Protel应用实践课程设计数字钟

课程设计任务书学生姓名： 熊 昌 青 专业班级： 通信1102班 指导教师： 艾 青 松 工作单位： 信息工程学院 题 目：基于Protel应用的数字时钟的设计设计任务：绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch（自选）。可以涉及模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电子电路系统。 1 绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图。 2 绘制相应电路原理图的双面印刷版图。 3 对电路原理图进行仿真，给出仿真结果，并说明是否达到设计意图。要求完成的主要功能指标： 1 电路图的规模要比较大、电路比较复杂。 2 制图要美观、可读性要好。3 电路选择不可过分简单，元件种类（包括电源和信号源）不能少于5种而且元件个数不能少于10个。4 设计的数字钟有60进制和24进制计数功能并通过译码器和七段数码管可以显示。时间安排： 第1718周：安排课程设计任务、电路设计调试、答辩 指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日摘 要 数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源地层和16个机加工层。关键词：数字钟；Protel应用；PCB制作Abstract The digital clock uses the digital circuit realizes to, divides, the second digital demonstration's timing unit, widely uses in individual family, the station, the wharf office and so on public place, becomes in the people daily life the necessary essential item, as a result of digital integrated circuit's development and the quartz crystal oscillator's widespread application, causes the digital clock's precision, went far beyond the old style clock and watch, clock's and watch's digitization produces the life for the people to bring enormous convenient, moreover expanded the clock and watch original to report time greatly the function. Such as fixed time the auto-alarm, on time automatically hits the bell, the time sequencing automatic control, fixed time to broadcast, to be automatic shuts the street light, the time cut-out drying oven, the make-and-break power equipment, even each kind of fixed time electricity automatically to begin using and so on, all these, are take the clock and watch digitization as the foundation. Therefore, the research digit clock and expands its application, has the very realistic significance. Protel99SE applies in Windows9X/2000/NT under operating system's EDA design software, uses the design storehouse management pattern, may carry on the networking design, has the very strong data exchange ability and openness and the 3D analogue function, is a 32 design software, may complete the electric circuit schematic diagram design, print work and so on circuit wafer design and programmable logical component design, may design 32 signal levels, 16 power sources-Stratum and 16 machining level. Keywords：digital clock；Protel；PCB目 录1 Protel的简要介绍11.1 Protel的发展历程12 设计任务及要求32.1 设计任务32.2 设计要求33 电路原理介绍43.1 脉冲产生电路43.2 时钟电路43.3 主要元器件64 绘制电路原理图84.1 建立sch文件并装入所需元件库84.2 放置元件并调整元件位置84.3 放置导线及元件序号的自动标注94.4 编辑元件属性105 印刷版图的绘制115.1 准备电路原理图和网络表115.2 创建PCB文件以及网络表的装入145.3 元件的布局以及印刷板的布线146 仿真结果及分析166.1 仿真参数设置166.2 仿真结果及分析176.2.1 脉冲产生电路仿真结果及分析176.2.2 60进制及24进制电路仿真及分析176.2.3 数字钟整体电路仿真及分析197 元器件清单208 收获建议和体会21参考文献22基于Protel应用的数字时钟的设计1 Protel的简要介绍1.1 Protel的发展历程 初期Protel Windows版本：八十年代末期推出了Windows版本下的等版本。 中期 Protel Windows版本：开发了与Windows95对应的版本。 近期版本：98年推出的Proel98，开始基本满足了大多数使用者的需求，特别是出色的自动布线功能得到了用户的支持。 99年推出的Proel99及后来的Proel99SE让Protel用户耳目一新，因为在其中新增了很多全新的功能。 2002年下半年推出了最新版本Protel DXP，该版本耗时2年多，无论在功能、规模上都比Protel99SE,有极大的飞跃，主要在仿真与布线方面有了较大的提高。 2004年最新产品Protel 2004. 1.2 Protel99SE简介 Protel99SE是PROTEL公司在80年代末推出的EDA软件,应用广泛功能强大,是个完整的板级全方位电子设计系统。它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能。可见Protel99SE不仅在绘制原理图、PCB版布局布线等方面功能更加完善，而且为用户提供功能强大、使用方便的仿真器，它可以对当前所画的电路原理图进行即时仿真，因此在电路的整个设计周期都可以仿真查看和分析其性能指标，以便及时发现设计中存在的问题并加以改正，从而更好的完成电路设计。下面我们将对Protel99SE做个简介。 Protel99se软件中提供了SIM99se数模混合仿真器集成软件可以对许多电子线路进行模拟设计，模拟运行，反复修改。提供了接近6000各仿真元件和大量的数学模型期间，可以对电工电路，低频电子线路、高频电子线路和脉冲数字电路在一定范围内进行仿真分析。 仿真结果以多种图形方式输出，直观明了，可以单图精细分析，也可以多图综合比较分析、并可通过不同的角度进行分析，以获得对电路设计的准确判断。Protel99se仿真方面其具有的特点有： 1 强大的分析功能用户可以根据Protel99SE电路仿真器所提供的功能，分析设计电路的各方面性能，如电路的交直流特性、温度漂移、噪声、失真、容差、最坏情况等特性。 2 丰富的信号源 其中包括基本信号源：直流源、正弦源、脉冲源、指数源、单频调频源、分段线性源，同时还提供了齐全的线性和非线性受控源。 3 充分的仿真模型库 Protel99SE提供了20多个模拟和数字仿真元件库，共包含6000多个常用元器件。这些组件库包括了常用二极管、三极管、单结晶体管、变压器，晶闸管、双向晶闸管等分立组件，还有大量的数字器件和其它集成电路器件。同时Protel99SE提供了一个开放的库维护环境，允许设计者改变原有器件模型，也可创建新器件模型。 4 友好的操作界面 (1)无需手工编写电路网表文件。系统将根据所画电路原理图自动生成网表文件并进行仿真。(2)通过对话框完成电路分析各参数设置。(3)方便地观察波形信号。可同时显示多个波形，也可单独显示某个波形；可对波形进行多次局部放大，也可将两个波形放置于同一单元格内进行显示并分析比较两者的差别。(4)强大的波形信号后处理，可利用各种数学函数对波形进行各种分析运算并创建一个新的波形。(5)方便地测量输出波形。Protel99SE提供了两个测量光标，打开它们可测量波形数据。2 设计任务及要求2.1 设计任务 1 绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图。 2 绘制相应电路原理图的双面印刷版图。 3 对电路原理图进行仿真，给出仿真结果，并说明是否达到设计意图。 2.2 设计要求 1 电路图的规模要比较大、电路比较复杂。 2 制图要美观、可读性要好。 3 电路选择不可过分简单，元件种类（包括电源和信号源