淺談Multisim軟件在數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要：數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計多年來一直做為數(shù)字電路課程設(shè)計題目，傳統(tǒng)的設(shè)計方法花費(fèi)大、效率低、周期長。基于Multisim軟件的數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計過程的大部分工作均由計算機(jī)自動完成，花費(fèi)少、效率高、周期短，功能強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計；Multisim軟件

中圖分類號：TN79-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

一、數(shù)字電路課程的介紹

數(shù)字電子技術(shù)是自動控制、電子信息、機(jī)械控制等專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程主要介紹各類門電路、編碼器、譯碼器、觸發(fā)器及計數(shù)器等的原理和應(yīng)用數(shù)字電路分析的重點(diǎn)屋輸出信號與輸入信號之間的邏輯關(guān)系，分析電路所要完成的邏輯功能。數(shù)字電路的學(xué)習(xí)應(yīng)以數(shù)字集成電路為主，重點(diǎn)掌握數(shù)字集成電路的外部特性及其使用方法，這門課程的特點(diǎn)是應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)，授課過程中要多重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，多重視理論聯(lián)系實(shí)際。努力提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

二、數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計

數(shù)字鐘系統(tǒng)主要由時鐘電路、分頻器、計數(shù)器、時間顯示電路、校時電路和整點(diǎn)報時電路6個部分組成，圖1為其框圖。

數(shù)字鐘系統(tǒng)涉及到數(shù)字電路大部分理論內(nèi)容，因此數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)多年來一直做為數(shù)字電路課的課程設(shè)計題目。老式的設(shè)計方法是一種自下而上的設(shè)計方法，即首先由設(shè)計人員根據(jù)數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)及技術(shù)指標(biāo)要求，結(jié)合自已多年積累的經(jīng)驗(yàn)，利用現(xiàn)有的集成電路芯片等電路元器件、完成數(shù)字鐘各部分電路的設(shè)計，性能指標(biāo)測試等，然后構(gòu)建整個數(shù)字鐘系統(tǒng)，最后經(jīng)調(diào)試、測量達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)。這種方法花費(fèi)大、效率低、周期長。

三、Multisim軟件的介紹

Multisim是一個完整的電子電路設(shè)計工具系統(tǒng)，能夠提供一個龐大的元件數(shù)據(jù)庫和先進(jìn)的設(shè)汁功能，滿足使用者從儀器設(shè)備、設(shè)計參數(shù)到設(shè)計產(chǎn)品的要求。該軟件能夠?qū)⒃骷蛢x器集合為一體，它是一個能完成原理電路設(shè)計和電路功能測試的虛擬仿真軟件。電路仿真是利用EDA系統(tǒng)工具的模擬功能對電路環(huán)境和電路過程進(jìn)行仿真，該過程對應(yīng)著傳統(tǒng)電子設(shè)計的電路搭建和性能側(cè)試。實(shí)驗(yàn)過程是理想化的模擬過程，沒有真實(shí)元器件參數(shù)的離散和變化，沒有儀器精度變化帶來的影響，因而效率高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果快捷、準(zhǔn)確、形象.。近兩年來，Multisim軟件的電子仿真已被應(yīng)用于電路設(shè)計、實(shí)驗(yàn)（電工實(shí)驗(yàn)、模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)）的輔助教學(xué)中。

四、利用Multisim軟件對數(shù)字鐘系統(tǒng)的仿真

數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)及技術(shù)指標(biāo)要求為；

（1）設(shè)計一臺能夠直接顯示“時”、“分”、“秒”十進(jìn)制（24時/天）石英數(shù)字鐘。

（2）走時精度要高于普通機(jī)械時鐘，并具有校時功能。

（3）整點(diǎn)報時，要求聲響四低一高。

（4）電源電壓為5V。

數(shù)字鐘系統(tǒng)主要由6個部分組成，其中計數(shù)、譯碼器驅(qū)動和顯示部分的設(shè)計由Multisim10系統(tǒng)仿真，效果非常的好。圖2為其仿真圖。

通過上述設(shè)計分析和建模仿真，充分調(diào)動學(xué)生的積極性使學(xué)生基本掌握數(shù)字鐘電路的基本原理和實(shí)際電路的接法及基本儀器的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，再在數(shù)字教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺或在萬能板上搭接實(shí)際電路和調(diào)試電路，學(xué)生可以把前期的理論分析仿真和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聯(lián)系起來真正理解電路的原理和掌握電子開發(fā)的技能從而達(dá)到事半功倍的效果實(shí)訓(xùn)成效將大大提高。

與傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計方法相比，用Multisim軟件仿真數(shù)字鐘具有如下特點(diǎn)：設(shè)計與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行，可以完成邊設(shè)汁邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便：設(shè)計和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測試儀器儀表齊全；可以方便地對數(shù)字鐘電路參數(shù)進(jìn)行測試和分析；設(shè)計和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。

五、結(jié)束語

Multisim等電路仿真軟件的功能越來越強(qiáng)大，在統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境中，集成了原理圖繪制、電路仿、PCB制版等功能。各電子企業(yè)會在眾多的電路開發(fā)軟件中選用一款作為其原理圖繪制、仿真和制版的工具。因此，針對高職教育特色和高職學(xué)生特點(diǎn)，將Multisim等仿真軟件引入到電類相關(guān)課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)基于工作過程（面向崗位）的教學(xué)模式，將是一種有益的探索。

參考文獻(xiàn)：

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[4]基于Multisim10的電子電路設(shè)計?仿真與應(yīng)[J/OL].

[作者簡介]紀(jì)麗鳳（1971.05-），女，遼寧營口人，高級實(shí)驗(yàn)師，研究方向：應(yīng)用電子技術(shù)；張廷輝（1971.04-），男，遼寧盤錦人，工程師，研究方向：應(yīng)用電子技術(shù)。