电子技术实训

注：本实验报告仅供参考，其中资料和参考文献在本文后面有注明来处，侵权删，若有电路图错误或表述不当之处，欢迎指正！

电子综合实训包括很多实验，本实验课题选择多功能电子时钟的设计，其中包括模拟电子技术和数字电子技术的知识的运用，本文使用的实验环境是win7（当然win10可以的），仿真软件是Multisim10.0.1，打开界面如下：

有需要Multisim 10软件的可以在这个链接里面下，Multisim 10

设计一个多功能数字钟，能够准确记时并以数字化形式显示时、分、秒的时间，且该数字钟能够有以下功能：

数字钟从原理上来讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。目前，数字钟的功能越来越多，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择，一般由数钟电路、放大执行电路、电源电路等组成。 设计多功能数字电路，通过简单的电路结构，并更改设定电路，了解通过输入脉冲，达到设计时钟目的，同时运用芯片以及逻辑门来实现进制从而理解数字电路的应用。

时间显示模块包括时、分、秒部分，可用显示译码器来显示，从而实现24制以及60制。

时间校准包括时钟校准、分钟校准和秒钟校准三个模块，可在各模块中设置点动开关，需要校准时，对应的显示模块数值随点动开关连续变换，待调到所需要的数值时，停止校准，从而达到对各个模块的单独校时。

将显示译码器电路中加逻辑门与其相连，当整点时，报时可通过蜂鸣器蜂鸣实现，并可设置蜂鸣器的长鸣时间。

可通过开关组来设置闹钟时间，芯片与逻辑门。

当秒计时器计60后向分计数器进位，分计数器计数60后向小时进位，小时计数器设置成24进制计数器，满24后清零，重新开始计时。计数器的输出直接送到LED显示器，当计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分，校时电路是由一开关接到一个高电位上，当按一下开关就传送一个高位脉冲，计数器加一。

1、74LS161N： 可预置四位二进制计数器（并清除异步） 1.QA~QD:计数输出端，输出二进制代码 2.A~D:预置数据输入端，输入二进制代码 3.CLK：相当于CP，接单次脉冲端输入 4.ENT，ENP:计数控制端 5.~CLR:直接清零端 6.~LOAD：预置数控制端 7.RCO：进位输出端 2、74LS85D： 四位数字比较器 通过功能表可知，该比较器的比较原理和两位比较器的比较原理相同。两个4位数的比较是从芯片1的最高位A3和芯片2的最高位B3进行比较，如果它们不相等，则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A3=B3，则再比较次高位A2和B2，余类推。显然，如果两数相等，那么，比较步骤必须进行到最低位才能得到结果，即可从而达到定时闹钟的效果。 3、74LS04N： 74LS04是六个单输入端的反相器.它的输出信号与输入信号相位相反。六个反相器共用电源端和接地端,其它都是独立的。输出信号手动负载的能力也有一定程度的放大。 4、7400 输入与非门： 内含四个独立的2输入端与非门，其逻辑功能是：输入端全部为1时，输出为0；输入端只要有0，输出就为1. 5、74LS08J 2输入四与门： 与门，详细地说是4二输入与门，即一片74LS08芯片内有共四路二个输入端的与门。 6、74LS20D 4输入双与非门： 两个4输入与非门，内含两组4与非门。 7、元件、器件明细表：

附：74LS系列通用逻辑电路功能表

闹钟电路蛮好做，如图，采用4片74LS85D芯片和4个拨码开关构成闹钟电路，从最低位（分个位）对应的比较器74LS85D（U21）的OAEQB端输出高电平，从而实现闹钟功能。

在分、秒的与非门与上一级的脉冲接口之间接瞬间开关即可。当开关按下时，产生一个低电平给计数器，从而在下降沿的时候计数器加一。 注：瞬时开关是交互组件，在Multisim中可以通过键盘上的一个键或使用鼠标点击激活，

24进制的实现用的是两片74LS161芯片以及与非门实现24进制（00~23）。时计时器的十位是二进制，个位是十进制，同时和与非门相连，实现满24时清零，由于小时位和分为、秒为不同，它是以十进制来显示24进制数，即它有两个清零信号，一是在小时的个位计数到10的瞬间，向本位发送一个清零信号，并同时向十位数发送一个进位脉冲。二是在小时的十位计数到2并且个数计数到4的瞬间，向个位和十位同时发送一个清零信号。

60进制的实现是采用两片74LS161芯片和与非门实现的，分、秒计数器的十位都是60进制，个位都是10进制，共同构成60精致。分、秒计时电路的控制是一样的，采用同一器件74LS161N的反馈置数法来实现10进制功能和6进制功能，根据芯片74LS161N的结构把输出端的0100（十进制为6）用一个与非门7400N引到CLR端便可置0，即当分（秒）的个位计数到10的瞬间，向本位发送一个清零信号，并同时向其个位发送一个进位脉冲。分（秒）的十位加法计数器在计数到6的瞬间，向本位发送一个清零信号，并同时向分（秒）位的个位发送一个进位脉冲。这样就构成了一个级联而形成的60进制带进位与清零的加法计数器。

1、不带闹钟总电路图，如下： 2、带闹钟总电路图，如下： 闹钟部分的细节连线： 蜂鸣器处的电路细节连线：

1、测试电路显示时间是否正常，点击Run（绿色三角）开始仿真，如下： 这里的按钮依次：绿色倒三角为开始仿真（也可以按下F5键）、终止仿真（也可以按下F6键）、停止仿真。 可见数字钟开始工作，从00时 00分 00秒开始： ……

当秒位到达60后，分针上进1，当分针到达60后。时针进1，我们可以通过按下设置的校时按钮A键、校分按钮B键、校秒按钮C键来调整时、分、秒（当然也可以通过鼠标点击按钮进行时间调整）。 注：这里我们看到X1探针是亮着的，当我们定时探针即会熄灭，达到所设定的一定闹钟时间后探针将会点亮。 2、测试闹钟功能 例如我们要给数字时钟定一个3分钟的闹钟，即对应电路中3分钟后电子探针熄灭，将定时闹钟电路中的四个开关组的最后一个开关组的从右往左第一、二位的拨码置上，即置为1【其实这里也就是二进制】，对应二进制的0011，如下： 三分钟前电子探针处于熄灭状态： 三分钟后电子探针点亮：

文章已经发布三年了，小伙伴们依然热情不断，这里留意到很多小伙伴评论留言说显示时间从01:01:00的问题，借用评论区一个小伙伴的提出解决：

1、关于显示为01:01:00开始，在时和分的个位161芯片的clk端口加一个非门。

这是因为在Multism10中74LS161的时钟输入端是低电平有效，而新的版本例如Multism14是高电平有效，所以才有这种问题的出现。 另外，还有小伙伴说蜂鸣器不响的问题，这里需要将蜂鸣器的电压、频率和电流调一下： 之前设置的参数有问题，应该调整频率Frequency为200Hz，电压Voltage为5V，电流Current为0.05A，如下图： 调整后，即可正常运行蜂鸣器有响声，但在设置闹钟前蜂鸣器仍会响，有兴趣的小伙伴可以优化下，欢迎在评论区留言哦，有需要文件的小伙伴可以在评论留言或者直接私信我（有时候评论多可能一时看不到）哈~

本篇文章借鉴了以下作者的文章及书籍，深表感谢，如有侵权，请联系删除： https://blog.csdn.net/Jason_yesly https://blog.csdn.net/Jason_yesly/article/details/85297274 https://wenku.baidu.com/view/64c63f1edd36a32d737581bc.html https://wenku.baidu.com/view/bb573f76700abb68a982fbe5.html 《电路基础与电子技术》 《电类专业基础实践教程》

以上，就是本次多功能数字钟的设计的全部内容。 本博客，是我在CSDN上第一次发的博客，毕竟自己忙活了几周的结果，自己学到了不少知识，通过书本资料和网站，若有错误，欢迎指出！！！