基于Multisim的計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)解析

電子設(shè)計(jì)與仿真是電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)內(nèi)容，是將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文中針對(duì)數(shù)字電路綜合知識(shí)的實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)了籃球賽24 s計(jì)時(shí)器，并利用Multisim軟件進(jìn)行了仿真。
　　1設(shè)計(jì)方案與電路組成
　　籃球賽24秒計(jì)時(shí)器是數(shù)字電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，將該電路劃分為：計(jì)時(shí)電路、控制電路、顯示電路及報(bào)警電路四部分。
　　設(shè)計(jì)方案框圖如圖1所示。計(jì)時(shí)電路和控制電路是設(shè)計(jì)方案中的主要模塊，其中計(jì)時(shí)電路由秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器構(gòu)成。計(jì)數(shù)器完成24 s計(jì)時(shí)功能，控制電路主要完成計(jì)數(shù)器的直接清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)等功能。
　　
　　圖1 24秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖
　　在設(shè)計(jì)中，結(jié)合實(shí)際需求，計(jì)數(shù)器選取74LS192集成芯片，74LS192是十進(jìn)制可編程同步加法計(jì)數(shù)器，它采用8421碼十進(jìn)制編碼，并具有直接清零、置數(shù)、加減計(jì)數(shù)功能。利用反饋端和置數(shù)端實(shí)現(xiàn)進(jìn)制的轉(zhuǎn)換；秒脈沖發(fā)生器由555集成電路或由，TTL與非門組成的多諧振蕩器構(gòu)成。顯示電路由74LS48譯碼器和共陰極七段LED顯示器組成。報(bào)警電路在試驗(yàn)中可用發(fā)光二極管和蜂鳴器代替。
　　2單元電路設(shè)計(jì)
　　2.1信號(hào)發(fā)生電路
　　秒脈沖的產(chǎn)生是由555定時(shí)器所組成的多諧振蕩電路完成。電路圖如圖2所示。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，555定時(shí)器產(chǎn)生周期為1秒的脈沖；當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電路無(wú)信號(hào)輸出，故74LS192計(jì)數(shù)器中無(wú)脈沖輸入，74LS192計(jì)數(shù)器維持在保持狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)暫停功能。
　　
　　圖2信號(hào)發(fā)生電路