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1、图书分类号: 密 级:题目：基于EWB的数字电路设计学生姓名 班 级学院名称 专业名称 指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期：年_月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在 学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部 门或机构送交学位论
2、文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借 阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分 内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名：曰期：年 月 曰曰期：年 月 曰摘要EWB是一种电子电路计算机仿真软件，它被称为电子设计工作平台或虚拟电 子实验室，英文全称为 Electronics Workbench,EWB 是加拿人 Interactive Image Technologies公司于1988年开发的，自发布以来，已经有35个国家、10种语 言的人在使用。EWB以SPICE3F5为软件核心
3、，增强了其在数字及模拟混合信号 方而的仿真功能。该软件是目前各种电路仿真软件中最理想的软件，作为设计 工具该软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，具有完整的数字信 号模拟功能。本文介绍一种基于EWB的数字钟设计总体系统士脉冲发生器、分 频器、计数器、译码电路、LED显示电路、校吋电路、整点报吋电路组成。关键词：数字电路，EWB软件；数字钟；振荡器；分频器；计数器；门电路。第一章绪论1第二章EWB软件介绍与应用22. 1EWB软件概述22.2 EWB软件使用32.2.1 EWB软件主界而32.1 EWB软件元件库42.2 EWB软件工具栏42.3 EWB软件信号库栏42. 2. 4 EW
4、B软件基本器件库栏和指示器件库栏5第三章主耍元件介绍63. 1设计构思62设计方案6741sl60计数器应用73. 1十进制接线73.2七进制接线97490计数器应用9第四章数字钟基本原理及单元电路设计124.1数字钟的基本原理122石英晶体振荡器124.3分频电路134计数与译码显示电路134.4.1秒计数电路134.2分计数电路144. 4.3时计数电路154. 4.4周计数电路154.4.5校时电路164.4.6整点报时电路174.4.7数字钟整体逻辑电路18麟19至嫌20参考文献21第一章绪论随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子 产品的智能化门益完善，电路的
5、集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越 短。电子设计自动化(EDA)技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成 电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。 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，利用计算机辅助设计进行电路模拟与仿真，并进行输入与输出信号 响应的验证，P冇效地省产品开发的时间与成本。Elect ronics 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，他是口前全 球最直观、最高效的EDA软件。该软件的自动化程度高、功能强大、运行速度 快，而且操作界而友善，冇良好的数
6、据丌放性和互换性。能够提供电阻、电容、 三极管、集成电路等14大类几千种元器件;能够提供示波器、万用表等十几种 常用的电+仪器;具冇强人的电路图绘制功能，町绘制出符合标准的电+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冇史高的准确性和 直观性，且无机械装置，具宥更长的使用寿命，因此可望得到广泛使用。第二章EWB软件介绍与应用2.1 EWB软件概述在当今电了设计领域，EDA设计和仿真是一个十分重要的设计环节。在众多 的EDA设计和仿真
7、软件中，EWB以苏强大的仿真设计应用功能，在各高校电信类 专业电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的应用。EWB及其相关库包的应用对 提高学生的仿真设计能力，更新设计理念有较大的好处。EWB最突出的特点是用户界面友好，各类器件和集成芯片丰富，尤其是其直 观的虚拟仪表是EWB的一大特色。EWB所包含的虚拟仪表有：示波器，万用表， 函数发生器，波特图图示仪，失真度分析仪，频谱分析仪，逻辑分析仪，网络 分析仪等。而通常一个普通实验室是无法完全提供这些设备的。这些仪器的使 用使仿真分析的操作更符合平时实验的习惯。随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子 产品的智能化H益完善，电路
8、的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越 短。电了设计0动化（EDA）技术，使得电了线路的设计人员能在计算机上完成 电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。 EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。 与早期的CAD软件相比，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更 快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。电子工作平台 Electronics Workbench （EWB）（现称;MultiSim）软件是加 拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的 电
9、子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有这样一些特点：（1）软件仪器的控制而板外形和操作方式都与实物相似，可以实吋显示测 量结果。（2）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。（3）作 为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。（4） EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以 用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常 用电子仪器测量方法。2. 2 EWB软件使用2. 2. 1 EWB软件主界面菜单栏元件库栏工具栏暂停复开关启动/停止开关状态栏 电路描述框打开的仪器电路工作区elecfons com舍各发俛发鲁阁
10、2-1 EWB主界而2.2.1 EWB软件元件库信号源库模拟集电路二极管库数字集成电路库控制器件库自定义库基本兀件库晶睞管库混和集成电路逻辑门电路指不器件库其它器件库数字器件库仪器库阁2-2 EWB元件库2. 2. 2 EWB软件工具栏Windows的通用工具旋转、水平翻转、乖直4-4-帮助生成子电路可把激活的电路生成子电路放在自定义 器件库中供本电路调用分析图调出示波器、波特图仪等仿真的图形和数据元器件特tt点击它调出元件特性对话框，直接双 击元器件可得到相同结果汉I及I缩小、放大图2-3 EWB工具栏2. 2. 3 EWB软件信号库栏SVdd电压娜 vcca派1stAW蠢电霉蠢电讀蠢襄蠢窪
11、压源si电池 按地，李 丄 丄丄 丄丄Tlil秦|墨|嘉I知I| | | fci |疇|,边IewI平|底）|图2-4 EWB信号库4.4 2. 4 EWB软件基本器件库栏和指示器件库栏连接点电容受压器 开关 延迟开关|1 8 | I /州涮僵 ii电位器极性电容l可调电感可调电容O o|o| =yiiyTtr电E表f灯泡 I电流表彩色指示灯图2-5 EWB软件基本器件库栏和指示器件库栏第三章主要元件介绍3. 1设计构思耍构成一电子钟电路，首先应宥一个秒脉冲产生器，这可由石英晶体振荡 器产生的基准信号经过整形和分频获得。秒脉冲经过秒计数器（60进制）可以 累计秒钟数，而秒计数器输出的分脉冲计数
12、器（60进制）可以累计分钟数。同 样地，分计数器输岀的时脉冲经过时计数器（24进制）可以累计小时数。这此 时、分、秒计数器通过译码器和显示器便可以显示时、分、秒。最后，还需耍 考虑校对时电路。（1）设计一个具有时、分、秒的十进制数字妞示（小时从00 23）的计数器。（2）具有手动校吋、校分的功能。（3）具宥整点报时的功能（整点灯闪1秒）。3.2设计方案根据所给设计构思，両岀数字钟原理框图见图3-1。由设计方案使用EWB软 件设计仿真并调试数字钟电路。图3-1数字钟原理框图3.3 74 Is160计数器应用3. 3. 1十进制接线演示电路：741sl60十进制计数器连线如图3-274160图3-
13、2 741sl60十进制计数器连接图CLR：异步清零端CLK：吋钟输入端（上升沿有效）A- D：数据输入端ENP, ENT：计数控制端LOAD：同步并行置入控制端RCO：进位输出端犏入愉出CPCRLDpTDod2CoQ Qi QyX0XXXXXXX00 0 0t10XXabcdabedX1101XXXX保持X11X0XXXX保做c=o)t1111XXXXil数表174160的功能表如表1所示。由表1可知，74160具有以下功能:a) 异步清霉 当CR (CLR)=0时，不管其他输入端的状态如何(包括吋钟信号CP ),计数 器输出将被直接置零，称为异步清零。b) 同步并行预置数在CR=1的条件下
14、，当LD(LOAD)=0、且有时钟脉冲CP的上升沿作用时，D0、 D1、D2、D3输入端的数据将分别被Q0Q3所接收。由于这个置数操作耍与CP上 升沿同步，且DO、DI、D2、D3的数据同时置入计数器，所以称为同步并行置数。c) 保持在CR=LD=1的条件下,当ENT=ENP=0,即两个计数使能端中冇0吋,不管冇无CP脉 冲作用，计数器都将保持原有状态不变(停止计数)。需要说明的是，当 ENP=0, ENT=1时,进位输出C也保持不变;而当ENT=0时,不管ENP状态如何， 进位输出KCO=O.d) 计数当CR=LD=ENP=ENT=1时，74160处于计数状态，电路从0000状态开始，连续输入 10个计数脉冲后，电路将从1001状态返回到0000状态，RCO端从高电平跳变 至低电平。可以利用RCO端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。5.5 3.2七进制接线用
