数字时钟的仿真设计

数字时钟的仿真设计

一、功能要求

（1）设计一个具有时分秒的十进制数字显示的计时器。

（2）具有手动校时、校分的功能。

（3）通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换。

（4）具有整点报时的功能，应该是每个整点完成相应点数的报时，如3点钟响5声。

二、总体方案设计

2.1

2.2

的反馈置数法

0110（十进制为6）用

2.3

u1输出端为0011

图3二十四进制计数器子电路

2.4校时电路

校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。

当开关A,B闭合，C,D断开时，电路进行正常的计时工作；当开关A,B断开，C,D闭合时，就可以自动进行校时。当然也可以手动校准时间，这是需要不断地闭合、断开开关，每次只改变一个数。其中C是校时开关,D是较分开关，开关E用来控制秒得校准，断开时，秒显示为0。

三、整体电路原理图

整体电路共分为五大模块：脉冲产生部分、计数部分、译码部分、显示部分、校时部分。主要由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED七段显示数码管、时间校准电路构成。

数字钟数字显示部分，采用译码与二极管串联电路，将译码器、七段数码管连接起来，组成十进制数码显示电路，即时钟显示。要完成显示需要6个数码管，八段的数码管需要

译码器械才能显示，然后要实现时、分、秒的计时需要60进制计数器和24进制计数器，在在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意调整。

四、仿真结果 振荡器可由晶振组成，也可以由555与RC 组成的多谐振荡器。由555定时器得到1Hz 的脉冲，功能主要是产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需要的信号。仿真分析开始前可双击仪器图标打开仪器面板。准备观察被测试波形。按下程序窗口右上角的启动／停止开关状态为1，仿真分析开始。若再次按下，启动／停止升关状态为0，仿真分析停止。电路启动后，需要调整示波器的时基和通道控制，使波形显示正常。

为了便于观察特把频率加大。由图可见，所设计的电路可以产生方波。

（1）启动仿真电路，可观察到数字时钟的秒位开始计时，计数到60后异步清零，并进位到分计时电路。

（2）观察到数字时钟的分为开始计时，计数到60后异步清零，并进位到时计时电路。

（3）开关J1可控制时计时电路的二十四进制或十二进制计数方式的选择。单击控制键“空格”，可实现计数方式的转换。

（4）控制键“A”“B”、“C”可控制将校时所用2HZ 时钟脉冲直接引入时、分、秒计数器，从而实现校时、校分、校秒功能。

五、结论 由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED 七段显示数码管设计了数字时钟电路，经过仿真得出较理想的结果，说明电路图及思路是正确的，可以实现所要求的基本功能：计时、显示精确到秒、时分秒校时。

图4整体电路图

图5(a)产生1kHz 的脉冲波形 图5(b)产生1Hz 的脉冲波形