第1个回答 2011-12-06
课题名称 数字电子时钟
所在院系 机电学院
班 级 08自动化（1）
学 号 200810320106
姓 名 赖世东
指导老师 王冬
时 间 2010.12.30
景德镇陶瓷学院
电子CAD课程设计任务书
班级：08自动化（1） 姓名：赖世东 指导教师：王冬 2010年6月12日
设计题目： 数字电子钟
设计任务 1．用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入1HZ的时钟；（对已有1kHz频率时钟脉冲进行分频）；2．能显示时、分、秒，24小时制；3. 设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；4.用同步十进制集成计数器74LS160设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.；5.用同步十进制集成计数器74LS160设计一个24小时计数器,6. 译码显示电路显示时间。
设计要求
1、调研，查找并收集资料；
2、总体方案设计，画出框图；
3、单元电路设计；
4、电气原理设计——用计算机绘制电气原理图；
5、列写元器件明细表；
6、参考资料目录。
参考资料
教研室主任签字： 年 月 日
目录
目录 2
1.引言 3
2.总体方案选择 4
3.电路原理图的绘制 6
4.印刷电路板图的绘制步骤 8
5.总结 9
6.原件清单 10
7.总体原理图 11
8.印刷电路版图 12
9.参考文献 13
1.引言
EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。
我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。但是有的时候，我们会发现做出来的东西有很多的问题，事先并没有想到，这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。有没有能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法呢？结论是有，这就是电路设计与仿真技术。
2. 总体方案选择
秒、分、时分别为60、60和24进制计数器。秒、分均为六十进制，即显示00~59，它们的个位为十进制，十位为六进制。分秒功能的实现：用两片74LS160组成60进制递增计数器。时为二十四进制计数器，显示为00~23，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了。时功能的实现：用两片74LS160组成24进制递增计数器。
主体框图如下：
图 1 设计框架图
用555电路构成的1KHz多谐振荡器，调节电阻R3可以改变输出信号频率。74LS160是二，五，十进制同步加法器，用三片74LS90构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。由于74LS160是十进制计数器，分别将个位接成十进制计数器，十位接成六进制计数器，分别将个位的RCO输出端接十位的9脚端，就构成60进制计数器，用两个相同的60进制计数器分别做作为秒，分计时，并在个位和十位输出端接上数码显示管显示小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。
工作原理：振荡电路产生的1KHZ脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的1HZ脉冲信号输入74LS90N连成的60进制秒计数器，再由秒计数器每60秒进位输出给60进制分钟计数器，分钟计数器满60后产生进位信号输入给24进制小时计数器，从而实现24小时制电子钟的功能。
3. 电路原理图的绘制
本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS160(10进制计数器)74LS00(与非门芯片)等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟。
所以绘制步骤如下：
3.1启动Protel 99软件。
3.2新建一个设计数据库。
3.3再新建一个文件，选择“Schematic Document”的原理图设计编辑器。名为“sheet1.sch”.
3.4进入原理图设计界面里面后，点击ADD/Remove装载元件库。
如图
3.5 放置元器件。根据实际电路图的需要，在元器件列表中找到本设计所学要
的元器件。用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上。修改好参数。
3.6新建一个原理图文件“Sch.lib”。在里面绘制好CD4017这个元器件。之后移动到“sheet1.sch”.
3.7调整元器件布局，放置电源，接地及端口符号。
3.8绘制连接线。
3.9电路原理图连接好后，查看元件材料清单（图1），电气规格检查，及创建网络表。
4. 印刷电路板图的绘制步骤
绘制好了电路原理图之后，我们随机绘制印刷电路板图。步骤如下：
4.1在上一个设计数据库中，新建一个PCB文件编辑器。
4.2选择工作层面，选择菜单Design-Load Nets 然后再弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表。NET文件。如下：
4.3点击添加后，所有元器件都出现在界面上。拖动元器件，按照合适的走线方式布局。
4.4布局之后，可以选择手动连线和自动布线。设置铜模走线的宽度。布线规则是设置布线的各个规范:通过Design-Rules进行安全间距，走线层面和方向，过孔形状，走线线宽等。VCC和GND的线宽为50mil。其余的为10mil。
4.5按照从电源正极到负极的方式走线，这样就不容易出现错误。
4.6布线完成后，绘制边框及标注尺寸。
5. 总结
通过本次电子电路CAD的设计，是我更加的对Protel 99的熟悉掌握了。使我了解到用CAD软件画图的方便，准确和快捷。这次设计对我来说是一次很好的实习。这次设计走了不少弯路，主要是对该软件不熟悉。
一周的课程设计以来我们有很大的收获，它不仅让我们很好的复习以前学过的知识，而且它也见证了我们的学习成果。同时也在此设计过程中发现了自己的不足之处，对以前学过的知识理解的不够深刻。通过这次的实验，裂解了电子电路的设计方法和流程，夯实了电子电路的基础知识。也提高了自己的动手能力。加深了对电子电路绘图软件了了解！
6. 原件清单
LED数码管 6个
74LS160N芯片 6个
74LS90N芯片 3个
555集成定时器 1个
7400N 与非门 2个
5V电源 1个
滑动变阻器 1 个
电阻 若干
电容 若干
导线 若干
7. 总体原理图
8. 印刷电路版图
9. 参考文献
1.李景宏，马学文.电子技术实验教程.沈阳：东北大学出版社.200
2.王永军，李景华编著.数字逻辑与数字系统.北京：电子工业出版社，2002
3.高吉祥，易凡编著.电子技术基础实验与课程设计.北京：电子工业出版社，2002
4.陈大钦编著. 电子技术基础实验. 北京：高等教育出版社，2000
5.李晶皎，李景宏，曹阳编著. 逻辑与数字系统设计.北京：清华大学出版社，2009