基于EDA技術(shù)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：為使數(shù)字鐘從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出PCB版(即印制電路版)圖的整個(gè)過程能夠在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成，從而縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率、戰(zhàn)小設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。本系統(tǒng)基于EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，提出一種采用P-MOS大規(guī)模集成電路LM8560作為計(jì)數(shù)譯碼的石英數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方案，在Prote199SE軟件平臺(tái)下創(chuàng)建原理圖和繪制印制電路版，實(shí)現(xiàn)了基本計(jì)時(shí)顯示和設(shè)置、調(diào)整時(shí)間和鬧鐘等功能，最后組裝出一個(gè)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(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，傳統(tǒng)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)過程要經(jīng)過設(shè)計(jì)方案提出、方案驗(yàn)證和修改3個(gè)階段。一般采用搭接實(shí)驗(yàn)電路的方法進(jìn)行，往往需要實(shí)驗(yàn)和修改的反復(fù)過程，直到設(shè)計(jì)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(jì)。而利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過程在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。
電子產(chǎn)品從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)到芯片設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)都可以用EDA工具完成，其中仿真分析、規(guī)則檢查、自動(dòng)布局和自動(dòng)布線是計(jì)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(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率，減小設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。
Protel99SE是一個(gè)32位印制板輔助設(shè)計(jì)軟件包，具有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能，可以完成原理圖、印制板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)。

1 數(shù)字鐘工作原理
數(shù)字計(jì)時(shí)器一般由振蕩器、分頻器、計(jì)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(jì)數(shù)譯碼LM8560元件
計(jì)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(diǎn)：驅(qū)動(dòng)7段LED發(fā)光管顯示；50／60Hz工作；12／24小時(shí)顯示；12小時(shí)顯示AM(上午)、PM(下午)指示；超前零關(guān)斷；9分鐘打盹報(bào)警；預(yù)置59分鐘(或1小時(shí)59分鐘)睡眠定時(shí)；預(yù)置24小時(shí)內(nèi)的報(bào)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。