【正文】 設(shè)計規(guī)則檢查， 3D 可視化預(yù)覽。 Proteus 可提供的調(diào)試手段 Proteus 提供了比較豐富 的測試信號用于電路的測試。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 圖中的 4 號引腳分別為 CD4069 的 4 號管腳 。 (3)系統(tǒng)功能采用先進(jìn)的模塊化設(shè)計，配置靈活，具有良好的擴(kuò)展性，容易擴(kuò)充和增加新功能。在今后的學(xué)習(xí)生活中我將更加勤奮努力，不辜負(fù)老師和同學(xué)們的一片期望和關(guān)心 。在實驗過程中我遇到的很多問題，都得到了 歐陽 老師的 認(rèn)真指導(dǎo) ，他對我的提問不厭其煩的解答，耐心講解。把 LED 發(fā)光二極管按一定的發(fā)光順序排列成沙漏的三角形狀便可以組成形像的電子沙漏。 15 圖 42 點亮模塊的仿真效果 2 D5 成功實現(xiàn)點亮。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用。 實時仿真：支持 UART/USART/EUSARTs 仿真、中斷仿真、 SPI/I2C 仿真、 MSSP 仿真、PSP 仿真、 RTC 仿真、 ADC 仿真、 CCP/ECCP 仿真。 可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的 BMP 圖紙，可以方便地供 WORD、 POWERPOINT 等多種文檔使用。實踐證明，在使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進(jìn)行實際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計效率。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實驗 教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運行結(jié)果等。 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流單片機(jī)。 這時，落下的金屬球使 S1 接通， + 電源經(jīng) VD18 提供給電路工 作?！?。兩組發(fā)光二極管。利用重力作用使金屬球分別與上下兩個金屬觸點接觸，起到開關(guān)的作用。 其中PNP 和 NPN 型三極管分別為 9012 和 9013， R1~R15 和 R1`~R15`為 100Ω. 晶體管 VT1～ VT15 構(gòu)成 15 個 NPN 型射極跟隨器，分別控制發(fā)光二極管 VD1～ VD15。 所有寄存器位均為 D型主從觸發(fā)器。兩個 CD4015 可以組成一個 15 位移位寄存器 電子沙漏會像真正的沙漏一樣，上部的沙粒 (點亮 的發(fā)光二極管 )一粒一粒往下掉，下部的沙粒一粒一粒堆起來。很多高科技產(chǎn)品就特別受孩子和年輕人歡迎，因為它們適應(yīng)他們的生活方式、需求，并且教他們怎樣與日益增長的電子世界接軌。能夠擁有 電子玩具 系統(tǒng)的家庭按 5/100 計算，年銷量為 2942 萬 件 ，年銷額為 億。s toys traditional hourglass and electronic simulation, and takes the cost of products and the different characteristic of people39。除了文中特別加以注釋和致謝的地方外，論文（設(shè)計）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果。采用 模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)相結(jié)合的 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 來進(jìn)行信號 模擬 ，并向 CD4015 芯片 控制器提供 時鐘脈沖 信號。因此，人們越來越 迫 切要求采用有效的措施，以滿足日益增長的 求新。 現(xiàn)在玩具要有特色 ， 不僅包括動漫玩具，禮品，飾品 ， 還有個性的 創(chuàng)意制作。每個功能模塊都是獨立的 模塊 ，擁有自己的 調(diào)節(jié)電路 。 CD4015 主要 功能介紹 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 3 CD4015 芯片的 管腳說明 圖 21 CD4015 的 管腳結(jié)構(gòu) CD4015 結(jié)構(gòu)和工作原理 ： 集成電路 CD4015,屬于 CMOS 電路，是雙 4 位串入 并出移位寄存器，它的每組都有一個時鐘、清除和串入端；加在 DS 端上的數(shù)據(jù)在時鐘脈沖上升沿的作用下向右移位。 CD4069 簡要說明： CD4069 是一個六非門電路 ,就是在一個集成電路中有六個非門 ,非門的功能是（反相） 4 即輸入 0 則輸出 1,輸入 1 則 輸出 0 . 圖 22 CD4069 的各管腳詳解 圖 23 時鐘控制電路 此為時鐘控制電路 ： 兩個 阻值分別為 1M 和 100K 的電阻 與 1/3 個 CD4069 芯片 以及 的電感組成的時鐘振蕩器。 重力控制模塊 由于電源開關(guān) S S2 同時要控制移位寄存器輸入數(shù)據(jù) D 的狀態(tài)，而 D 的狀態(tài)又應(yīng)與電子沙漏的擺放位置相關(guān)，因此 S S2 設(shè)計成重力開關(guān)，結(jié)構(gòu)如 圖 25 所示。 8 3 電路整體分析 電路整體分析 圖 31 系統(tǒng)總電路 電路結(jié)構(gòu) ： 電子沙漏是 個級聯(lián)運用移位寄存器的典型實例，電路 如圖 31 所示，它包括五個 部分： (1)集成 電路 IC IC2 組成的 15 位移 a 位寄存器； (2)開關(guān) S S2，二極管 VD1 VD1 VD18,電阻 R16 等組成的輸入數(shù)據(jù)控制電路； (3)晶體管 VT1～ VT15 和 VT1`～ VT15` 組成的輸出狀態(tài)控制電路； (4)發(fā)光二極管 VD1～ VD15 和 VD1`～ VD15` 組成的顯示電路； (5)電容、電感與 1/3CD4069 組成的時鐘 電路 。每一塊CD4015 內(nèi)部含有兩組獨立的 4 位串入 并出移位寄存器，其串行數(shù)據(jù)輸入端 D 上的數(shù)據(jù)，在時鐘脈沖 CP 上升沿的作用下向右移位。以第一寄存單元為例：當(dāng) Q=1 時， NPN 晶體管 VT1 導(dǎo)通，發(fā)光二極管VD1 亮；同時 PNP 晶體管 VT`截止，發(fā)光二極管 VD1`熄滅。 11 4 仿真 過程 軟件 及 其功能 簡介 功能特點 Proteus 軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。 PROTEUS 不僅可將許多單片機(jī)實例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實例運行過程形象化?？墒乖O(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降 12 低工程制造的風(fēng)險。 智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件 。 高級圖形仿真功能（ ASF） :基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項指標(biāo)，包括工作點、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析。 多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括 Gerber 文件的導(dǎo)入或?qū)С?，便利與其它 PCB 設(shè)計工具的互轉(zhuǎn)（如 protel）和 PCB 板的設(shè)計和加工。這些 14 測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。 點亮 電路 仿真過程 根據(jù)設(shè)計的電路圖作出仿真電路并按模塊驗證 。 此時鐘電路利用的是電容的充電放電的周期性，因此精確度可靠，控 性較強(qiáng)通過調(diào)節(jié)R2 與 C1 的大小可以調(diào)控周期 ，其中 取 T≈2RC. 控制電路 仿真 過程 圖 45 主電路控制仿真圖 （ 未輸入時鐘 信號 ） 圖 46 主電路控制仿真圖（ T=2S） 兩個時刻 CD4015 的 管腳 11 和 13 分別 輸出 高電平 。 6 后續(xù)研究 電子 沙漏 系統(tǒng)是一項 簡單 的系統(tǒng)工程，涉及到通信、計算機(jī)、等諸多領(lǐng)域，整個系統(tǒng)的功能以及具體實現(xiàn)上還需要進(jìn)一步的完善和加強(qiáng)： (1)在各個功能模塊的設(shè)計中，還需要根據(jù)不同的設(shè)計要求選取合適的配件； (2)需要擴(kuò)展系統(tǒng)的功能模塊，豐富系統(tǒng)的功能，給用戶更多的選擇，比如：可以 加入顯示模塊，可以通過手機(jī)上的 模塊制作成手機(jī)游戲等 ，可以加入 音樂 模塊進(jìn)行 同步 控制，可以加入 計時 模塊，等等 。 。我能順利完成論文，與歐陽 老師給予我的指導(dǎo)和關(guān)心是分不開的。 17 系統(tǒng)總 電路模擬過程 圖 47 總電路模擬效果 1 圖 48 總電路模擬效果 1 18 圖 49 總電路模擬效果 3 圖 410 總電路模擬效果 4 圖 47～ 圖 410 是按沙漏正向放置及倒 置之后形成的點亮換位效果。 NPN 與 PNP 實現(xiàn)了調(diào)節(jié)開關(guān)的作用 。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的