《EWB数字钟》PPT课件

软硬件提高训练-EWB数字钟厦门大学嘉庚学院电子工程系,第一部分EWB基本操作,一、EWB简介,EWB（ElectronicWorkbench),”虚拟电子工作台“是加拿大InteractiveImageTechnologies公司20世纪80年代末、90年代初推出的专门用于电子线路仿真的EDA软件。可以将不同类型的电路组合成混合电路，尤其是对数字电路进行仿真。它不仅可以完成电路瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和直流分析等常规电路的分析，而且还提供了离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析和电路容差分析等共计14种电路分析方法，并具有故障模拟和数据储存等功能。目前常用的有EWB5.0版本。主要运行于windows98环境下。,二、EWB5.0的基本功能,1、建立电路原理图方便快捷EWB5.0为用户提供数量众多的现实元器件和虚拟元器件，分门别类地存放在多个器件库中，绘制电路图时只需打开器件库，再用鼠标左键选中要用的元器件，并把它拖放到工作区，当光标移动到元器件的引脚时，软件会自动产生一个带十字的黑点，进入到连线状态，单击鼠标左键确认后，移动鼠标即可实现连线，搭接电路原理图既方便又快捷。,2、用虚拟仪器仪表测试电路性能参数及波形准确直观用户可在电路图中接入虚拟仪器仪表，方便的测试电路的性能参数及波形，EWB5.0软件提供的虚拟仪器仪表有数字万用表、函数信号发生器、示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪等，这些仪器仪表不仅外形和使用方法与实际仪器相同，而且测试的数据和波形更为精确可靠。,3、提供了与其它软件信息交换的接口EWB5.0可以打开由其他电路仿真软件建立的Spice网络表文件，并自动形成相应的电原理图，也可将EWB建立的电路原理图转换为网络表文件，提供给其它的EDA软件进行印制电路板图的自动布局和自动布线。,三、EWB5.0的使用方法,参见“EWB使用教程”,第二部分基于EWB的数字钟设计,一、数字钟设计原理,由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准，经分频器输出标准的秒脉冲，秒计数器按“60进制”向分计数器进位，分计数器按“60进制”向时计数器进位，小时计数器按“24进制”规律计数，计数器经译码器送到显示器；星期计数器按“7进制”规律计数。出现误差可用校准电路进行小时和分钟的校准，并具有可整点报时功能。,1、数字钟的构成：振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、调时电路、整点报时电路等几部分。,2、数字钟的时、分、秒实际上就是由一个24进制计数器（00-23），两个60进制计数器（00-59）级联构成。设计数字钟实际上就是计数器的级联。,3、60进制计数器的设计,4、24进制计数器的设计,5、计数器的级联设计,二、数字钟系统构成,EWB软件本身提供任意频率的时钟，因此振荡器、分频器不需设计；另外EWB软件也带有内置译码驱动的数码管，故此译码器和显示器也不需设计。这样，基本数字钟的设计实际上就是设计如下图的级联计数器。,三、数字钟设计要点,四、芯片选型,由于24进制、60进制计数器均由集成计数器级联构成，且都包含有基本的十进制计数器，从设计简便考虑，芯片选择同步十进制计数器74160。,计数器级联时的时钟构成方式可以采用同步时钟，也可以采用异步时钟，这里给出的参考图采用了同步时钟，详图见后页。,五、计数器电路,60进制计数器,六、校准电路,实际的数字钟表电路由于秒信号的精确性不可能做到完全的准确无误，总会产生走时误差。因此，电路中就应该有校准时间功能的电路。现以分计数器的校准电路为例。简要说明它的校准原理。与非门1，2构成双稳态触发器，可以将1Hz的“秒”信号和“秒计数器的进位信号”送到“分计数器的CP端”。两个信号的选择由开关K控制。当开关K置“B”端时，与非门1输出低电平，门2输出高电平。“秒计数器的进位信号”通过门4和门5送至“分计数器的CP端”，使“分计数器”正常工作。需要校正“分计数器”时，将开关K置“A”端时，与非门1输出高电平，门2输出低电平，门4封锁“秒计数器的进位信号”，而门3将1Hz的CP信号通过门3和门5送至“分计数器”的CP控制端使“分计数器”快速计时到正确时间，再将开关K至于“B”端，停止校准。,电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5，因此可将分计数器十位的QC和QA、个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号。需要注意的是，当时间为00分00秒时，报时电路仍应产生报时控制信号，且在10秒的报时过程中报时信号最好每隔一秒中断一次（利用代表报时的灯闪烁来验证）。,七、整点报时电路,1.利用EWB设计用于秒计数和分计数的60进制（00-59）计数器，用于时计数的24进制（00-23）计数器和用于星期计数的7进制（1-7）计数器。（每人独立完成，10分）2.利用EWB设计具有秒、分、时、星期显示功能的基本数字钟。（每人独立完成，20分）3.利用EWB设计具有秒、分、时、星期显示功能，能够对分和时进行校准，具有整点报时功能的改进型数字钟。（每人独立完成，20分）,本次训练内容,4.利用EWB设计数字钟的其它扩展功能，如闹钟、秒表、多功能切换、倒计时、日历、万年历等。（每人独立完成，30分，每实现一个功能得5分）5.每人撰写一份实验报告，要求字迹清晰，书写工整，字数控制在1