段立峰

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 咸陽 712000）

隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品與計算機(jī)的聯(lián)系逐漸加大，電子產(chǎn)品變得越來越智能化，同時在設(shè)計中，電子線路的集成度要求也是變得越來越高。所謂EDA技術(shù)的應(yīng)用是電子設(shè)計自動化的簡稱，它可以幫助電子線路設(shè)計人員在計算機(jī)上完成電路的邏輯設(shè)計、功能設(shè)計、時序測試、性能分析以及電路板的印刷等，伴隨著計算機(jī)輔助設(shè)計軟件CAD的發(fā)展，電子工作平臺EWB與傳統(tǒng)EDZ技術(shù)相比，具有更加便捷的特點。本文為更好的說明基于EWB軟件的可擴(kuò)展數(shù)字電子時鐘設(shè)計，先從EWB軟件特點與電子鐘的功能模塊說起。

1 EWB軟件特點與電子鐘功能模塊

EWB軟件是在20世紀(jì)九十年代交互圖像技術(shù)有限公司推出的EDA軟件一種，全稱為ELECTRONICSWORKBENCH EDA，具有非常強(qiáng)的仿真功能。相對于其他EDA軟件而言，EWB軟件非常小巧，但是幾乎可以100%地仿真出真實電路，包含許多大公司的晶體管元器件、數(shù)字門電路芯片以及集成電路等，原理圖和各種工具在同一窗口，工作面十分直觀，還可以由外部直接模塊，便于改變元件的參數(shù)。EWB軟件還具有非常強(qiáng)的兼容性，容量小，方便使用，同時還是一種很好的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，目前已成為模擬集成電路設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)軟件。電子鐘主要由時鐘模塊、開關(guān)控制模塊、顯示模塊、基準(zhǔn)信號模塊、功能擴(kuò)展模塊等幾部分構(gòu)成，在開關(guān)控制模塊中共包括四個開關(guān)，主要用來調(diào)時和設(shè)置鬧鐘，顯示模塊與基本時鐘模塊相連作為顯示器，可用于調(diào)節(jié)顯示之用，為實現(xiàn)設(shè)置鬧鐘功能，還添加了定鬧鐘功能模塊以及調(diào)時模塊。圖1是電子鐘表的設(shè)計框圖。

圖1 電子鐘表的設(shè)計框Fig.1 The design of electronic clock box

2 數(shù)字電子時鐘的設(shè)計

2.1 時鐘模塊線路設(shè)計

時鐘模塊線路設(shè)計元件包括提供1 Hz占空比50%的時鐘源、電源、六個數(shù)碼管、十個二輸入端口、兩個非門以及四個發(fā)光二極管。其原理是6個74162級聯(lián)構(gòu)成時鐘計數(shù)器，分別及秒位、10位、10分位，以此類推一直到10時位，對應(yīng)的數(shù)值都有74162級聯(lián)連接，在9秒時向10秒進(jìn)位，59秒向分位進(jìn)位，以此類推，9時59分59秒時向10時進(jìn)位，當(dāng)數(shù)值達(dá)到23時59分59秒時，數(shù)值清零，開始下一周期。

GDN端接地，連接74162的各個VCC端接電源，高電壓接到ENT端，高電平接到CLR端，時鐘源節(jié)CLK端，把相應(yīng)的低位進(jìn)位信號送至高位的計數(shù)端，下圖2是電子時鐘的電路原理圖。

圖2 電子時鐘的電路原理圖Fig.2 The circuit principle diagram of electronic clock

2.2 功能擴(kuò)展模塊線路設(shè)計

功能設(shè)計模塊主要包括調(diào)時功能模塊和定鬧鐘功能模塊的設(shè)計。調(diào)時功能模塊元件包括1個74162、1個4028、3個開關(guān)（編號設(shè)為 1、2、3）、7個三態(tài)門、12個兩輸入端或門、3個與門等。其原理是開關(guān)1用來控制74162的ENT端的點評，保證計數(shù)器一直處于計數(shù)或停止?fàn)顟B(tài)。高電平節(jié)ENT端，正常情況下74162處在正常技術(shù)情況下，發(fā)生異?？蛇M(jìn)行調(diào)時，在處在調(diào)時狀態(tài)下時，開關(guān)2和74162與4028組成一個循環(huán)選位器，可以依次選擇10時到1秒進(jìn)行調(diào)節(jié)。閉合開關(guān)2，高電平就在4028的輸出端口依次進(jìn)行輸出，對應(yīng)的變化傳送到ENP端，時74162等待調(diào)整的數(shù)字，選中調(diào)整項后，閉合開關(guān)3，使用手動來進(jìn)行調(diào)試技術(shù)，調(diào)整時間后需要將開關(guān)1撥回到原位，此時時鐘開始重新計時。在連接電路時嗎，為防止一個節(jié)點上的兩個信號同時可出現(xiàn)，導(dǎo)致噶點評達(dá)不到要求，需要將控制信號連接到ENP端。

定時鬧鐘模塊包括4個74162元件、4個數(shù)碼管、4個而輸入端的集成電路、5個發(fā)光二極管、5個四輸入端、2個與非門二輸入端以及1個開關(guān)。其設(shè)計原理是先用4個74162、循環(huán)選位器以及4個數(shù)碼管形成一個單元用來設(shè)置鬧鐘的時間（此設(shè)計的鬧鐘可以設(shè)置到分位），然后需要將對應(yīng)的基本時鐘，將鬧鐘的74162的輸出信號通過通過同或門，對比設(shè)置好的鬧鐘時間的各位信號，在各位信號全部符合條件的情況下，信號才能輸出到高電平段，進(jìn)而是鬧鐘指示燈亮。其連接方法為設(shè)定調(diào)時模塊與鬧鐘模塊中的循環(huán)選位器能夠共用，輸出端口作為鬧鐘模塊的選位用，調(diào)時模塊的選為用還包括4028的輸出端口的1~6號。

2.3 控制開關(guān)模塊線路設(shè)計

控制開關(guān)模塊共包含4個開關(guān)，其中1、2和3用于調(diào)時，開關(guān)2和4是用來設(shè)置鬧鐘的。使開關(guān)3置于下端，開關(guān)1置于上端就可是電子鐘處在計時狀態(tài)。電子時鐘處于調(diào)時狀態(tài)的方法是：首先先使開關(guān)1號連接到CUK端，按下開關(guān)2，使用者從“10時”到“秒”進(jìn)行選位，在設(shè)計中每按兩下可以選擇一位值的變化，調(diào)節(jié)順序依高到低，繼續(xù)按可進(jìn)行調(diào)節(jié)時間，在進(jìn)行調(diào)節(jié)時間時，選中調(diào)節(jié)的位定為調(diào)解時亮，再選中調(diào)節(jié)的位后，按下開關(guān)3，就可以進(jìn)行調(diào)節(jié)時間，一直按下直到達(dá)到自己調(diào)節(jié)的時間為止。選擇其他的位進(jìn)行，方法和順序與上相同，在時間調(diào)時完畢后再將1撥回到CLR端，電子鐘開始接著計時。定鬧鐘需要使用開關(guān)2和開關(guān)4，開關(guān)2的作用是用來進(jìn)行選位，開關(guān)4則是用來進(jìn)行調(diào)整時間，使用方法以上文所講相同，鬧鐘設(shè)置完畢及時生效，到時間后，電子鐘會有指示燈發(fā)亮。

本設(shè)計已非常接近于實際，但是仍然存在缺陷，在現(xiàn)實應(yīng)用中，電子鐘不可能采取兩套數(shù)碼管進(jìn)行設(shè)計，因此需要精簡成一套數(shù)碼管，可以把設(shè)計改為有一個選擇控制器來連接數(shù)碼管進(jìn)行完善。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文針對電子設(shè)計工程師在設(shè)計電路中常遇到的問題，基于EWB軟件設(shè)計平臺，采取從局部到整體的設(shè)計思路，設(shè)計可實現(xiàn)24小時調(diào)時、定鬧鐘功能的數(shù)字電子時鐘，詳細(xì)介紹數(shù)字電子中個模塊的設(shè)計原理與具體電路的實現(xiàn)，文中所涉及的數(shù)字電子時鐘，超越現(xiàn)實生活中所用的電子表，體現(xiàn)出EWB軟件在電子線路設(shè)計中的優(yōu)越性，設(shè)計出的數(shù)字電子時鐘非常接近于實用，并在最后指出了設(shè)計存在的不足與完善的方案。

[1]蔡彬.EWB軟件仿真平臺在電子技術(shù)中的應(yīng)用[J].廣西輕工業(yè)，2011，27（4）:127-128.CAIBin.The application of EWBsoftware simulation platform in the electronic technology[J].Guangxi Journal of Light Industry，2011，27（4）:127-128.

[2]蔡彬.基于EWB仿真平臺的電子技術(shù)教學(xué)方法研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011，10（1）:159-160.CAI Bin.Based on EWB simulation platform of electronic technology teaching method research[J].Industrial&Science Tribune，2011，10（1）:159-160.

[3]王戰(zhàn)備.基于EWB5.0的數(shù)字式時鐘電路設(shè)計與仿真[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005，4（6）:84-86.WANG Zhan-bei.The digital clock circuit design and simulation based on EWB5.0[J].Journal of Anhui Technical College of Electronic Information，2005，4（6）:84-86.

[4]耿文波，黃偉.基于EWB的交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[J].人工智能及識別技術(shù)，2011，15（8）:54-58.GEN Wen-bo，HUANG Wei.The traffic light control system based on EWBdesign and simulation[J].Artificial Intelligence and Recognition Technology，2011，15（8）:54-58.

[5]陳波.基于EWB5.0的簡單四路搶答器的設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2010（2）：19-21.CHEN Bo.Based on the simple four-way EWB5.0 vies to answer first device design[J].Electronic Design Engineering，2010（2）：19-21.

[6]譚岳衡，陳列尊，全玉云，等．基于EWB仿真軟件的數(shù)字電路多媒體課件設(shè)計[J]．衡陽師范學(xué)院學(xué)報，2010，24（2）:35-37.TAN Yue-heng，CHEN Lie-zun，QUAN Yu-yun，et al.Multimedia courseware of digital circuit design based on EWB simulation software[J].Hengyang Normal University Journal，2010，24（2）:35-37.