoftwareinthedigitalclock.WefirstcreatedMultisimsoftwaredigitalclockcircuitdiagramofthetotal.Andthenusethesoftware'
ssimulationfeaturesinthesimulation.Correctsimulationofthedigitalclockshouldhave"
seconds"
"
sub"
when"
thedecimalfigures,canbecorrectedatanytimeminutesandhours,whenthebellwhenthewholepointtocarryoutthewholetime,butalsocanbesetfromtimetotime.
Keyword:
EDA,Multisim,Simulation,DigitalClock
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
3Multisim10软件介绍6
3.1Multisim10软件简介6
3.2Multisim10软件功能6
3.3Multisim10软件发展6
3.4Multisim10软件分析工具7
3.5Multisim10仿真的基本步骤7
3.6Multisim10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
致谢20
参考文献21
1绪论
1.1课题背景及目的
EDA就是(ElectronicDesignAutomation,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(InteractiveImageTechnoligics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]。
1.2国内外研究状况
Multisim软件在国外应用非常普遍了,各种电子产品的设计基本上都是通过Multisim软件设计出来的。
一台电子产品的设计过程,从概念的确立,到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计,再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。
现实上的元器件在模拟计算机上都能找到,完全避免了实际操作的繁杂和不便。
同时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。
目前在国外已成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。
在国外对于电子专业学生来说,学Multisim软件是一门必修课。
该软件有一点好处,就是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。
学生可以很好地、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。
这些在国外教学活动中已经得到了很好的体现。
近几年Multisim软件才引进中国,在各方面都不成熟,对电子产品的设计基本上还采用手工设计。
对于手工设计来说,设计出一个完整的产品需要很长的时间,从中还得不断的修改,补充,很费精力。
在国内各大高校,学习Multisim软件非常少见,很多学生都不知道有这么个软件。
因此在国内外形成了鲜明的对比[4]。
1.3论文的构成及研究内容
本论文首先介绍该课题的背景及目的、国内外研究状况、论文的构成及研究内容;
其次详细的介绍Multisim10软件的功能、发展、分析工具、仿真基本步骤和运用软件的意义;
最后分析数字时钟各个模块,并且通过Multisim10软件对数字时钟总体电路进行仿真,得出结果。
此次仿真的数字时钟具有“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。
其涉及的电路由6部分组成。
(1)能产生“秒脉冲”、“分脉冲”和“时脉冲”的脉冲产生和分频电路;
(2)对“秒脉冲”、“分脉冲”和“时脉冲”计数的计数电路;
(3)时间显示电路;
(4)校时电路;
(5)报时电路;
(6)定时输入电路和时间比较电路。
由脉冲发生器产生信号通过分频电路分别产生小时计数、分计数、秒计数。
当秒计数满60后,分钟加1;
当分满60后,时加1;
当时计数器计满24时后,又开始下一个循环技术。
同时,可以根据需要随时进行校时。
把定时信号和显示信号通过比较电路确定能否产生定时报警信号。
显示信号通过整点译码电路产生整点报警信号。
2设计方案
数字时钟设计与开发以及仿真分析:
系统具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示,因此,应有计数电路分别对“秒脉冲”、“分脉冲”和“时脉冲”计数;
同时应有时间显示电路,显示当前时间;
还应有脉冲产生和分频电路,产生“秒脉冲”、“分脉冲”和“时脉冲”[5]。
系统具有校时功能,因此,应有校时电路,设定数字时钟的当前值。
系统具有整点报时功能,因此,应有译码电路将整点时间识别出来,同时应有报时电路。
系统具有定时功能,因此,应有定时输入电路和时间比较电路。
综上考虑,可如图2.1所示设计数字时钟的电路原理结构图。
图2.1数字时钟的电路原理结构图
如图2.1所示,数字时钟电路有3个开关,它们的功能如下。
(1)S1:
S1为瞬态开关,手动输入计数脉冲。
(2)S2:
校时/定时/校时选择电路输入选择开关,当开关切换到上触点,为定时输入;
当开关切换到中间触点,为校时输入;
当开关切换到下触点,为校时选择电路输入。
(3)S3:
为计时/校时选择开关,当开关切换到右边触点时,数字时钟为计时状态;
当开关切换到左边触点时,数字时钟为校时状态。
左边两个计数器(小时计数、分计数)接收手动输入脉冲,为定时功能设定定时时间。
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- 关 键 词:
- 基于 Multisim 数字 时钟 设计 仿真