基于EDA技术的数字钟设计与实现

摘要：为使数字钟从电路设计、性能分析到设计出PCB版(即印制电路版)图的整个过程能够在计算机上自动处理完成，从而缩短设计周期、提高设计效率、战小设计风险。本系统基于EDA技术的设计方法，提出一种采用P-MOS大规模集成电路LM8560作为计数译码的石英数字钟的设计方案，在Prote199SE软件平台下创建原理图和绘制印制电路版，实现了基本计时显示和设置、调整时间和闹钟等功能，最后组装出一个完整的数字钟。
关键词：EDA技术；数字钟；LM8560；Prote199SE；印制电路版

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，传统数字钟的设计过程要经过设计方案提出、方案验证和修改3个阶段。一般采用搭接实验电路的方法进行，往往需要实验和修改的反复过程，直到设计出正确的结论为止，例如参考文献中的多功能数字钟的电路设计。而利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。
电子产品从系统设计、电路设计到芯片设计、PCB设计都可以用EDA工具完成，其中仿真分析、规则检查、自动布局和自动布线是计算机取代人工的最有效部分。利用EDA工具，可大大缩短设计周期，提高设计效率，减小设计风险。
Protel99SE是一个32位印制板辅助设计软件包，具有强大的设计功能，可以完成原理图、印制板设计和可编程逻辑器件设计。

1 数字钟工作原理
数字计时器一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广的电路，其组成框图如图1所示。

2 计数译码LM8560元件
计数译码部分采用的是LM8560元件。LM8560为PMOS大规模集成电路，采用双列直插塑封，配用4位数字显示板。其等效原理框图如图2所示。特点：驱动7段LED发光管显示；50／60Hz工作；12／24小时显示；12小时显示AM(上午)、PM(下午)指示；超前零关断；9分钟打盹报警；预置59分钟(或1小时59分钟)睡眠定时；预置24小时内的报警；使用触摸递增器设置控制；电源失效指示；备用RC振荡器；900 Hz乐音输出。