365倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)報(bào)告資料

1、任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: 365倒計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì) 初始條件：給定Protel 99SE應(yīng)用軟件, 集成譯碼器、數(shù)碼管、計(jì)數(shù)器、脈沖發(fā)生器等元器件.要求完成的主要任務(wù):設(shè)計(jì)工作量:一周;技術(shù)要求: (1)要求設(shè)計(jì)的365倒計(jì)時(shí)器在接通電源后從顯示值365遞減，即電路進(jìn)行減計(jì)數(shù)運(yùn)算;(2)利用Protel軟件完成365倒計(jì)時(shí)器原理圖與PCB板的繪制，并對(duì)相關(guān)特性信號(hào)進(jìn)行仿真.時(shí)間安排： 2010-2011學(xué)年下學(xué)期18周 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2

2、33685841 摘 要 HYPERLINK l _Toc233685842 Abstract HYPERLINK l _Toc233685843 1 電路原理圖的設(shè)計(jì) HYPERLINK l _Toc233685844 HYPERLINK l _Toc233685845 HYPERLINK l _Toc233685846 HYPERLINK l _Toc233685847 HYPERLINK l _Toc233685848 HYPERLINK l _Toc233685849 1.2.2 主要原理說明 HYPERLINK l _Toc233685850 2 Protel原理圖繪制 HYPERL

3、INK l _Toc233685851 2.1 創(chuàng)建文件 HYPERLINK l _Toc233685852 2.2 原理圖的繪制 HYPERLINK l _Toc233685853 3 PCB圖的制作 HYPERLINK l _Toc233685854 3.1 導(dǎo)入元器件 HYPERLINK l _Toc233685855 3.2 元器件的布線 HYPERLINK l _Toc233685856 4 Protel對(duì)設(shè)計(jì)電路的仿真 HYPERLINK l _Toc233685857 HYPERLINK l _Toc233685858 4.2 仿真分析 HYPERLINK l _Toc23368

4、5859 HYPERLINK l _Toc233685860 4.2.2 仿真波形 HYPERLINK l _Toc233685861 4.2.3 仿真結(jié)果分析 HYPERLINK l _Toc233685862 5 設(shè)計(jì)心得體會(huì) HYPERLINK l _Toc233685863 6 參考文獻(xiàn) HYPERLINK l _Toc233685864 附錄:元器件清單摘 要Protel設(shè)計(jì)系統(tǒng)是世界上第一套將EDA環(huán)境引入到Windows環(huán)境中的EDA開發(fā)工具，是具有強(qiáng)大功能的電子設(shè)計(jì)CAD軟件，它具有原理圖設(shè)計(jì)、印刷電路板（PCB）、設(shè)計(jì)層次原理圖設(shè)計(jì)、報(bào)表制作、電路仿真以及邏輯器件設(shè)計(jì)等功能，

5、是進(jìn)行電子設(shè)計(jì)最有用的軟件之一。計(jì)數(shù)器是時(shí)序邏輯電路基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，本次實(shí)驗(yàn)課設(shè)是利用計(jì)數(shù)器譯碼顯示器等邏輯芯片設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的365倒計(jì)時(shí)器，并利用Protel 99 SE對(duì)其原理圖進(jìn)行繪制，PCB圖制作和仿真.關(guān)鍵字：Protel設(shè)計(jì). 計(jì)數(shù)器. 譯碼顯示器. 365倒計(jì)時(shí)器. 原理圖繪制. PCB制作. 仿真AbstractThe Protel design system is in the world the first set introduces the EDA environment Windows in the environment the EDA de

6、velopment kit, has the formidable function electron to design the CAD software, it has the schematic diagram design, the printed wiring board (PCB), design level functions and so on schematic diagram design, report form manufacture, circuit simulation as well as logical component design, is carries

7、on the electron to design one of most useful softwares.Counter is a sequential logic circuit based on the practical application of knowledge, and its broad range of applications, this experiment is to use class-based counter 365 countdown to achieve the design and the use of Protel 99 SE to its sche

8、matic drawing, PCB production and Simulation Fig.Keywords: Protel design. Counter. Decoder display. 365 countdown device. schematic drawing. PCB production. Simulation Fig.365倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)1 電路原理圖的設(shè)計(jì)本電路設(shè)計(jì)是利用計(jì)數(shù)器，譯碼顯示器等元器件進(jìn)行一個(gè)從365遞減的減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)，以下將對(duì)其設(shè)計(jì)原理思路進(jìn)行說明。1.1單元電路的設(shè)計(jì)1.1.1計(jì)數(shù)部分 計(jì)數(shù)部分由三集成芯片74LS192構(gòu)成，74LS192是同步十進(jìn)

9、制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如下所示： （a）引腳排列 (b) 邏輯符號(hào)圖1 74LS192的引腳排列及邏輯符號(hào)圖中：為置數(shù)端，為加計(jì)數(shù)端，為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位 輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端. 其功能表如下： 輸入 輸出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba011 加計(jì)數(shù)011 減計(jì)數(shù) 74LS192的工作原理是：當(dāng)?shù)扔?時(shí)進(jìn)行置數(shù)，當(dāng)=1，MR=0時(shí)，若時(shí)鐘信號(hào)加到CPD端，且CPu=1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行減計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到

10、0時(shí)，TCD發(fā)出借位下跳變脈沖，將該端與高位計(jì)數(shù)器的CPD相連，則當(dāng)?shù)臀籘CD發(fā)出借位脈沖時(shí)，高位才進(jìn)行減計(jì)數(shù)，據(jù)此設(shè)計(jì)出部分電路如下圖所示:圖2譯碼顯示部分74LS248 (74LS48) 是 BCD 碼到七段碼的顯示譯碼器，它可以直接驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。它的管腳圖如圖3所示圖3 74LS248的引腳排列圖74LS248 在使用時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：(a) 要求輸入數(shù)字 015 時(shí)“滅燈輸入端”BI 必須開路或保持高電平。如果不要滅十進(jìn)制的 0，則“動(dòng)態(tài)滅燈輸入”RBI 必須開路或?yàn)楦唠娖健?b) 當(dāng)滅燈輸入端 BI 接低電平時(shí)，不管其它輸入為何種電平，所有各段輸出均為低電平。(c) 當(dāng)“動(dòng)態(tài)滅燈

11、輸入端”RBI 和、 輸入為低電平而“燈測(cè)試端”LT 為高電平時(shí)，所有各段輸出均為低電平，并且“動(dòng)態(tài)滅燈輸出端”RBO 處于低電平。(d)“滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出端”BI/RBO 開路或保持高電平而“燈測(cè)試端”LT 為低電平時(shí)，所有各段輸出均為高電平 (e) BI/RBO 是線與邏輯，既是“滅燈輸入端”BI 又是“動(dòng)態(tài)滅燈輸出端”RBO。顯示器采用的是數(shù)碼管顯示，譯碼顯示部分的電路圖設(shè)計(jì)如下，圖4 信號(hào)控制輸入端信號(hào)輸入端采用了集成芯片74LS00來實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸入的控制，74LS00是二輸入與非門，其邏輯符號(hào)如圖5所示： 圖5若一腳接A信號(hào)，2腳接B信號(hào)，則輸出為AB的反，由此可知若其中一腳接時(shí)

12、鐘發(fā)生信號(hào)，則另一腳必須接高電平，時(shí)鐘脈沖信號(hào)才能到達(dá)輸出端，由此來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)輸入的控制，也就能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)過程中途暫停的功能?？倛D設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電路總圖圖6 主要原理說明如圖6所示，（1）接通電源后，加計(jì)數(shù)端置無效電平，將置數(shù)端接向低電平，即接地，則三芯片74LS192均為置數(shù)狀態(tài)。因三芯片由高位到低位的輸入端分別接的是0011 0110 0101，則分別置數(shù)3 6 5.（2）再將置數(shù)端介入高電平，與非門2腳控制時(shí)鐘信號(hào)的輸入，接高電平時(shí)有效。（3）由低位開始進(jìn)行減計(jì)數(shù)運(yùn)算，通過譯碼顯示器顯示數(shù)值，每當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器由9變?yōu)?，將向高位計(jì)數(shù)器發(fā)出借位信號(hào)，即給高位減計(jì)數(shù)端一觸發(fā)信號(hào)，使其減一。（4）如此下

13、去，則實(shí)現(xiàn)由365遞減。2 Protel原理圖繪制2.1 創(chuàng)建文件 7圖72.2 原理圖的繪制（1）選取原件 點(diǎn)擊左邊工具欄的Browse Sch，在元件庫(kù)中找到所需要的原件，雙擊后仿真設(shè)計(jì)圖紙中。 （2）擺放原件將原件按照電路要求擺放好，主意要給連線做好準(zhǔn)備。（3）元件連線使用WiringTools中的連線工具對(duì)電路圖中的原件進(jìn)行連線。要注意該線是否有電氣性質(zhì)。當(dāng)預(yù)拉線的指針移動(dòng)到元件的引腳或其他電氣特性線時(shí)，指針的中心將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，它提示我們?cè)诋?dāng)前狀態(tài)下單擊鼠標(biāo)左鍵就會(huì)形成一個(gè)有效的電氣連接。（4）加輸入/輸出端口將上述完成后，便會(huì)形成如圖5所示電路圖：（5）更改元件屬性用鼠標(biāo)雙擊任一

14、個(gè)元件都會(huì)彈出次元件的屬性對(duì)話框，其中包括元件樣本，元件的封裝方式，元件的序號(hào)，元件的參數(shù)值等。（6）電氣規(guī)則檢查當(dāng)整個(gè)電路設(shè)計(jì)完成后，可以進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。主要是檢查電路圖中是否有電氣性質(zhì)不一致的情況。電氣規(guī)則檢查依據(jù)問題的嚴(yán)重性分別以錯(cuò)誤或警告信息來提示用戶。ERC檢查報(bào)告無錯(cuò)后進(jìn)行下一步。（7）生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表非常重要，它是PCB中自動(dòng)布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計(jì)軟件SCH與印刷電路板軟件PCB之間的接口。所以必須生成網(wǎng)絡(luò)表。選取設(shè)計(jì)菜單下的create netlist選項(xiàng)，點(diǎn)擊OK后生成網(wǎng)點(diǎn)擊OK后生成網(wǎng)絡(luò)表.3 PCB圖的制作在原理圖繪制后就進(jìn)行其PCB板設(shè)計(jì)制作了.3.1 導(dǎo)入元器件

15、（1）創(chuàng)建PCB文件。同創(chuàng)建SCH文件類似，在設(shè)計(jì)管理版面中創(chuàng)建一個(gè)名為pcb1.PCB的文件。（2）定義邊框。在設(shè)計(jì)工作區(qū)的版層標(biāo)簽上選擇keepOut layer，選取工具條上的放置銅膜走線，畫一個(gè)邊框。只要圈住所有器件就行，不用太大。（3）加載網(wǎng)絡(luò)表選擇設(shè)計(jì)/加載網(wǎng)絡(luò)表再在彈出的對(duì)話框中按Browse按鈕，選擇sheet1.NET文件，點(diǎn)擊OK再在彈出的對(duì)話框中選擇Execute，則原件加載到工作區(qū)。3.2 元器件的布線(1)擺放原件 將原件擺放合理，把重疊的元件拖開，將原件標(biāo)注等擺正。(2)自動(dòng)布線 .Protel PCB 內(nèi)集成了一個(gè)功能強(qiáng)大而品質(zhì)高超的自動(dòng)布線程序，能自動(dòng)地設(shè)計(jì)出最

16、佳的自動(dòng)布線策略。選擇自動(dòng)布線菜單中的All，在彈出的對(duì)話框中選RouteAll便開始自動(dòng)布線程序，布線完成后在彈出的對(duì)話框中選擇OK便完成了自動(dòng)布線。自動(dòng)布線如圖8圖84 Protel對(duì)設(shè)計(jì)電路的仿真Protel 99se 提供了對(duì)電路許多參數(shù)的仿真,這里我僅對(duì)其做瞬間分析和傅里葉分析(Transient/Fourier Analysis). 新建仿真原理圖如圖9所示,所用元器件在仿真所用到的元器件庫(kù)中.圖94.2 仿真分析 參數(shù)設(shè)置在仿真原理圖繪制好后,選擇菜單欄中的仿真,將自己需要分析的參數(shù)點(diǎn)選中添至Active Signals中,然后選擇Transient/Fourier Analys

17、is如圖4-2,左側(cè)是瞬態(tài)分析的仿真參數(shù)區(qū)，右側(cè)是傅里葉的仿真參數(shù)區(qū)。這里只選中瞬態(tài)分析。Start Time是分析開始時(shí)間，Stop Time是分析停止時(shí)間，Step Time是步長(zhǎng)時(shí)間，Maximum Step是最大步長(zhǎng)。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,最終設(shè)定參數(shù)如下圖10所示圖10 仿真波形 運(yùn)行后波形如圖11所示 圖11 仿真結(jié)果分析觀察仿真出的波形可知,低位計(jì)數(shù)器在經(jīng)過10個(gè)脈沖后觸發(fā)高位計(jì)數(shù)器,實(shí)現(xiàn)了三位數(shù)十進(jìn)制減計(jì)數(shù)功能,說明設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。5 設(shè)計(jì)心得體會(huì)本次課設(shè)是制作了365倒計(jì)時(shí)器，在課設(shè)過程中，鞏固了數(shù)字電路方面的理論知識(shí)，更深刻地掌握了計(jì)數(shù)器 譯碼顯示器等集成芯片的功能原理

18、及其應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了做課程設(shè)計(jì)的基本思路和方法，在腦海里形成了基本的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)技巧，鍛煉了自己的思維能力與動(dòng)手能力。本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在原理圖仿真這一環(huán)節(jié)經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，在和同學(xué)的交流和努力下，最終仿真出正確的波形，小有成就感。這也啟示自己遇到困難不輕易言棄。最后，感謝在設(shè)中給我?guī)椭耐瑢W(xué)與指導(dǎo)我的老師！6 參考文獻(xiàn)1 謝自美，電子線路設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn) 測(cè)試（第三版），武漢：華中科技大學(xué)出版社20062 趙景波、王勁松、滕敦朋, Protel 2004電路設(shè)計(jì)：從基礎(chǔ)到實(shí)踐，北京：電子工業(yè)出版社 2007 3 張瑾、張偉、張立寶，電路設(shè)計(jì)與制板Protel 99SE入門與提高, 北京：人民郵電出版社 2007 4 張偉、孫穎、趙晶，電路設(shè)計(jì)與制板：Protel 99SE高級(jí)應(yīng)用,北京：人民郵電出版社 2007 5 康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分（第五版），高等教育出版社，2006 附錄:元器件清單 設(shè)計(jì)原理圖元器件Part TypeDesignatorFootprint1N3765 T2 DIP161N3765 T3 DIP161N3765 T1 DIP1674LS00 U DIP1474LS248 D3 DIP1674LS24