現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐(李繼凱)匯編資料

1、4.3 Multisim 10電路設(shè)計(jì)仿真(fn zhn)實(shí)例4.3.1 方波、三角(snjio)波發(fā)生電路設(shè)計(jì) 4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.1 方波、三角(snjio)波發(fā)生電路設(shè)計(jì) 1. 方波和三角(snjio)波發(fā)生電路 由集成運(yùn)放構(gòu)成的方波發(fā)生器和三角波發(fā)生器，一般均包括滯回比較器和RC積分器兩大部分。把滯回比較器和積分器首尾相接形成正反饋閉環(huán)系統(tǒng)，如圖4-42所示，則比較器U1輸出的方波經(jīng)積分器U2積分可得到三角波，三角波又觸發(fā)比較器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)形成方波，這樣即可構(gòu)成三角波和方波發(fā)生器。 現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.1 方波、三角

2、(snjio)波發(fā)生電路設(shè)計(jì)2. 選取器件、儀表(ybio)、連線。 圖4-42 方波和三角波發(fā)生電路現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.1 方波、三角(snjio)波發(fā)生電路設(shè)計(jì)3. 仿真 點(diǎn)仿真按鈕，雙擊示波器圖標(biāo)，如圖4-43 為方波和三角波發(fā)生器輸出波形圖。由于(yuy)采用運(yùn)放組成積分電路，因此可實(shí)現(xiàn)恒流充電，使三角波線性大大改善。 現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.1 方波、三角(snjio)波發(fā)生電路設(shè)計(jì) 圖4-43 方波和三角(snjio)波發(fā)生器輸出波形現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.1 方波、三角(snjio)波發(fā)生電路設(shè)計(jì)4. 電路的參數(shù) 電

3、路振蕩頻率(pnl)：方波幅值： UomUZ 三角波幅值：UomR1UZ /R2 調(diào)節(jié)RP可以改變振蕩頻率，改變此值可調(diào)節(jié)三角波的幅值?，F(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 1. 數(shù)字鐘電路框圖 數(shù)字時(shí)鐘是用數(shù)字集成電路構(gòu)成的，用數(shù)碼顯示的一種現(xiàn)代化計(jì)數(shù)器，由校時(shí)電路、計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器等幾部分組成。通過(tnggu)校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)對時(shí)、分的校準(zhǔn)。由于采用純數(shù)字硬件設(shè)計(jì)制作，與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確，顯示直觀，無機(jī)械傳動(dòng)裝置等特點(diǎn)。數(shù)字電子鐘的電路組成方框圖如圖4-44所示?，F(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

4、圖4-44 數(shù)字(shz)電子鐘的電路組成框圖現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì) 由圖中可看出，1Hz的時(shí)鐘脈沖送入秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(tnggu)“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器顯示時(shí)間。 由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)?！皶r(shí)”顯示由二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成，“分”、“秒”顯示分別由六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成。在本例中只介紹計(jì)數(shù)、譯碼及顯示電路。 現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 2. 計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)圖4-44數(shù)字電子鐘的邏輯方框圖可清楚知道，顯示“時(shí)”、“分”

5、、“秒”需要六片中規(guī)模計(jì)數(shù)器。其中，“分”、“秒”計(jì)時(shí)各為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，“時(shí)”位計(jì)時(shí)為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器都選用74LS290集成塊來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的方法采用(ciyng)反饋清零法?，F(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì)（1）60進(jìn)制計(jì)數(shù)器1）60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路如圖4-45所示。實(shí)現(xiàn)方法采用反饋清零(qn ln)法。 圖4-45 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 由圖4-45可知，74LS290計(jì)數(shù)器是十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，用反饋歸零方法實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)。U1是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，U

6、2和與非門組成六進(jìn)制計(jì)數(shù)，U1和U2串聯(lián)實(shí)現(xiàn)了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。并用(bn yn)74LS20實(shí)現(xiàn)了在59時(shí)向高位的進(jìn)位信號。現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)2）60進(jìn)制計(jì)數(shù)器子電路的創(chuàng)建(chungjin) 創(chuàng)建六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器子電路具體的操作步驟是：單擊菜單欄中的Place，再選中Connetors中的SB/SC Connector，逐一把電路的輸入輸出替換。電路如圖4-46?，F(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 圖4-46 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器子電路(dinl)的創(chuàng)建現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(sh

7、z)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 在Multisin平臺上按住鼠標(biāo)左鍵，拉出一個(gè)(y )長方形，把用來組成子電路的那一部分全部選定。啟動(dòng)Place菜單中的Replace by Subcircuit，打開如圖4-47所示的對話框，現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì) 圖4-47 子模塊(m kui)命名對話框現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)在其編輯(binj)欄內(nèi)輸入子電路名稱，如Counter60，點(diǎn)擊OK即得到如圖4-48所示的子電路。 圖4-48 60進(jìn)制計(jì)數(shù)子模塊現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)

8、時(shí)鐘的設(shè)計(jì)連接電路測試(csh)，和前面的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能一樣如圖4-49所示： 圖4-49 60進(jìn)制計(jì)數(shù)子模塊測試電路現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)（2）24進(jìn)制計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)電路(dinl)是由U1和U2組成的24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路(dinl)，如圖4-50所示： 圖4-50 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 由圖可看出，當(dāng)“時(shí)”個(gè)位U2計(jì)數(shù)輸入端第10個(gè)觸發(fā)信號U2來到時(shí)，U2計(jì)數(shù)器復(fù)零，進(jìn)位端QD向U1“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器輸出進(jìn)位信號，當(dāng)?shù)?4個(gè)“時(shí)”（來自“分”計(jì)數(shù)器輸出的進(jìn)位信號）脈沖到達(dá)時(shí)U

9、2計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0100”，U1計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0010”， 此時(shí)“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器的QC，和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的QB輸出為“1”。把它們分別送到U1和U2計(jì)數(shù)器的清零端R0（1）和R0（2），通過74290內(nèi)部的R0（1）和R0（2）與非后清零，計(jì)數(shù)器復(fù)零，完成24進(jìn)制計(jì)數(shù)。子電路的創(chuàng)建(chungjin)方法與60進(jìn)制計(jì)數(shù)器子電路的創(chuàng)建(chungjin)方法相同，其電路如圖4-51所示。 現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì) 圖4-51 24進(jìn)制計(jì)數(shù)子模塊(m kui)電路現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)

10、計(jì)（3）選取顯示器件 用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出(shch)的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽極或共陰極顯示器。74LS48譯碼器對應(yīng)的顯示器是共陰極（接地）顯示器。在本設(shè)計(jì)中采用的是自帶解碼七段排列顯示器?，F(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 圖 4-52 選取(xunq)數(shù)碼管現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì) （4）調(diào)時(shí)控制電路設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí)功能，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)脈沖(michng)選擇控制電路，如圖4-53所示： 現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì) 圖 4-53 調(diào)時(shí)

11、控制(kngzh)模塊電路現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 當(dāng)開關(guān)A斷開時(shí)，12端輸出脈沖V2，閉合時(shí)，輸出V3；開關(guān)B斷開時(shí)，11端輸出脈沖V2，閉合時(shí)，輸出脈沖V3。將其接入時(shí)、分控制位便可實(shí)現(xiàn)(shxin)脈沖選擇控制實(shí)現(xiàn)(shxin)調(diào)時(shí)、分的功能。生成模塊如圖4-54所示?，F(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字(shz)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 圖 4-54 調(diào)時(shí)控制(kngzh)子模塊現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì)3. 數(shù)字鐘總體電路測試?yán)?lyng)60進(jìn)制和24進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器子電路構(gòu)成的數(shù)

12、字鐘系統(tǒng)電路如圖4-55 所示：現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì) 圖4-55 數(shù)字鐘總體(zngt)電路 現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁4.3.2 數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)的設(shè)計(jì) 從上圖可知，在數(shù)字鐘電路中，由兩個(gè)60進(jìn)制同步遞增(dzng)計(jì)數(shù)器完成秒、分計(jì)數(shù)，由24進(jìn)制同步遞增(dzng)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)小時(shí)計(jì)數(shù)。秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器之間采用異步級連方式。通過脈沖選擇電路和開關(guān)J1控制小時(shí)的24進(jìn)制時(shí)鐘選擇（選擇正常進(jìn)位脈沖或者1Hz脈沖），通過脈沖選擇電路和開關(guān)J2控制分鐘的60進(jìn)制時(shí)鐘選擇（選擇正常進(jìn)位脈沖或者秒時(shí)鐘脈沖）。敲擊A和B鍵，可控制開關(guān)K1和K2將秒脈沖直接引入時(shí)、分計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)校時(shí)。現(xiàn)代電子技術(shù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐共三十一頁內(nèi)容摘要4.3 Multisim 10電路設(shè)計(jì)仿真實(shí)例?，F(xiàn)