王迎勋+++王香+++黄家平+++臧红岩

摘 要：首先论述了数字电子技术中计数器的相关理论知识，然后论述了Multisim13的数字钟的总体设计方案，并分别对各计数器单独进行设计和仿真，最后对整个数字钟进行仿真测试。

关键词：计数器；Multisim13；数字钟；设计；仿真

引言

数字钟是一种用数字电子技术实现时、分、秒同时显示计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，并且没有 机械装置，使用起来方便快捷，具有很长的使用寿命，近年来得到广泛使用。数字钟可以是单片的也可以是集成的，其实现方式有很多种，可以用中小规模集成电路组成数字钟；也可以利用专用的数字钟芯片配以显示电路；还可以用单片机来实现，本文的数字钟是采用Multisim13进行设计和仿真的。采用软件仿真的方法，克服了实验室的条件限制，避免了使用中 损坏等不利因素。[1]

Multisim13是美国IN公司开发的一款强大的电路模拟软件，可以进行复杂的板级电路模拟和数字电路仿真，还可以用Multisim来进行数字电路PCB板的设计，此版本还可以单片机等MCU的仿真。全新的Multisim13包括以下优势：

（1）电路参数和参数扫描分析。

（2）结合NI myRIO and Digilent FPGA对象进行数字电路教学。

（3）使用IGBT和MOSFET热模型进行电力电子分析。

（4）包括超過26，000个元件的元器件库。

（5）通过用于LabVIEW系统设计软件的Multisim API工具包实现设计自动化。

1 电路设计与仿真

单元电路设计与仿真：

（1）二十四进制计数器的设计与仿真

二十四进制计数器电路采用两片74160N实现，当个位计数电路计数到9的时候同时向十位发出进一位信号脉冲，当计数到24的时候，个位输出端输出0100，十位输出端输出0010，将个位的输出端QC与十位的输出端QB通过一个与非门同时接到两片计数芯片的清零端，其设计电路和仿真结果分别如图1和图2所示。

（2）六十进制计数器的设计与仿真

六十进制计数器同样采用两片74160N来实现，一片计数秒或分的个位，一片计数秒或分的十位，当秒计数到60时即清零，同时产生进位到分计数电路，分计数电路就加一，和二十四进制计数器采用反馈清零法，使用一个与非门74LS00，它的输入端接到QB和QC，当计数到60时，十位计数的计数芯片的输出端（QA，QB，QC，QD）将输出0110，那么输出端将产生一个低电平，连接到74LS160N的CLR清零端时计数器又从0000开始计数，同时此信号也可以作为分计时电路的输入，其设计电路和仿真结果分别如图3和图4所示。

（3）总体电路设计与仿真，如图2。

2 本设计的优点

其他数字钟电路的设计都需要555定时器产生1KZ脉冲，并需要分频器产生1HZ的脉冲，但有的Multisim版本不能产生1HZ脉冲，并且产生的脉冲不稳定，所以为了避免产生以上问题，本次设计直接采用1HZ的信号源，可以产生比较稳定的1HZ的脉冲，而且设计比较简单，不需要加信号产生电路。

3 结束语

本设计使用了74160N芯片，具有脉冲源稳定、设计简单等优点。该系统主要用在粮仓储运系统中，设备运转情况良好，其测试数据和曲线真实可靠，数据通讯准确、可靠，可以有效预报储粮情况，提高储粮的安全性，进而取得显著的经济和社会效益。[1]

参考文献

[1]杨庆.基于Multisim8的数字钟的设计与仿真[J].山西电子技术，2008（2）：32.