多功能數字電子鐘PCB板設計

實驗課程名稱 電子課程設計 實驗項目名稱 多功能數字電子鐘的設計 專 業(yè) 班 級 學 生 姓 名 學 號 指 導 教 師 緒論20 世紀末，電子技術獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現代電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現代電子產品性能進一步提高，產品更新換代的節(jié)奏也越來越快。數字鐘已成為人們日常生活中：必不可少的必需品，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數字集成電路技術的發(fā)展和采用了先進的石英技術，使數字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、集成電路有體積小、功耗小、功能多、攜帶方便等優(yōu)點， ，因此在許多電子設備中被廣泛使用。電子鐘是人們日常生活中常用的計時工具，而數字式電子鐘又有其體積小、重量輕、走時準確、結構簡單、耗電量少等優(yōu)點而在生活中被廣泛應用，因此本次設計就用數字集成電路和一些簡單的邏輯門電路來設計一個數字式電子鐘，使其完成時間及星期的顯示功能。多功能數字鐘采用數字電路實現對“時” 、 “分” 、 “秒”數字顯示的計時裝置。具有時間顯示、走時準確、顯示直觀、精度、穩(wěn)定等優(yōu)點。電路裝置十分小巧,安裝使用也方便。同時在日期中，它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費者的喜愛。第 1 章、數字鐘的基本原理數字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴展電路兩大部分組成，其中主體電路完成數字鐘的基本功能，擴展電路完成數字鐘的擴展功能。本電路主要由整蕩器和分頻器產生 1s 的脈沖信號，用秒脈沖驅動“秒”計數器，在“秒”計數器滿 60 之后就產生進位信號，驅動“分”計數器計數?！胺帧?、 “秒”計數器分別為 24 進制和 60 進制的計數器，實際的“分” 、 “秒”計數器作為理想的“時” 、 “分”來進行實驗，便于實現不同進制的計數器構造，同時也在有效的時間內看到進位效果。計數器使用 74ls90 來構造。最后進行譯碼和顯示，在數碼管上即可得到數字時鐘的數值顯示。其系統(tǒng)組成原理的框圖如下：振 蕩 器 分 頻 器 校 時 電 路 校 時 電 路 分 頻 器 與 非 門 24 進 制 計 數 器 與 非 門 60 進 制 計 數 器 60 進 制 計 數 器 與 非門 與 非門 譯 碼 驅 動 譯 碼 驅 動 譯 碼 驅 動 顯 示 器 顯 示 器 顯 示 器 時 分 第二章、Proteus 概述Proteus 軟件的功能強大，它集電路設計、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠對電工、電子技術學科涉及的電路進行設計與分析，還能夠對微處理器進行設計和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設計愛好者青睞的一款新型電子線路設計與仿真軟件。 Proteus 是一個基于 Pro-SPICE 混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設計仿真平臺。它包含 ISIS 和 ARES 應用軟件。ISIS-智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設計與仿真的基本平臺，ARES-高級 PCB 布線編輯軟件。在 Proteus中，從原理圖設計、單片機編程、 系統(tǒng)仿真到 PCB 設計一氣呵成，真正實現了從概念到產品的完整設計。Proteus 的特點： （1） 、實現了單片機仿真和 SPICE 電路仿真結合。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動態(tài)仿真、I2C調試器、SPI 調試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。（2） 、支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000 系列、8041 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、 PIC17 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各種外圍芯片。（3） 、提供軟件調試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境，如Keil C51 uVision2 等軟件。（4） 、具有強大的原理圖繪制功能?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C和SPICE 分析與一身的仿真軟件，功能極其強大。第三章、原理圖設計一、Proteus ISIS 軟件操作的簡單介紹（1） 、打開 Proteus ISIS 軟件打開 Proteus ISIS 軟件，如圖 1 所示。圖 1 Proteus ISIS 的界面（2） 、文件的新建和保存在 Proteus ISIS 窗口中，選擇【文件】【新建設計】菜單項，彈出如圖 2 所示的對話框。圖 2 建立新的設計文件選擇合適的模板（通常選擇 DEFAULT 模板） ，單擊“OK”按鈕，即完成新設計文件的創(chuàng)建。選擇【文件】【保存設計】菜單項。將彈出如圖 3 所示的對話框。圖 3 保存 Proteus ISIS 設計文件在“保存在”下拉列表框中選擇目標存放路徑，并在“文件名”框中輸入設計的文檔名稱。同時，保存文件的默認類型為“Design Files” ，即文檔自動加擴展名“.DSN” ，單擊“保存”按鈕即可。（3） 、打開和保存設計文件選擇【文件】【打開設計】菜單項，將彈出如圖 4 所示對話框。圖 4 打開 Proteus ISIS 設計軟件在“查找范圍”下拉列表框中選擇目標查找路徑，單擊列表框中對應的設計選項，然后單擊“打開”按鈕，即可打開相應的設計文件。保存打開的設計文件的方式與上述一致。選擇【文件】【保存設計】菜單項，在打開的保存對話框中單擊“保存”按鈕，即可保存文件。注意，在出現的保存對話框中，可以更改設計文件的名稱及路徑，也可使用默認的名稱及路徑來保存文件。（4） 、設置路徑選擇【系統(tǒng)】【設置路徑】菜單項，即可打開路徑設置對話框，如圖 5 所示。圖 5 路徑設置對話框（5） 、設置鍵盤快捷方式選擇【系統(tǒng)】【設置快捷鍵】菜單項，即可打開鍵盤快捷方式設置對話框，如圖 6 所示。圖 6 鍵盤快捷方式設置對話框2、電路原理圖設計（1） 、放置元器件選擇【庫】【拾取元件】菜單項，出現如圖 7 所示的對話框，在其中添加元器件。圖 7 元件拾取對話框（2） 、繪制原理圖Proteus ISIS 具有智能化的特點，在想要畫線的時候能進行自動檢測。在兩個元器件間進行連線的步驟如下：A.單擊第一個對象連接點。B.如果想讓 Proteus ISIS 自動定出走線路徑，只需單擊另一個連接點；如果想自己決定走線路徑，只需在希望的拐點上單擊。在此過程的任一階段，都可以按“Esc”鍵放棄畫線。按照上述步驟，連接后的原理圖如圖 8 所示。圖 8 連接后的原理圖（3） 、原理圖的仿真對該原理圖進行仿真，其仿真結果如圖 9 所示。圖 9 原理圖仿真結果圖（4） 、