365倒计时器设计报告资料

1、任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 365倒计时电路的设计 初始条件：给定Protel 99SE应用软件, 集成译码器、数码管、计数器、脉冲发生器等元器件.要求完成的主要任务:设计工作量:一周;技术要求: (1)要求设计的365倒计时器在接通电源后从显示值365递减，即电路进行减计数运算;(2)利用Protel软件完成365倒计时器原理图与PCB板的绘制，并对相关特性信号进行仿真.时间安排： 2010-2011学年下学期18周 指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2

2、33685841 摘 要 HYPERLINK l _Toc233685842 Abstract HYPERLINK l _Toc233685843 1 电路原理图的设计 HYPERLINK l _Toc233685844 HYPERLINK l _Toc233685845 HYPERLINK l _Toc233685846 HYPERLINK l _Toc233685847 HYPERLINK l _Toc233685848 HYPERLINK l _Toc233685849 1.2.2 主要原理说明 HYPERLINK l _Toc233685850 2 Protel原理图绘制 HYPERL

3、INK l _Toc233685851 2.1 创建文件 HYPERLINK l _Toc233685852 2.2 原理图的绘制 HYPERLINK l _Toc233685853 3 PCB图的制作 HYPERLINK l _Toc233685854 3.1 导入元器件 HYPERLINK l _Toc233685855 3.2 元器件的布线 HYPERLINK l _Toc233685856 4 Protel对设计电路的仿真 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 仿真结果分析 HYPERLINK l _Toc233685862 5 设计心得体会 HYPERLINK l _Toc233685863 6 参考文献 HYPERLINK l _Toc233685864 附录:元器件清单摘 要Protel设计系统是世界上第一套将EDA环境引入到Windows环境中的EDA开发工具，是具有强大功能的电子设计CAD软件，它具有原理图设计、印刷电路板（PCB）、设计层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能，

5、是进行电子设计最有用的软件之一。计数器是时序逻辑电路基础知识的实际应用，其应用领域非常广泛，本次实验课设是利用计数器译码显示器等逻辑芯片设计一个简易的365倒计时器，并利用Protel 99 SE对其原理图进行绘制，PCB图制作和仿真.关键字：Protel设计. 计数器. 译码显示器. 365倒计时器. 原理图绘制. 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倒计时器的设计1 电路原理图的设计本电路设计是利用计数器，译码显示器等元器件进行一个从365递减的减计数器的设计，以下将对其设计原理思路进行说明。1.1单元电路的设计1.1.1计数部分 计数部分由三集成芯片74LS192构成，74LS192是同步十进

9、制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示： （a）引脚排列 (b) 逻辑符号图1 74LS192的引脚排列及逻辑符号图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位 输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端. 其功能表如下： 输入 输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba011 加计数011 减计数 74LS192的工作原理是：当等于0时进行置数，当=1，MR=0时，若时钟信号加到CPD端，且CPu=1，则计数器在预置数的基础上进行减计数，当计数到

10、0时，TCD发出借位下跳变脉冲，将该端与高位计数器的CPD相连，则当低位TCD发出借位脉冲时，高位才进行减计数，据此设计出部分电路如下图所示:图2译码显示部分74LS248 (74LS48) 是 BCD 码到七段码的显示译码器，它可以直接驱动共阴极数码管。它的管脚图如图3所示图3 74LS248的引脚排列图74LS248 在使用时要注意以下几点：(a) 要求输入数字 015 时“灭灯输入端”BI 必须开路或保持高电平。如果不要灭十进制的 0，则“动态灭灯输入”RBI 必须开路或为高电平。(b) 当灭灯输入端 BI 接低电平时，不管其它输入为何种电平，所有各段输出均为低电平。(c) 当“动态灭灯

11、输入端”RBI 和、 输入为低电平而“灯测试端”LT 为高电平时，所有各段输出均为低电平，并且“动态灭灯输出端”RBO 处于低电平。(d)“灭灯输入/动态灭灯输出端”BI/RBO 开路或保持高电平而“灯测试端”LT 为低电平时，所有各段输出均为高电平 (e) BI/RBO 是线与逻辑，既是“灭灯输入端”BI 又是“动态灭灯输出端”RBO。显示器采用的是数码管显示，译码显示部分的电路图设计如下，图4 信号控制输入端信号输入端采用了集成芯片74LS00来实现信号输入的控制，74LS00是二输入与非门，其逻辑符号如图5所示： 图5若一脚接A信号，2脚接B信号，则输出为AB的反，由此可知若其中一脚接时

12、钟发生信号，则另一脚必须接高电平，时钟脉冲信号才能到达输出端，由此来实现对信号输入的控制，也就能实现计数过程中途暂停的功能。总图设计设计电路总图图6 主要原理说明如图6所示，（1）接通电源后，加计数端置无效电平，将置数端接向低电平，即接地，则三芯片74LS192均为置数状态。因三芯片由高位到低位的输入端分别接的是0011 0110 0101，则分别置数3 6 5.（2）再将置数端介入高电平，与非门2脚控制时钟信号的输入，接高电平时有效。（3）由低位开始进行减计数运算，通过译码显示器显示数值，每当低位计数器由9变为0，将向高位计数器发出借位信号，即给高位减计数端一触发信号，使其减一。（4）如此下

13、去，则实现由365递减。2 Protel原理图绘制2.1 创建文件 7图72.2 原理图的绘制（1）选取原件 点击左边工具栏的Browse Sch，在元件库中找到所需要的原件，双击后仿真设计图纸中。 （2）摆放原件将原件按照电路要求摆放好，主意要给连线做好准备。（3）元件连线使用WiringTools中的连线工具对电路图中的原件进行连线。要注意该线是否有电气性质。当预拉线的指针移动到元件的引脚或其他电气特性线时，指针的中心将会出现一个黑点，它提示我们在当前状态下单击鼠标左键就会形成一个有效的电气连接。（4）加输入/输出端口将上述完成后，便会形成如图5所示电路图：（5）更改元件属性用鼠标双击任一

14、个元件都会弹出次元件的属性对话框，其中包括元件样本，元件的封装方式，元件的序号，元件的参数值等。（6）电气规则检查当整个电路设计完成后，可以进行电气规则检查。主要是检查电路图中是否有电气性质不一致的情况。电气规则检查依据问题的严重性分别以错误或警告信息来提示用户。ERC检查报告无错后进行下一步。（7）生产网络表网络表非常重要，它是PCB中自动布线的灵魂，也是原理图设计软件SCH与印刷电路板软件PCB之间的接口。所以必须生成网络表。选取设计菜单下的create netlist选项，点击OK后生成网点击OK后生成网络表.3 PCB图的制作在原理图绘制后就进行其PCB板设计制作了.3.1 导入元器件

15、（1）创建PCB文件。同创建SCH文件类似，在设计管理版面中创建一个名为pcb1.PCB的文件。（2）定义边框。在设计工作区的版层标签上选择keepOut layer，选取工具条上的放置铜膜走线，画一个边框。只要圈住所有器件就行，不用太大。（3）加载网络表选择设计/加载网络表再在弹出的对话框中按Browse按钮，选择sheet1.NET文件，点击OK再在弹出的对话框中选择Execute，则原件加载到工作区。3.2 元器件的布线(1)摆放原件 将原件摆放合理，把重叠的元件拖开，将原件标注等摆正。(2)自动布线 .Protel PCB 内集成了一个功能强大而品质高超的自动布线程序，能自动地设计出最

16、佳的自动布线策略。选择自动布线菜单中的All，在弹出的对话框中选RouteAll便开始自动布线程序，布线完成后在弹出的对话框中选择OK便完成了自动布线。自动布线如图8图84 Protel对设计电路的仿真Protel 99se 提供了对电路许多参数的仿真,这里我仅对其做瞬间分析和傅里叶分析(Transient/Fourier Analysis). 新建仿真原理图如图9所示,所用元器件在仿真所用到的元器件库中.图94.2 仿真分析 参数设置在仿真原理图绘制好后,选择菜单栏中的仿真,将自己需要分析的参数点选中添至Active Signals中,然后选择Transient/Fourier Analys

17、is如图4-2,左侧是瞬态分析的仿真参数区，右侧是傅里叶的仿真参数区。这里只选中瞬态分析。Start Time是分析开始时间，Stop Time是分析停止时间，Step Time是步长时间，Maximum Step是最大步长。经过反复调试,最终设定参数如下图10所示图10 仿真波形 运行后波形如图11所示 图11 仿真结果分析观察仿真出的波形可知,低位计数器在经过10个脉冲后触发高位计数器,实现了三位数十进制减计数功能,说明设计思路与设计结果的正确性。5 设计心得体会本次课设是制作了365倒计时器，在课设过程中，巩固了数字电路方面的理论知识，更深刻地掌握了计数器 译码显示器等集成芯片的功能原理

18、及其应用。通过这次课程设计，我掌握了做课程设计的基本思路和方法，在脑海里形成了基本的设计理念和设计技巧，锻炼了自己的思维能力与动手能力。本次设计实验在原理图仿真这一环节经过反复调试，在和同学的交流和努力下，最终仿真出正确的波形，小有成就感。这也启示自己遇到困难不轻易言弃。最后，感谢在设中给我帮助的同学与指导我的老师！6 参考文献1 谢自美，电子线路设计 实验 测试（第三版），武汉：华中科技大学出版社20062 赵景波、王劲松、滕敦朋, Protel 2004电路设计：从基础到实践，北京：电子工业出版社 2007 3 张瑾、张伟、张立宝，电路设计与制板Protel 99SE入门与提高, 北京：人民邮电出版社 2007 4 张伟、孙颖、赵晶，电路设计与制板：Protel 99SE高级应用,北京：人民邮电出版社 2007 5 康华光主编，电子技术基础 模拟部分（第五版），高等教育出版社，2006 附录:元器件清单 设计原理图元器件Part TypeDesignatorFootprint1N3765 T2 DIP161N3765 T3 DIP161N3765 T1 DIP1674LS00 U DIP1474LS248 D3 DIP1674LS24