dxp課程設(shè)計(jì)報告簡易電子鐘設(shè)計(jì)

1、電子線路電子線路 cad課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 簡易電子鐘設(shè)計(jì) 姓名xxx 院系 班級電氣工程及其自動化 1081 班 學(xué)號 指導(dǎo)教師 時間年月日 目目 錄錄 摘要 i introduction.ii 1引言引言.1 1.1課題的背景、目的課題的背景、目的.1 1.2課題設(shè)計(jì)環(huán)境課題設(shè)計(jì)環(huán)境.1 2 2電子鐘的組成部分與設(shè)計(jì)電子鐘的組成部分與設(shè)計(jì).1 2.12.1 計(jì)時計(jì)時/ /校準(zhǔn)控制電路校準(zhǔn)控制電路.2 2.22.2 計(jì)時電路計(jì)時電路.3 2.3顯示電路顯示電路.3 3 3原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì).4 3.13.1 放置與連接元器件放置與連接元器件.5 3.23.2 檢驗(yàn)原理圖檢驗(yàn)原理圖.5 4 4

2、繪制電路板（繪制電路板（pcbpcb 圖設(shè)計(jì)）圖設(shè)計(jì)）.5 4.14.1 pcbpcb 圖的導(dǎo)入圖的導(dǎo)入.6 4.24.2 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) pcbpcb 圖圖.6 4.34.3 檢驗(yàn)檢驗(yàn) pcbpcb 圖圖.7 鳴 謝.8 參考文獻(xiàn).9 附 錄 1.10 附 錄 2.11 附 錄 3.12 摘要 本文介紹了基于 dxp 軟件的簡易電子鐘的設(shè)計(jì)，詳細(xì)討論了軟件上實(shí)現(xiàn)的過程，重點(diǎn) 在原理圖的設(shè)計(jì)與 pcb 圖的設(shè)計(jì)，然后，對 dxp 這個軟件的各個功能進(jìn)行演繹。 加入世貿(mào)組織以后，中國會面臨激烈的競爭。這種競爭將是一場科技實(shí)力、管理水平 和人才素質(zhì)的較量，風(fēng)險和機(jī)遇共存。而 cad 軟件作為一個電子電路

3、制作的輔助軟件， 作為學(xué)電氣工程的我們是不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。 這是用 74 系列芯片設(shè)計(jì)簡易電子鐘。我通過查閱數(shù)字電子技術(shù)和在網(wǎng)上搜索相關(guān) 的資料，在 dxp 軟件實(shí)現(xiàn)該原理圖。在這次設(shè)計(jì)里，將會把設(shè)計(jì)的具體過程意義陳述 了出來。 本文的研究內(nèi)容包括:電子鐘的背景，電子鐘的電路組成，原理圖的設(shè)計(jì)，pcb 圖的生 成。 關(guān)鍵詞： 電子鐘；原理圖；dxp；設(shè)計(jì) introduction this paper introduces the dxp software based on the simple electric clock, the design of software are discu

4、ssed in detail on realizing process, the key is in schematic diagram of the design and pcb graph design, then, dxp this software for various functions were deduced. after joining the wto, china will face fierce competition. this competition will be a scientific and technological strength, the manage

5、ment level and the quality of talent contest, risks and opportunities exist side by side. and cad software as an electronic circuit make auxiliary software, as we learn the electrical engineering is one of the indispensable technology. this is used to 74 series chip design simple electric clock. i t

6、hrough consulting the digital electronic technology and on the internet search related material, in dxp software to realize the principle diagram. in this design, will put the specific design process meaning statements out. this study include: electric clock background, electric clock circuit compos

7、ed, schematic diagram of the design, pcb chart formation. keywords: electric clock; principle diagram; dxp; design 簡易電子鐘設(shè)計(jì) 1引言引言 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場可編程門陣列 fpga 和復(fù)雜可編程邏輯器件 cpld 的出 現(xiàn)，使得電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者利用與器件相應(yīng)的電子 cad 軟件，在實(shí)驗(yàn)室里就可以設(shè)計(jì) 自己的專用集成電路 asic 器件。這種可編程 asic 不僅使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到小型化、集 成化和高可靠性，而且器件具有用戶可編程特性，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，減少了設(shè)計(jì) 費(fèi)用，降

8、低了設(shè)計(jì)風(fēng)險。目前數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以直接面向用戶需求，根據(jù)系統(tǒng)的行 為和功能要求，自上至下地逐層完成相應(yīng)的描述、綜合、優(yōu)化、仿真與驗(yàn)證，直到生 成器件，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動化。其中電子線路 cad 的關(guān)鍵技術(shù)之一就是可以用 dxp 來 描述電子電路。 1.1 課題的背景、目的課題的背景、目的 二十一世紀(jì)是信息化高速發(fā)展的世紀(jì)，產(chǎn)業(yè)的信息化離不開硬件芯片的支持。芯 片技術(shù)的進(jìn)步是推動全球信息化的動力。因此在二十一世紀(jì)掌握芯片技術(shù)是十分有必 要的。本次課題是用 dxp 設(shè)計(jì)簡易電子鐘，這次課題旨在通過自己對該軟件的熟悉功 能來對一些芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)并組合成完整的電路圖，這樣既能讓我們鞏固以前所學(xué)的 dxp

9、 的基礎(chǔ)知識，同時也提高動手實(shí)踐的能力，還有為將來進(jìn)行更大規(guī)模更復(fù)雜的開發(fā)積 累經(jīng)驗(yàn)。 1.2 課題設(shè)計(jì)環(huán)境課題設(shè)計(jì)環(huán)境 本次課題設(shè)計(jì)方要用到開發(fā)環(huán)境是 altium 公司開發(fā)的、功能強(qiáng)大的電子電路設(shè)計(jì) 軟件 protel dxp。altium 公司原名是 protel technology 公司，并推出過 protel for dos、protel 99、protel 99se 等版本。 protel dxp 主要主要用于電子電路設(shè)計(jì)與仿真、印制電路板（pcb）設(shè)計(jì)及大規(guī)模 可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)，他是第一個將所有設(shè)計(jì)工具集成于一身，完成從電路原理圖 到最終印制電路板設(shè)計(jì)全過程的應(yīng)用型軟件。同

10、時，protel dxp 將項(xiàng)目管理方式、sch 圖和 pcb 圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓?fù)渥詣硬季€、電路仿真等技術(shù)進(jìn)行了完 美的結(jié)合，成為當(dāng)今最為流行的電路設(shè)計(jì)制版軟件。 2 2電子鐘的組成部分與設(shè)計(jì)電子鐘的組成部分與設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先將電子鐘劃分為計(jì)時電路、顯示電路和計(jì)時/校準(zhǔn)控制電路三 個頂級模塊。進(jìn)一步細(xì)化，又可以將計(jì)時電路劃分為秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器和時計(jì)數(shù)器 三個下一級模塊；將顯示電路劃分為秒顯示、分顯示和時顯示三個下一級模塊，如圖 2 所示。 圖 2 簡易電子鐘電路模塊的劃分 2.12.1 計(jì)時計(jì)時/ /校準(zhǔn)控制電路校準(zhǔn)控制電路 在計(jì)時/校準(zhǔn)控制電路中，用開關(guān) sw 控制

11、 工作狀態(tài)，如圖 2.1 所示。當(dāng) sw 斷開時，為計(jì)時 狀態(tài)。這時秒計(jì)數(shù)器對 clk0輸入的頻率為 1hz 的脈沖進(jìn)行累加計(jì)數(shù)；分計(jì)數(shù)器對秒計(jì)數(shù)器的 進(jìn)位輸出脈沖作累加計(jì)數(shù)；時計(jì)數(shù)器對分計(jì)數(shù) 器的進(jìn)位輸出脈沖作累加計(jì)數(shù)。顯示電路隨時 顯示計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。 當(dāng)開關(guān) sw 合上以后，計(jì)數(shù)器全部停止計(jì) 數(shù)。這時可以用 an1、an2、an3這三個校準(zhǔn)按 鈕分別控制對秒、分、時計(jì)數(shù)器的校準(zhǔn)。如 果按下秒校準(zhǔn)按鈕 an1，則 clk0的脈沖經(jīng)過 門 g3、g1使秒計(jì)數(shù)器以 1hz 的頻率計(jì)數(shù)，計(jì) 為所需要的數(shù)字時松開按鈕，即可完成校準(zhǔn)。 an2和 an3的作用與 an1類同。 圖 2.1 計(jì)時/校準(zhǔn)控制

12、電路 2.22.2 計(jì)時電路計(jì)時電路 計(jì)時電路是由兩個 74ls160 同步十進(jìn)制計(jì) 數(shù)器組成，如圖 2.2 所示。這兩個計(jì)數(shù)器 構(gòu)成一百進(jìn)制。 當(dāng)計(jì)時/校準(zhǔn)控制電路進(jìn)來一個時鐘 clk1 時，秒計(jì)數(shù)器的個位 74ls160 計(jì)數(shù)器開始 工作計(jì)數(shù)，而個位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位就當(dāng)做十 位 74ls160 計(jì)數(shù)器的時鐘繼續(xù)工作；秒計(jì) 數(shù)器的進(jìn)位輸出回到計(jì)時/校準(zhǔn)控制電路 后，作為分計(jì)數(shù)器的時鐘 clk2，讓分計(jì)數(shù) 器工作。時計(jì)數(shù)器的工作原理和秒、分計(jì) 數(shù)器相同。 圖 2.2 計(jì)時電路 2.3 顯示電路顯示電路 顯示電路由六個 74ls49 譯碼器和 六個七段數(shù)碼顯示器組成，如圖 2.3 所 示。譯碼器把每

13、個 74ls160 計(jì)數(shù)器的 四位輸出譯成八位輸出在七段數(shù)碼顯 示器顯示出來，如表 2.1 所示。 圖 2.3 顯示電路 表 2.1 七段顯示譯碼器的真值表 3 3 原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì) 通過以上電路分析，使用 dxp 畫出電路原理圖，如圖 3 所示。 圖 3 電路原理圖 3.13.1 放置與連接元器件放置與連接元器件 根據(jù)電子鐘電路圖放置各個元器件。如果元器件庫沒有該元器件，那么就要在 integrated library 里編輯元器件；放好元器件后，就要根據(jù)自己的意愿調(diào)整元器件 的位置并設(shè)置各個元器件的屬性和引腳；接著就連接導(dǎo)線、放置電源和接地。 3.23.2 檢驗(yàn)原理圖檢驗(yàn)原理圖 先把電

14、路原理圖進(jìn)行保存， 如圖 3.2.1 所示。 圖 3.2.1 電路圖的保存 再通過 projectcompile document 檢驗(yàn)電路圖是否出錯；如果沒有出錯，用 designnetlist for projectprotel就生成網(wǎng)絡(luò)報表，如圖 3.2.2 所示。 圖 3.2.2 網(wǎng)絡(luò)報表 4 4 繪制電路板（繪制電路板（pcbpcb 圖設(shè)計(jì)）圖設(shè)計(jì)） 弄好了原理圖，就開始繪制電路板，即設(shè)計(jì) pcb 圖。電路板要從原理圖導(dǎo)入，再 進(jìn)行各種設(shè)置才能完整。 4.14.1 pcbpcb 圖的導(dǎo)入圖的導(dǎo)入 先新建一個 pcb. pcbdoc 文件，在該文件上的 keep-out layer 層

15、面畫電氣邊框圖， 并保存。在 pcb 編輯器中執(zhí)行“designimport changes fromz80(board).prjpcb” 命令；在單擊 validata changesexecute changes 按鈕，就能加載到 pcb 文件中。 4.24.2 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) pcbpcb 圖圖 加載到 pcb 文件后，就要布局元器件。布局有 2 種：自動布局和手動布局。自動 布局時，執(zhí)行“toolsauto placement”命令，設(shè)置一些參數(shù)就可；而手動布局就要 把各個元器件在電氣邊框里放置好。 接著，就是布線。布線也有 2 種，手工調(diào)整布線和自動布線。手工調(diào)整布線就是 把每一條線布置好

16、，這要求很高，而且要注意是否使用雙層板；而自動布線就要先單 擊“routing rules”按鈕，設(shè)計(jì)一些參數(shù)，再執(zhí)行“auto route”命令，單擊 “route all”即可。 最后在 pcb 文件上生成 pcb 圖，如圖 4.2 所示。 圖 4.2 pcb 圖 4.34.3 檢驗(yàn)檢驗(yàn) pcbpcb 圖圖 先執(zhí)行“reportsnetlist status”命令生成網(wǎng)絡(luò)長度報表，如圖 4.3.1 所示。 圖 4.3.1 網(wǎng)絡(luò)長度報表 再執(zhí)行“toolsdesign rule check”命令，即可檢測 pcb 圖，如圖 4.3.2 所示。 圖 4.3.2 檢測結(jié)果 參考文獻(xiàn) （宋體小四號，1.25 倍行距） （參考文獻(xiàn)用“” ， “”括起） 【1】閻石.數(shù)字電子技術(shù)基本教程m.北京:清華大學(xué)出版社，2007.8 【2】簡易電子鐘課程設(shè)計(jì)m