365倒計時器設(shè)計報告資料

1、任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: 365倒計時電路的設(shè)計 初始條件：給定Protel 99SE應(yīng)用軟件, 集成譯碼器、數(shù)碼管、計數(shù)器、脈沖發(fā)生器等元器件.要求完成的主要任務(wù):設(shè)計工作量:一周;技術(shù)要求: (1)要求設(shè)計的365倒計時器在接通電源后從顯示值365遞減，即電路進行減計數(shù)運算;(2)利用Protel軟件完成365倒計時器原理圖與PCB板的繪制，并對相關(guān)特性信號進行仿真.時間安排： 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 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對設(shè)計電路的仿真 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)計心得體會 HYPERLINK l _Toc233685863 6 參考文獻 HYPERLINK l _Toc233685864 附錄:元器件清單摘 要Protel設(shè)計系統(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，是具有強大功能的電子設(shè)計CAD軟件，它具有原理圖設(shè)計、印刷電路板（PCB）、設(shè)計層次原理圖設(shè)計、報表制作、電路仿真以及邏輯器件設(shè)計等功能，

5、是進行電子設(shè)計最有用的軟件之一。計數(shù)器是時序邏輯電路基礎(chǔ)知識的實際應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，本次實驗課設(shè)是利用計數(shù)器譯碼顯示器等邏輯芯片設(shè)計一個簡易的365倒計時器，并利用Protel 99 SE對其原理圖進行繪制，PCB圖制作和仿真.關(guān)鍵字：Protel設(shè)計. 計數(shù)器. 譯碼顯示器. 365倒計時器. 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倒計時器的設(shè)計1 電路原理圖的設(shè)計本電路設(shè)計是利用計數(shù)器，譯碼顯示器等元器件進行一個從365遞減的減計數(shù)器的設(shè)計，以下將對其設(shè)計原理思路進行說明。1.1單元電路的設(shè)計1.1.1計數(shù)部分 計數(shù)部分由三集成芯片74LS192構(gòu)成，74LS192是同步十進

9、制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下所示： （a）引腳排列 (b) 邏輯符號圖1 74LS192的引腳排列及邏輯符號圖中：為置數(shù)端，為加計數(shù)端，為減計數(shù)端，為非同步進位 輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數(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 加計數(shù)011 減計數(shù) 74LS192的工作原理是：當(dāng)?shù)扔?時進行置數(shù)，當(dāng)=1，MR=0時，若時鐘信號加到CPD端，且CPu=1，則計數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上進行減計數(shù)，當(dāng)計數(shù)到

10、0時，TCD發(fā)出借位下跳變脈沖，將該端與高位計數(shù)器的CPD相連，則當(dāng)?shù)臀籘CD發(fā)出借位脈沖時，高位才進行減計數(shù)，據(jù)此設(shè)計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 在使用時要注意以下幾點：(a) 要求輸入數(shù)字 015 時“滅燈輸入端”BI 必須開路或保持高電平。如果不要滅十進制的 0，則“動態(tài)滅燈輸入”RBI 必須開路或為高電平。(b) 當(dāng)滅燈輸入端 BI 接低電平時，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)“動態(tài)滅燈

11、輸入端”RBI 和、 輸入為低電平而“燈測試端”LT 為高電平時，所有各段輸出均為低電平，并且“動態(tài)滅燈輸出端”RBO 處于低電平。(d)“滅燈輸入/動態(tài)滅燈輸出端”BI/RBO 開路或保持高電平而“燈測試端”LT 為低電平時，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)計如下，圖4 信號控制輸入端信號輸入端采用了集成芯片74LS00來實現(xiàn)信號輸入的控制，74LS00是二輸入與非門，其邏輯符號如圖5所示： 圖5若一腳接A信號，2腳接B信號，則輸出為AB的反，由此可知若其中一腳接時

12、鐘發(fā)生信號，則另一腳必須接高電平，時鐘脈沖信號才能到達輸出端，由此來實現(xiàn)對信號輸入的控制，也就能實現(xiàn)計數(shù)過程中途暫停的功能?？倛D設(shè)計設(shè)計電路總圖圖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腳控制時鐘信號的輸入，接高電平時有效。（3）由低位開始進行減計數(shù)運算，通過譯碼顯示器顯示數(shù)值，每當(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器由9變?yōu)?，將向高位計數(shù)器發(fā)出借位信號，即給高位減計數(shù)端一觸發(fā)信號，使其減一。（4）如此下

13、去，則實現(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 點擊左邊工具欄的Browse Sch，在元件庫中找到所需要的原件，雙擊后仿真設(shè)計圖紙中。 （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中的連線工具對電路圖中的原件進行連線。要注意該線是否有電氣性質(zhì)。當(dāng)預(yù)拉線的指針移動到元件的引腳或其他電氣特性線時，指針的中心將會出現(xiàn)一個黑點，它提示我們在當(dāng)前狀態(tài)下單擊鼠標(biāo)左鍵就會形成一個有效的電氣連接。（4）加輸入/輸出端口將上述完成后，便會形成如圖5所示電路圖：（5）更改元件屬性用鼠標(biāo)雙擊任一

14、個元件都會彈出次元件的屬性對話框，其中包括元件樣本，元件的封裝方式，元件的序號，元件的參數(shù)值等。（6）電氣規(guī)則檢查當(dāng)整個電路設(shè)計完成后，可以進行電氣規(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)重性分別以錯誤或警告信息來提示用戶。ERC檢查報告無錯后進行下一步。（7）生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表非常重要，它是PCB中自動布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計軟件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)計菜單下的create netlist選項，點擊OK后生成網(wǎng)點擊OK后生成網(wǎng)絡(luò)表.3 PCB圖的制作在原理圖繪制后就進行其PCB板設(shè)計制作了.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)計管理版面中創(chuàng)建一個名為pcb1.PCB的文件。（2）定義邊框。在設(shè)計工作區(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/加載網(wǎng)絡(luò)表再在彈出的對話框中按Browse按鈕，選擇sheet1.NET文件，點擊OK再在彈出的對話框中選擇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)自動布線 .Protel PCB 內(nèi)集成了一個功能強大而品質(zhì)高超的自動布線程序，能自動地設(shè)計出最

16、佳的自動布線策略。選擇自動布線菜單中的All，在彈出的對話框中選RouteAll便開始自動布線程序，布線完成后在彈出的對話框中選擇OK便完成了自動布線。自動布線如圖8圖84 Protel對設(shè)計電路的仿真Protel 99se 提供了對電路許多參數(shù)的仿真,這里我僅對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是分析開始時間，Stop Time是分析停止時間，Step Time是步長時間，Maximum Step是最大步長。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,低位計數(shù)器在經(jīng)過10個脈沖后觸發(fā)高位計數(shù)器,實現(xiàn)了三位數(shù)十進制減計數(shù)功能,說明設(shè)計思路與設(shè)計結(jié)果的正確性。5 設(shè)計心得體會本次課設(shè)是制作了365倒計時器，在課設(shè)過程中，鞏固了數(shù)字電路方面的理論知識，更深刻地掌握了計數(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，我掌握了做課程設(shè)計的基本思路和方法，在腦海里形成了基本的設(shè)計理念和設(shè)計技巧，鍛煉了自己的思維能力與動手能力。本次設(shè)計實驗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1 謝自美，電子線路設(shè)計 實驗 測試（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：從基礎(chǔ)到實踐，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)計與制板：Protel 99SE高級應(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)計原理圖元器件Part TypeDesignatorFootprint1N3765 T2 DIP161N3765 T3 DIP161N3765 T1 DIP1674LS00 U DIP1474LS248 D3 DIP1674LS24