如何使ewb的元件(例如电阻)旋转45度
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基于EWB的数字钟设计与实现
摘 要:Electronics Workbench(EWB)EDA软件是目前各种电路仿真软件中最理想的一种软件,该软件具有完整的混
合模拟与数字信号模拟的功能。介绍了一种基于EWB软件设计电子钟的方法,系统由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译
码电路、LED显示电路、校时电路、整点报时电路组成。
关键词:EWB软件;数字钟;分频器;计数器;译码器
1 引 言
由于集成电路制造技术日新月异,电子电路的设计日
趋复杂。为了能在电路付诸实现之前,完全掌握操作环境
因素(如电源电压、温度等)对电路的影响,利用电脑辅助
设计进行电路模拟与分析,并进行输入与输出信号响应的
验证,可有效地节省产品开发的时间与成本。
Electronics Workbench(EWB)软件是专门用于电子
电路仿真的“虚拟电子工作台”软件,他是目前全球最直
观、最高效的EDA软件。他的功能强大,能够提供电阻、
电容、三极管、集成电路等14大类几千种元件;能够提供
示波器、万用表等十几种常用的电子仪器;具有强大的电
路图绘制功能,可绘制出符合标准的电子图纸;他还具有
强大的波形显示功能,并且结果可轻松放入各类文档。用
该软件进行设计、分析非常方便。
本文在EWB基础上设计的数字钟,是由数字集成电
路构成、用数码管显示的一种现代计时器,与传统机械式
时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具
有更长的使用寿命,因此可望得到广泛使用。
2 设计要求与方案
2.1 设计要求
(1)设计一个具有‘时’、‘分’、‘秒’的十进制数字
显示(小时从00~23)的计数器。
(2)具有手动校时、校分的功能。
(3)具有整点报时的功能。
2.2 设计方案
3 数字钟基本原理及单元电路设计
3.1 数字钟基本原理
工作原理:数字电子钟由振荡器、分频器、计数器、译
码显示、报时等电路组成。其中振荡器和分频器组成标准
秒信号发生器,由不同进制的计数器、译码器和显示器组
成计时系统。秒信号送入计数器进行计数,把累加的结果
以‘时’、‘分’、‘秒’的数字显示出来。‘时’显示由24进制
计数器、译码器、显示器构成,‘分’、‘秒’显示分别由60进
制计数器、译码器、显示器构成。可进行整点报时,计时出
现误差时,可以用校时电路校时、校分。
3.2 石英晶体振荡器
振荡器是计时器的核心,振荡器的稳定度和频率的精
准度决定了计时器的准确度。振荡电路如图2所示。
由石英晶体、微调电容、反相器等构成。晶振频率为
10 kHz,输出反馈电阻R1为非门提供偏置,使电路工作于
放大区,非门U2是振荡器整形缓冲级。与石英晶体串联
的微调电容,可以对振荡器频率做微量调节,从而在输出
端得到较稳定的10 kHz脉冲信号。
3.3 分频电路
分频电路如图3所示,主要功能有2个:一是产生标
准秒脉冲信号;二是可提供整点报时所需要的高、低音频
率信号。选用4片计数器7490实现。
清零端R01,R02即构成十进制。第二片为六进制,当第
一片清零的同时给第二片的CKB端进行计数,当CKB端
的第6个脉冲到来时,第二片的QCQB均为高电平,将他
们连接到计数器的清零端,在清零的同时给上一级进位。
从而构成60进制计数器。分别把秒十位、个位输出端接
到带译码的七段显示器,当电路运行后,计数器便开始从
00~59计数,显示器就会显示相应的数码。
(2)时计数电路
时计数电路为24进制,如图5所示,由2片7493、与
门、或门组成。个位接成十进制,十位接成八进制,每当个
位为4,十位为2时,由与门送出一高电平清零信号,2片
7493同时清零,使电路构成二十四进制。
3.5 校时电路
当刚接通电源或计时出现误差时,
需要对时间进行校正。如图6所示,由
RS触发器及与非门等构成。H,M分
别为时校正、分校正开关。不校正时,
H,M开关是闭合的。当校正时、分位
时,打开H,M开关,然后拨动K开关,
来回拨动一次,就会使时、分位增加1,校
正完毕后把H,M开关合上,即可完成时
间的校正。
由振荡电路产生频率为10 kHz的周期性方波信号,
经过4片7490进行级联,因为每片为1/10分频,4片级联
正好获得1 Hz标准秒脉冲信号。
3.4 计数与译码显示电路
秒、分为60进制计数器,他们的个位为十进制,十位
为六进制。时为二十四进制计数器,个位为十进制,当十
位计数为2,个位计数到4时清零。采用6片中规模计数
器7493实现。
(1)秒、分计数电路
秒、分计数电路为60进制,如图4为秒计数电路,由
2片7493四位二进制计数器组成。
7493具有异步清零的功能,第一片构成十进制计数
器,第二片构成六进制。在第一片计数器中,当第10个脉
冲到来时,他的输出状态为“1010”,QDQB为高电平。因
为7493异步清零端为高电平清零,所以QDQB分别接
到
3.6 整点报时电路
整点报时电路如图7所示,当计数到59分时,由U1
输入的全为高电平1,将分触发器RS1置为1。当秒计数
到54 s时,U2输出高电平,将秒触发器RS2置1,经U6相
摘 要:Electronics Workbench(EWB)EDA软件是目前各种电路仿真软件中最理想的一种软件,该软件具有完整的混
合模拟与数字信号模拟的功能。介绍了一种基于EWB软件设计电子钟的方法,系统由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译
码电路、LED显示电路、校时电路、整点报时电路组成。
关键词:EWB软件;数字钟;分频器;计数器;译码器
1 引 言
由于集成电路制造技术日新月异,电子电路的设计日
趋复杂。为了能在电路付诸实现之前,完全掌握操作环境
因素(如电源电压、温度等)对电路的影响,利用电脑辅助
设计进行电路模拟与分析,并进行输入与输出信号响应的
验证,可有效地节省产品开发的时间与成本。
Electronics Workbench(EWB)软件是专门用于电子
电路仿真的“虚拟电子工作台”软件,他是目前全球最直
观、最高效的EDA软件。他的功能强大,能够提供电阻、
电容、三极管、集成电路等14大类几千种元件;能够提供
示波器、万用表等十几种常用的电子仪器;具有强大的电
路图绘制功能,可绘制出符合标准的电子图纸;他还具有
强大的波形显示功能,并且结果可轻松放入各类文档。用
该软件进行设计、分析非常方便。
本文在EWB基础上设计的数字钟,是由数字集成电
路构成、用数码管显示的一种现代计时器,与传统机械式
时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具
有更长的使用寿命,因此可望得到广泛使用。
2 设计要求与方案
2.1 设计要求
(1)设计一个具有‘时’、‘分’、‘秒’的十进制数字
显示(小时从00~23)的计数器。
(2)具有手动校时、校分的功能。
(3)具有整点报时的功能。
2.2 设计方案
3 数字钟基本原理及单元电路设计
3.1 数字钟基本原理
工作原理:数字电子钟由振荡器、分频器、计数器、译
码显示、报时等电路组成。其中振荡器和分频器组成标准
秒信号发生器,由不同进制的计数器、译码器和显示器组
成计时系统。秒信号送入计数器进行计数,把累加的结果
以‘时’、‘分’、‘秒’的数字显示出来。‘时’显示由24进制
计数器、译码器、显示器构成,‘分’、‘秒’显示分别由60进
制计数器、译码器、显示器构成。可进行整点报时,计时出
现误差时,可以用校时电路校时、校分。
3.2 石英晶体振荡器
振荡器是计时器的核心,振荡器的稳定度和频率的精
准度决定了计时器的准确度。振荡电路如图2所示。
由石英晶体、微调电容、反相器等构成。晶振频率为
10 kHz,输出反馈电阻R1为非门提供偏置,使电路工作于
放大区,非门U2是振荡器整形缓冲级。与石英晶体串联
的微调电容,可以对振荡器频率做微量调节,从而在输出
端得到较稳定的10 kHz脉冲信号。
3.3 分频电路
分频电路如图3所示,主要功能有2个:一是产生标
准秒脉冲信号;二是可提供整点报时所需要的高、低音频
率信号。选用4片计数器7490实现。
清零端R01,R02即构成十进制。第二片为六进制,当第
一片清零的同时给第二片的CKB端进行计数,当CKB端
的第6个脉冲到来时,第二片的QCQB均为高电平,将他
们连接到计数器的清零端,在清零的同时给上一级进位。
从而构成60进制计数器。分别把秒十位、个位输出端接
到带译码的七段显示器,当电路运行后,计数器便开始从
00~59计数,显示器就会显示相应的数码。
(2)时计数电路
时计数电路为24进制,如图5所示,由2片7493、与
门、或门组成。个位接成十进制,十位接成八进制,每当个
位为4,十位为2时,由与门送出一高电平清零信号,2片
7493同时清零,使电路构成二十四进制。
3.5 校时电路
当刚接通电源或计时出现误差时,
需要对时间进行校正。如图6所示,由
RS触发器及与非门等构成。H,M分
别为时校正、分校正开关。不校正时,
H,M开关是闭合的。当校正时、分位
时,打开H,M开关,然后拨动K开关,
来回拨动一次,就会使时、分位增加1,校
正完毕后把H,M开关合上,即可完成时
间的校正。
由振荡电路产生频率为10 kHz的周期性方波信号,
经过4片7490进行级联,因为每片为1/10分频,4片级联
正好获得1 Hz标准秒脉冲信号。
3.4 计数与译码显示电路
秒、分为60进制计数器,他们的个位为十进制,十位
为六进制。时为二十四进制计数器,个位为十进制,当十
位计数为2,个位计数到4时清零。采用6片中规模计数
器7493实现。
(1)秒、分计数电路
秒、分计数电路为60进制,如图4为秒计数电路,由
2片7493四位二进制计数器组成。
7493具有异步清零的功能,第一片构成十进制计数
器,第二片构成六进制。在第一片计数器中,当第10个脉
冲到来时,他的输出状态为“1010”,QDQB为高电平。因
为7493异步清零端为高电平清零,所以QDQB分别接
到
3.6 整点报时电路
整点报时电路如图7所示,当计数到59分时,由U1
输入的全为高电平1,将分触发器RS1置为1。当秒计数
到54 s时,U2输出高电平,将秒触发器RS2置1,经U6相
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