武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书1 Proteus软件简介1.1 概述Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
1.2 具有四大功能模块：1.2.1 智能原理图设计（ISIS）丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。
1.2.2 完善的电路仿真功能（Prospice）Prospice混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发- 1 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；1.2.3 独特的单片机协同仿真功能（VSM）支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、A VR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器；支持通用外设模型：如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信；实时仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP 仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；编译及调试：支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、A VR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试；1.2.4 实用的PCB设计平台原理图到PCB的快速通道：原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB 设计环境，实现从概念到产品的完整设计；先进的自动布局/布线功能：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D 可视化预览；多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便利与其它PCB设计工具的互转（如Protel）和PCB板的设计和加工。
- 2 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书1.3 提供丰富的功能块Proteus1.3.1 Proteus可提供的仿真元器件资源仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。
1.3.2 Proteus可提供的仿真仪表资源示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。
理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。
1.3.3 其他功能除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。
这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。
这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。
1.3.4 Proteus可提供的调试手段Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。
这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
- 3 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书2 设计思路2.1设计总体思路从课程设计要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，实际上没又电机给我们接上，这回要用四个LED灯的状态来表示，当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来，周期恰好是60秒，理所当然的分钟计数器、秒计数器是一定要有的。
接下来脉冲是一定的了，但是有分钟计数器和秒钟计数器还要考虑是不是要60分频器，就我们所学过的来说实现循环有移位寄存器；还有个问题，当洗涤时间到了，报警还要一个报警电路，根据人性化、自动化、低成本的设计原则，报警的蜂鸣器不可以长时间的叫，要有个合理的时间，我们可以用一个单稳态电路来实现。
看起来还不错啊，如果这样想那就嫌早了点，还有一个问题要解决：如何提取时间并使循环电路工作的信号?方案有两种：一是直接从数值上进行提取信号来控制一个可以实现循环的74LS194来实现；另一种是制作一个二十进制到十进制的循环转化来把这一分钟走完，但是从电路的复杂程度和经济性来说，显然后者太过于复杂，也不利于接线和排故障，虽然难度会大一些、出成果的时间会比别人晚，但是要设计一个真正可以让用户用放心使用的产品，还得这样做。
尤其是最后的循环电路用两个194一定可以很容易实现。
现在大体上就这样计划，下面说说基本原理。
2.2基本原理首先，从秒脉冲出来的信号，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，进行清零，这时用户置入洗涤时间，并按开始按钮，洗衣机开始工作。
当秒计数器变为零的时候，去分钟计数器上面借数；与此同时，从十秒位转化出来的信号进入移位寄存器后，LED灯表示出电机运转状态；当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警并清零；同时电机指示灯熄灭。
2.3系统设计框图如下图所示- 4 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书系统原理框图图2.2.1电路模块设计374ls192的逻辑功能3.1芯片元件示意图图4.1.1 74LS192- 5 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书逻辑示意图表-4.1.1 74LS192矩形脉冲产生电路3.2 1Hz通过对当电源接通后，VCC需要的秒脉冲发生器可以由一个集成的555定时器构成，时，2/3VCC向电容充电。
电容上得到电压按指数规律上升，当电容上的电压上身到R2R1、时，输出电平为高电平，电容放电结为零，电容放电。
当电压下降到VO1/3VCC输电压矩形脉冲波产生电路。
束。
这样周而复始便形成了振荡。
如下图-4.2.1 1Hz矩形脉冲波产生电路图4.2.1 1Hz- 6 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书555定时器构成的多谐振荡器所输出的矩形脉冲信号的频率计算式为1.43f?2()?CRR211的作用是。
其中电容C2，C1=10uF，C2=0.01uF故选定元件参数，R1=63K，R2=40K 抗干扰用的，以提高电路的稳定性。
3.3 递减计数器与时间显示 1）分、秒计数器的设计（一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的，不同的只是它们的输入脉冲和进来实现分计数和秒计数功能，我们要的只是减计数，所制不同而已，我们用四片74LS192端C端接到秒脉冲上；十分秒位上的输入端B、以我们把它的UP端接到高电平上去,DN联在TCDPL端和借位端，秒十位的接到高电平上，即从输入端置入0110（十进制的6）端输入的时候DN联在一起。
当秒脉冲从秒位的一起，再把秒位的TCD端和十秒位的DN会发出一个低电平到秒十位的输；这时，它的借位端TCD 开始从1929减到0秒计数的；当高低位全为零的时候，秒十位的，一直到变为06变到5DN入端，秒十位的计数从等于零，秒十位完成并行置数，下一PL发出一个低电平信号，DN为零时，置数端TCD 脉冲来到时，计数器进入下一个循环减计数工作中。
个DN对于分计数来说，道理也是一样的；只是要求，当秒计数完成了，分可以自动减少，端作为分计数的输入信号来实现秒从分计DNTCD端接到分计数的需要把秒十位的借位端要处于低电平，置数端不置数时数上的借位。
当然，这些计数器工作，其中的清零端MR的分钟的计时器。
把四个192要处于高电平。
这是一个独立工作的最高可以显示101都接到外部的显示电路上就可以看到时间的显示了。
作为洗衣机控制器的QA/QB/QC/QD一个模块，它还得有一定的接口来和其他的模块连接在一起协调工作，分计数的清零端又是接在一起的，所以当要从外部把它们强制清零时，PLMR是接在一起的；秒的清零端）或者两个或门就可以实现该功能。
还有我们可以利用分计数的NPN可以用一个三极管（端来进行外部置数，当把它们各接到一个低触发（平时保持高电平，外部给一个力就UP 9的数字输入。
－就可以实现从输入一个低电平）的脉冲上0- 7 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书(2)分、秒计数器的电路图其电路图如下所示：图4.3.1 时间显示电路- 8 -武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书3.4 洗涤时间设置电路我们可以利用分计数的UP端来进行外部置数，当把它们各接到一个低触发（平时保持高电平，外部给一个力就输入一个低电平）的脉冲上就可以实现从0－9的数字输入。