基于Multisim的简易数字钟

1.项目内容及知识应用

1.1 项目及进程安排

                               表1.1 项目进程安排

1.2 知识应用以及经验总结
知识点:
  1、用555定时器构成的多级振荡器的电路组成和工作原理
  2、同步加法计数器的时序逻辑电路
  3、桥式直流稳压电路的变压、整流、滤波、稳压
  4、74LS系列电路的名称、引脚、功能
  5、计数芯片和与非门构成分频计数模块
  6、LED数码管的管脚使用
  7、Multisim14.0仿真软件的基本元器件库、元器件的放置、参数、连接、功能、调试和仿真

重点：
 1、分频计数模块功能的实现，秒计数器满60向分计数器进位,分计数器满60向小时进位,小时计数器24进制计数；
 2、由振荡器输出稳定的高频脉冲信 作为时间基准，经分频器输出标准的秒脉冲；
 3、桥式直流稳压整流电路加上电容滤波后如何使输出的波形更平滑、稳压。

难点：
 1、分频计数模块功能的实现，秒计数器满60向分计数器进位,分计数器满60向小时进位,小时计数器24进制计数；
 2、由振荡器输出稳定的高频脉冲信 作为时间基准，经分频器输出标准的秒脉冲；
 3、桥式直流稳压整流电路加上电容滤波后如何使输出的波形更平滑、稳压；
 4、Multisim14.0元器件库中74LS系列电路的名称、引脚、功能。

2.设计 告

2.1 项目需求分析

    项目要求设计一个数字钟，基本功能包括电源模块、时钟模块、分频计数器模块、显示模块等部分，并以个人为单位完成项目的分析、设计、实现和文档等内容。数字钟的设计需要用Multisim14.0软件实现，核心电路部分是电源模块、时钟模块、分频计数模块和显示模块。最后，要求设计的电路要能够准确而直观地将时间的“时”“分”“秒”以数字方式显示出来。

2.2主要技术指标

    此次数字钟的设计，由+5V的桥式直流稳压电路、555振荡发生器、分频器、两个60进制分秒计数器、一个24进制小时计数器以及6个数字显示器组成。电路工作时由555振荡器产生频率2HZ的脉冲，经由74LS74N分频器得到频率为1HZ的脉冲。脉冲输入计数电路（以同步加法计数器74LS160N和74LS161N为基础的时序逻辑电路），然后将相应数字显示到数码管上，实现了数字钟的基本功能。

2.3功能与总体设计

该电路的主要功能：
+5V的桥式直流稳压电路：提供一个+5V的直流稳定电源；
555振荡器：提供一个频率为2Hz的稳定脉冲；
分频器：将振荡器输出的2Hz 的脉冲转变为1Hz的单位脉冲，以便下一步的秒计时器进行计时工作；
秒计数器和分计数器：60进制计数电路计数；
时计数器：24进制计数电路计数；
LED七段数码管：显示时、分、秒。

该电路的总体设计:
直流稳压电源、555振荡器、分频器、秒计数器、分计数器、时计数器、LED七段显示数码管。
总体设计图如下：

时钟模块：
时钟模块由555计时器组成的振荡电路。考虑到数字钟对精度要求较高，故在电路中由555振荡电路直接产生频率为1Hz的脉冲信 。555振荡器的参数确定:T=0.7（R1+R2）C=500ms，f=1/t=2HZ，所以参数可以确定为:C1=47uF，C2=10nF，R1=10KΩ，R2=10KΩ。

显示计数结果需要用到显示译码器DCD_ HEX。

2.5完整电路

2.7项目总结

    通过这次期末项目考核，使我对模拟电路和数字电路这门课的理解更加深刻。专业课的知识综合运用实践训练，是对专业知识的总结与考察。以前的期末考核都是闭卷笔试，突然拿到这个项目还是比较迷茫的，无从下手。所以我花了些时间去分析题目，设计原理图，了解基本运行原理来论证和改进。基本方案确定后，再去查资料，通过Multisim仿真、请教老师来重新改进。虽然实际运行中出现了很多问题，换了不少设计，有时无法找出错误就换元器件重新接线。有些在理论上可行的电路在调试中未必正确，这就需要耐心、仔细分析和解决问题，不断尝试才能得出正确的答案。最后完成了项目并验证，把理论和实际紧密的联系在了一起。有些事情，只有真正去做了，才能掌握它。

3.学习心得

         这学期一开学就待在家里线上教学，虽然不能走出去，但通过线上学校优秀的老师，让我在家也不会耽误学习进度。每小节课45分钟，之间有课间休息，学习之余又有足够的时间来减缓眼睛的疲劳。线上教学可以看回放，就算没听懂也可以看录播查漏补缺。这一点相对于线下教学就比较好，这样同学们就有充足的精力学习，想什么时候学都可以，也不会不懂而错过。可以调到不懂的地方再去看一遍，一遍不懂，暂停一下再看一遍，对学习很有帮助。这种课本与 上课件相结合的学习方式，使我的学习效率很高。
       而作为班级的学习委员和这门学科的课代表，不仅要做好自己，更要给同学们树立榜样。以下作出三点总结：
       1、自律
       在这几个多月的 课中可能有的同学会抱怨家里没有浓烈的学习氛围，没有学习上的紧迫感，也没有来自同学和老师的压力，但是我们要知道学习靠的是自律。我们要抵制游戏的诱惑，抵制电视剧的诱惑，做一个高度自律的大学生。
       2、制订计划
       制定好每天的学习任务，把节省下来的时间充分利用起来。认真看书，带着问题听老师讲课，课后整理好功课的笔记。
       3、“脸皮厚”
       因为每个人的学习能力不同，老师在讲课的时候不可能顾及到每个同学的疑难问题。所以脸皮厚一点，不会就问。私下多请教老师，不要累积疑问，半途而废。
       我相信经过我们的努力，坚持以上三点，人人都能做到不挂科。学习应当戒骄戒躁，将其当成一份长期经营的事业。做好自己身为大学生应该做的，不忘初心，牢记使命。