基于EDA技術的數字鐘設計與實現

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

數字鐘是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置，傳統數字鐘的設計過程要經過設計方案提出、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行，往往需要實驗和修改的反復過程，直到設計出正確的結論為止，例如參考文獻中的多功能數字鐘的電路設計。而利用EDA工具，電子設計師可以從概念、算法、協議等開始設計電子系統，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。
電子產品從系統設計、電路設計到芯片設計、PCB設計都可以用EDA工具完成，其中仿真分析、規則檢查、自動布局和自動布線是計算機取代人工的最有效部分。利用EDA工具，可大大縮短設計周期，提高設計效率，減小設計風險。
Protel99SE是一個32位印制板輔助設計軟件包，具有強大的設計功能，可以完成原理圖、印制板設計和可編程邏輯器件設計。

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

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