基于EDA技術(shù)的數(shù)字鐘設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：為使數(shù)字鐘從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出PCB版(即印制電路版)圖的整個過程能夠在計算機(jī)上自動處理完成，從而縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計效率、戰(zhàn)小設(shè)計風(fēng)險。本系統(tǒng)基于EDA技術(shù)的設(shè)計方法，提出一種采用P-MOS大規(guī)模集成電路LM8560作為計數(shù)譯碼的石英數(shù)字鐘的設(shè)計方案，在Prote199SE軟件平臺下創(chuàng)建原理圖和繪制印制電路版，實現(xiàn)了基本計時顯示和設(shè)置、調(diào)整時間和鬧鐘等功能，最后組裝出一個完整的數(shù)字鐘。
關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；數(shù)字鐘；LM8560；Prote199SE；印制電路版

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，傳統(tǒng)數(shù)字鐘的設(shè)計過程要經(jīng)過設(shè)計方案提出、方案驗證和修改3個階段。一般采用搭接實驗電路的方法進(jìn)行，往往需要實驗和修改的反復(fù)過程，直到設(shè)計出正確的結(jié)論為止，例如參考文獻(xiàn)中的多功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計。而利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機(jī)上自動處理完成。
電子產(chǎn)品從系統(tǒng)設(shè)計、電路設(shè)計到芯片設(shè)計、PCB設(shè)計都可以用EDA工具完成，其中仿真分析、規(guī)則檢查、自動布局和自動布線是計算機(jī)取代人工的最有效部分。利用EDA工具，可大大縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計效率，減小設(shè)計風(fēng)險。
Protel99SE是一個32位印制板輔助設(shè)計軟件包，具有強(qiáng)大的設(shè)計功能，可以完成原理圖、印制板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計。

1 數(shù)字鐘工作原理
數(shù)字計時器一般由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分組成。這些都是數(shù)字電路中應(yīng)用最廣的電路，其組成框圖如圖1所示。

2 計數(shù)譯碼LM8560元件
計數(shù)譯碼部分采用的是LM8560元件。LM8560為PMOS大規(guī)模集成電路，采用雙列直插塑封，配用4位數(shù)字顯示板。其等效原理框圖如圖2所示。特點：驅(qū)動7段LED發(fā)光管顯示；50／60Hz工作；12／24小時顯示；12小時顯示AM(上午)、PM(下午)指示；超前零關(guān)斷；9分鐘打盹報警；預(yù)置59分鐘(或1小時59分鐘)睡眠定時；預(yù)置24小時內(nèi)的報警；使用觸摸遞增器設(shè)置控制；電源失效指示；備用RC振蕩器；900 Hz樂音輸出。