多功能數(shù)字電子鐘PCB板設(shè)計

實驗課程名稱 電子課程設(shè)計 實驗項目名稱 多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計 專 業(yè) 班 級 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 緒論20 世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，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(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準(zhǔn)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(shè)備中被廣泛使用。電子鐘是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫挠嫊r工具，而數(shù)字式電子鐘又有其體積小、重量輕、走時準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單、耗電量少等優(yōu)點而在生活中被廣泛應(yīng)用，因此本次設(shè)計就用數(shù)字集成電路和一些簡單的邏輯門電路來設(shè)計一個數(shù)字式電子鐘，使其完成時間及星期的顯示功能。多功能數(shù)字鐘采用數(shù)字電路實現(xiàn)對“時” 、 “分” 、 “秒”數(shù)字顯示的計時裝置。具有時間顯示、走時準(zhǔn)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(fèi)者的喜愛。第 1 章、數(shù)字鐘的基本原理數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成，其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴(kuò)展電路完成數(shù)字鐘的擴(kuò)展功能。本電路主要由整蕩器和分頻器產(chǎn)生 1s 的脈沖信號，用秒脈沖驅(qū)動“秒”計數(shù)器，在“秒”計數(shù)器滿 60 之后就產(chǎn)生進(jìn)位信號，驅(qū)動“分”計數(shù)器計數(shù)?！胺帧?、 “秒”計數(shù)器分別為 24 進(jìn)制和 60 進(jìn)制的計數(shù)器，實際的“分” 、 “秒”計數(shù)器作為理想的“時” 、 “分”來進(jìn)行實驗，便于實現(xiàn)不同進(jìn)制的計數(shù)器構(gòu)造，同時也在有效的時間內(nèi)看到進(jìn)位效果。計數(shù)器使用 74ls90 來構(gòu)造。最后進(jìn)行譯碼和顯示，在數(shù)碼管上即可得到數(shù)字時鐘的數(shù)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(jìn) 制 計 數(shù) 器 與 非 門 60 進(jìn) 制 計 數(shù) 器 60 進(jìn) 制 計 數(shù) 器 與 非門 與 非門 譯 碼 驅(qū) 動 譯 碼 驅(qū) 動 譯 碼 驅(qū) 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(qiáng)大，它集電路設(shè)計、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠?qū)﹄姽ぁ㈦娮蛹夹g(shù)學(xué)科涉及的電路進(jìn)行設(shè)計與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M(jìn)行設(shè)計和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設(shè)計愛好者青睞的一款新型電子線路設(shè)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(shè)計仿真平臺。它包含 ISIS 和 ARES 應(yīng)用軟件。ISIS-智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)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(shè)計、單片機(jī)編程、 系統(tǒng)仿真到 PCB 設(shè)計一氣呵成，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。Proteus 的特點： （1） 、實現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI 調(diào)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(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)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(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)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(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2 等軟件。（4） 、具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和SPICE 分析與一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。第三章、原理圖設(shè)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(shè)計】菜單項，彈出如圖 2 所示的對話框。圖 2 建立新的設(shè)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(shè)計文件的創(chuàng)建。選擇【文件】【保存設(shè)計】菜單項。將彈出如圖 3 所示的對話框。圖 3 保存 Proteus ISIS 設(shè)計文件在“保存在”下拉列表框中選擇目標(biāo)存放路徑，并在“文件名”框中輸入設(shè)計的文檔名稱。同時，保存文件的默認(rèn)類型為“Design Files” ，即文檔自動加擴(kuò)展名“.DSN” ，單擊“保存”按鈕即可。（3） 、打開和保存設(shè)計文件選擇【文件】【打開設(shè)計】菜單項，將彈出如圖 4 所示對話框。圖 4 打開 Proteus ISIS 設(shè)計軟件在“查找范圍”下拉列表框中選擇目標(biāo)查找路徑，單擊列表框中對應(yīng)的設(shè)計選項，然后單擊“打開”按鈕，即可打開相應(yīng)的設(shè)計文件。保存打開的設(shè)計文件的方式與上述一致。選擇【文件】【保存設(shè)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(xiàn)的保存對話框中，可以更改設(shè)計文件的名稱及路徑，也可使用默認(rèn)的名稱及路徑來保存文件。（4） 、設(shè)置路徑選擇【系統(tǒng)】【設(shè)置路徑】菜單項，即可打開路徑設(shè)置對話框，如圖 5 所示。圖 5 路徑設(shè)置對話框（5） 、設(shè)置鍵盤快捷方式選擇【系統(tǒng)】【設(shè)置快捷鍵】菜單項，即可打開鍵盤快捷方式設(shè)置對話框，如圖 6 所示。圖 6 鍵盤快捷方式設(shè)置對話框2、電路原理圖設(shè)計（1） 、放置元器件選擇【庫】【拾取元件】菜單項，出現(xiàn)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(jìn)行自動檢測。在兩個元器件間進(jìn)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(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果如圖 9 所示。圖 9 原理圖仿真結(jié)果圖（4） 、