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摘 要

多功能数字钟有时间显示、环境温度测量、闹钟设置、电网频率、电网电压显示，电网电压的过压、欠压报警和闹铃控制等功能,该论文运用EDA技术，通过multisim10软件的功能运用、模块分析、电路图设计等，对数字时钟进行设计和仿真，所设计的数字时钟具有“秒”、“分”和“时”的数字显示功能，以及对“分”和“时”进行校正，还可以进行整点报时功能。

关 键 词：EDA，Multisim，模拟仿真，数字时钟

Abstract: Multi function digital clock with time display, temperature measurement, alarm clock settings, power grid frequency, voltage, overvoltage, voltage under voltage alarm and alarm control functions, the paper uses the EDA technology, through the Multisim10 software function use, module analysis, circuit design, design and Simulation of digital clock the design of the digital clock, with "s", "minute" and "hour" digital display function, can be corrected on and.

Key word: EDA，Multisim，Simulation，Digital Clock

目 录

1 绪论 4

1.1 课题的目的及其背景 4

1.2 EDA技术与应用发展现状趋势 5

1.3 论文研究内容 6

2 设计方案 6

2.1 设计原理图 6

2.2 时间脉冲产生电路 8

2.3 分频器电路 9

2.4 时间计数器 10

2.5 译码驱动电路 12

2.6 校时电路 14

2.7 报时电路 15

2.8 总电路图 16

3 测试结果 17

结 论 18

参 考 文 献 19

致 谢 20

1 绪论

1.1 课题的目的及其背景

现代电子设计技术的中心是EDA技术。EDA技术就是可以依靠其具有的强大功能的电子计算机功能，通过EDA工具软件的平台，对其使用的硬件描述语言转为为系统逻辑描述手段而完成的设计文件，并且自动地完成编译逻辑、化简、分割、综合、优化、模拟和仿真^[1]，下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或者专用的成电路芯片中，从而实现既定的电子电路的设计功能。EDA技术使人们的工作只需要在硬件描述语言以及软件平台上完成硬件功能的实现使用，这样就极大的提高了设计效率，简短了设计的周期，节省了设计的成本。

Multisim是由加拿大Interactive Image Technologies Ltd(简称)研制开发的EDA软件。Multisim界面形象直观、易学易用、操作方便，提供了各种测量仪器以及强大的仿真分析功能，强大的元件库为电子电路的设计和仿真提供了保障和便利。它包含了电路原理图的输入以及电路硬件描述语言的输入方式，其拥有强大的设计仿真分析能力为设计工作者提供了便利，广受欢迎。

Multisim软件提供了多种常用的仪表，来用于测试电路性能参数以及波形，使其结果准确直观。同一种仪器使用数量不受限制，所提供的安捷伦仪器面板像真是仪器一样，用这些仪器想在实验室一样，可方便地测试电路的性能参数及波形。

Multisim可以进行：直流工作点分析、交流、傅立叶分析、瞬态分析等十多种分析，分析结果以表格或波形直观的显示出来。而Multisim的后处理功能还可以对仿真的数据，通过编辑的公式进行计算，运算结果以表格或图形形式输出显示，以获得更多的信息^[2]。

Multisim 10用于电子类相关课程的辅助教学，不仅可以对实验仪器和元器件缺乏带来的不足进行弥补，同时，也使实验室搬进课堂成为了可能。

通过软件设计电路的教师在课堂上，各种电路的模拟功能，并可自由控制电路的功能，以显示不同的水平实现结果。通过在屏幕上显示允许可视化的抽象概念，帮助学生更快更好的功能，内容涵盖在课堂上的知识，加深对概念的理解，原则，弥补课堂教学的不足。在教学过程中，学生也可以保持极高的学习兴致，这样的教学模式形象生动，可以充分提高学生学习的积极性，提高课堂教学效果。学生通过电路仿真，可以熟悉常用电子仪器的测试和运用方法，从而进一步培养学生的综合分析能力，排除故障能力和开发、创新能力都具有重要意义。

1.2 EDA技术与应用发展现状趋势

EDA是在20世纪90年代初时从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)以及计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。通常把EDA技术的发展分为CAD、CAE和EDA这3个阶段。

CAD是EDA技术发展的初期阶段，在这个阶段，人们开始合理利用计算机来取代手工劳动。而当时的计算机硬件的功能有限，软件功能比较弱，人们主要通过借助计算机来对所设计的电路进行模拟和预测，辅助电路版图进行编辑，还可以进行印刷电路板上的布局以及其他简单的平面布置图的设计和工作。

CAE是在CAD的工具逐渐完善的基础上发展起来的，尤其是人们在设计方法学、设计工具的集成化的方面取得了长足的进步，通常可以利用计算机作为单点设计工具，并且建立各种设计单元库，再开始用计算机将许多单点工具集成在一起使用，这样就大大提高了工作效率。

在第二十个世纪，人类在微电子技术已经取得惊人的进步，技术水平已经可以达到在一个芯片上可以集成上百万只甚至数亿只晶体管，其芯片的速度达到了Gb/s量级。大规模的可编程逻辑器件可以对已引进的设计提出了更进一步的要求以及电子工具需求，并且提供了广阔的发展空间，从而促进了微电子技术的形成。尤其重要的是，各种公司推出全球兼容的硬件设计工具和软件工具，一般都支持标准的硬件的描述语言，更进一步促成了技术的成熟和有效的整合。

今天，EDA技术己经成为了电子设计的重要工具，无论是从芯片设计还是系统设计，要是没有EDA工具的支持，将都是很难完成的^[1]。EDA工具现在已经逐渐成为现代电路设计师的一项重要武器，并且有着越来越重要的作用。

Multisim软件现在在国外应用已经非常普遍了，各种电子产品的设计很多基本上都是利用Multisim软件设计出来的。设计一台电子产品的过程，从含义的确立，到包括电路原理、机内结构、PCB版图、外观界面、单片机程序、FPGA的构建及仿真、电磁兼容分析、热稳定分析，分析内在的物理级设计，再到自动贴片、PCB钻孔图、元器件清单、焊膏漏印、总装配图^[3]等生产所需的资料全部可以通过计算机完成。现实上的元器件都可以在模拟计算机上找到，这样就完全避免了在实际操作中产生的繁杂和不便。同时可以借助计算机存储量大和运行速度快的特点，对设计的方案进行人工的难以完成的模拟评估、检验设计、优化设计和数据的处理等工作。Multisim技术目前在国外已经成为了集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。因此在国外对于电子相关专业学生来说，学Multisim软件通常是一门必修课。因为软件有一点好处，就是可以很好地解决一些在理论教学与实际动手实验上无法相联系的这一难题。从而学生可以把刚刚学到的理论知识利用计算机的仿真真实再现出来。而且可以用虚拟仪器技术所创造出属于自己的真正的仪表。从而极大地提高学员的积极性和学习热情。从而真正的做到了将被动学习变为主动学习。这些已经在国外得到了很好的体现。

在近几年Multisim学习软件才引进中国，因此在各方面都不太成熟，对电子的产品设计基本上还在采用繁杂的手工设计。对于手工设计来说，要设计出一个完整的产品就需要很长的时间，而且从中还得不断地修改和补充，这样就很费精力。而在国内的各大高校中，学习Multisim软件很少见，甚至很多学生都不知道有这个软件。所以这在国内外就形成了明显的对比。

1.3 论文研究内容

本文主要研究讨论运用EDA技术，通过multisim10软件的功能运用、模块分析、电路图设计等，对数字时钟进行仿真和设计，最后得出结果。

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