具有大小月份自動調(diào)節(jié)功能的數(shù)字日歷課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)</p><p>　　題 目：具有大小月份自動調(diào)節(jié)功能的數(shù)字日歷</p><p>　　專業(yè)班級： 班</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué)號：</p><p><b>　　

2、指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　審 批：</b></p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期2011年6月24日星期一</p><p>　　設(shè)計完成日期 2011年7月8日星期五</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

3、　　第1章 設(shè)計總體思路1</p><p>　　1.1 設(shè)計要求及設(shè)計思路1</p><p>　　1.2 基本原理1</p><p>　　1.2.1 計數(shù)顯示電路1</p><p>　　1.2.2 控制調(diào)節(jié)電路1</p><p>　　1.3 總體設(shè)計簡圖及電路總圖2</p><p&

4、gt;　　第2章 單元電路設(shè)計3</p><p>　　2.1 大小月顯示電路的設(shè)計3</p><p>　　2.2 12進(jìn)制月電路7</p><p>　　2.3 7進(jìn)制星期電路8</p><p>　　2.4 大小月邏輯運算電路10</p><p>　　2.5 總電路圖11</p>&

5、lt;p>　　第3章 安裝、調(diào)試步驟與故障診斷12</p><p>　　第4章 故障分析與電路改進(jìn)13</p><p>　　第5章 總結(jié)與體會14</p><p>　　附錄 元件清單15</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p>　　第1章 設(shè)計總

6、體思路</p><p>　　1.1設(shè)計要求及設(shè)計思路</p><p>　　該課題要求設(shè)計制作一個具有大小月份自動調(diào)節(jié)功能的數(shù)字日歷。由于每一月的天數(shù)不盡相同，日計數(shù)器要實現(xiàn)當(dāng)前月對應(yīng)的天數(shù)進(jìn)制。例如，2月時日期滿28天就應(yīng)向月計數(shù)器進(jìn)位，此時日計數(shù)器應(yīng)為28進(jìn)制。所以可以用兩片74LS160分別做日計數(shù)器的高低為，用一片74LS161實現(xiàn)12進(jìn)制的月計數(shù)器。用數(shù)據(jù)選擇器74LS153選擇相

7、對于的日進(jìn)制，實現(xiàn)大小月功能。另外用一片74LS160實現(xiàn)7進(jìn)制的星期計數(shù)。</p><p><b>　　1.2 基本原理</b></p><p>　　1.2.1 計數(shù)顯示電路</p><p>　　“日期計數(shù)器” 采用兩片十進(jìn)制計數(shù)器74LS160同步預(yù)置數(shù)（高位片置入0000，低位片置入 0001）構(gòu)成，控制置數(shù)端使其每次從1開始計數(shù)（對應(yīng)每

8、月第一天是1號），計數(shù)脈沖由實驗儀上標(biāo)準(zhǔn)方波信號源提供，并通過試驗儀上的譯碼顯示器顯示出來；“月計數(shù)器”采用一片74LS161計數(shù)器通過預(yù)置數(shù)做成十二進(jìn)制計數(shù)器，從而進(jìn)行1--12月份的累計計數(shù)，并通過試驗儀上的譯碼顯示器顯示出來。</p><p>　　1.2.2 控制調(diào)節(jié)電路</p><p>　　當(dāng)邏輯電路從日計數(shù)器的輸出端譯出28、30、31三個信號送入數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端，控制邏輯電

9、路從月份計數(shù)器輸出端用74ls138譯碼分出1-12月送入數(shù)據(jù)選擇器地址輸入端，數(shù)據(jù)選擇器153根據(jù)月計數(shù)器輸出的月份選擇譯碼電路譯出的相應(yīng)一路信號去控制日期計數(shù)器的置數(shù)端及月份計數(shù)器的時鐘，從而實現(xiàn)大小月份自動調(diào)節(jié)功能，即日期的計數(shù)實現(xiàn)大月31天，小月30天，二月28天?？刂齐娐窂脑掠嫈?shù)器的輸出中用74LS154譯出二月、小月和大月三組信號，通過組合邏輯電路將要顯示的月份所對應(yīng)的數(shù)據(jù)送入74ls153數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)端。令數(shù)據(jù)選擇器的

10、地址端輸入為1X0=28，1X1=30，1X2=31, A=當(dāng)B和A為00時選通28天，當(dāng)BA為01時選通30天，當(dāng)BA為10時選通31天，如此可自動調(diào)節(jié)天數(shù)。</p><p>　　1.3 總體設(shè)計簡圖及電路總圖</p><p><b>　　圖1.3 設(shè)計簡圖</b></p><p>　　第2章 單元電路設(shè)計</p><p

11、>　　2.1 大小月顯示電路的設(shè)計</p><p>　　每年有12個月份，每個月的天數(shù)有大小月之分。分別是：1月31天﹑2月28天﹑3月31天﹑4月30天﹑5月31天﹑6月30天﹑7月31天﹑8月31天﹑9月30天﹑10月31天﹑11月30天﹑12月31天。將12個月份所對應(yīng)的天數(shù)信息編譯成相對應(yīng)的選擇信號送入74LS153用‘00’選中28進(jìn)制日、用‘01’選中30進(jìn)制日﹑用‘10’選中31進(jìn)制日。電路圖

12、如圖2.1.1所示：</p><p>　　圖2.1.1 大小月顯示電路</p><p>　　2.1.1 28進(jìn)制日電路</p><p>　　“28進(jìn)制計數(shù)器”采用兩片十進(jìn)制計數(shù)器160同步預(yù)置數(shù)構(gòu)成，控制置數(shù)端使其每次從1開始計數(shù)（對應(yīng)每月第1天）。圖中LOAD′為同步置數(shù)控制端，MR′為異步置0控制端，ENT和ENP為計數(shù)控制端；D0-D3為并行數(shù)據(jù)輸入端,Q0—

13、Q3為輸出端，RCO為進(jìn)位輸出端。當(dāng)計入28個脈沖且數(shù)據(jù)選擇器74LS153的BA=00時，經(jīng)擔(dān)任譯碼器的74LS00譯碼產(chǎn)生低電平信號立刻被74ls153選正輸出低電平將兩片74ls160置成0000，0001，于是便得到了二十八進(jìn)制。</p><p>　　由于74ls160為10進(jìn)制同步計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)到（1001）9時，會在RCO端產(chǎn)生一個1的脈沖（RCO平時為0）。作為高位片的EP和ET輸入 ，當(dāng)下一個CP

14、信號來時高位片為計數(shù)工作狀態(tài)，計入1，而低位片計成0（0000），它的C端回到低電平。而低位片的EP和ET恒為1，始終處于計數(shù)工作狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)MR′=1,LOAD′=0時，在時鐘脈沖CP上升沿到來時，并行輸入的數(shù)據(jù)D0—D3被置入計數(shù)器相應(yīng)的觸發(fā)器中，Q0Q1Q2Q3=ABCD。</p><p>　　當(dāng)LOAD′=CLR′=ENP=ENT=1,CP端輸入計數(shù)脈沖時,計數(shù)按

15、照8421BCD碼的規(guī)律進(jìn)行十進(jìn)制加法計數(shù)。當(dāng)LOAD′=CLR′=1,且ENT和ENP中有0時，則計數(shù)器保持原來的狀態(tài)不變。在計數(shù)器執(zhí)行保持功能時，如ENP=0、ENT=1時，則RCO=ENTQ3Q0=Q3Q0;如ENT=0、ENP=1時，則RCO=ENT·Q3Q0=0。下圖所示為由兩片74LS160級聯(lián)組成的28進(jìn)制同步加法計數(shù)器及其譯碼顯示電路。圖中AB實際由譯碼器及組合邏輯電路將11數(shù)據(jù)輸入。</p>&

16、lt;p>　　圖2.1.2 二十八天電路</p><p>　　2.1.2 30進(jìn)制日電路</p><p>　　原理如28進(jìn)制日計數(shù)器，具體線路圖如下所示。此時下面74LS160LOAD＇接74ls153的輸出端，153的輸出端經(jīng)過反相器后再輸入74ls161的ENP和ENT端從而實現(xiàn)月的進(jìn)位，與非門的輸入端接Q1Q0輸出端接74ls153的1X1端。圖中AB實際由譯碼器及組合邏輯電路

17、將01數(shù)據(jù)輸入。</p><p>　　圖2.1.3 三十天電路</p><p>　　2.1.3 31進(jìn)制日電路</p><p>　　原理如28進(jìn)制日計數(shù)器，具體線路圖如下所示。此時下面的74LS160的LOAD＇接74LS153的輸出端，153的輸出端經(jīng)過反相器后再輸入74ls161的ENP和ENT端從而實現(xiàn)月的進(jìn)位，與非門的輸入端接一片的Q1Q0和二片的Q0輸出端

18、接74ls153的1X0端。圖中AB實際由譯碼器及組合邏輯電路將10數(shù)據(jù)輸入。</p><p>　　圖2.1.4 三十一天電路</p><p>　　2.2 12進(jìn)制月電路</p><p>　　它是用一塊74ls161芯片和一個二輸入與非門芯片實現(xiàn)的。通過對74ls161的置數(shù)端 LOAD＇的預(yù)置數(shù)，此時LOAD＇接與二輸入非門的輸出端，與非門的輸入端接Q2和Q3，D

19、0端置1，D1、D2、D3端置0，表示計數(shù)器從1開始計數(shù)，當(dāng)?shù)?1個輸入脈沖信號（11月份）來時經(jīng)與非門產(chǎn)生低電平信號，待第12個脈沖信號（12月份）來時計數(shù)器將置1，表示1月份，周而復(fù)始。</p><p>　　此反饋調(diào)節(jié)將十六進(jìn)制計數(shù)器74161做成十二進(jìn)制月計數(shù)器，原理圖如下所示：</p><p>　　圖2.2 十二月循環(huán)電路</p><p>　　在實際電路中

20、，74ls161的ENP和ENT引腳與數(shù)據(jù)選擇器的輸出端Y1經(jīng)反向后與之相連接，即由日計滿后進(jìn)位來控制月的進(jìn)位。此時由于進(jìn)位控制的原因，在實際總電路圖中應(yīng)當(dāng)用一片3輸入的與非門來控制，與非門的第三個引腳接31天的輸出經(jīng)反向后的輸出端，這樣才會避免出現(xiàn)13月。</p><p>　　2.3 7進(jìn)制星期電路</p><p>　　本課題要求對星期的計數(shù)顯示從1到6再到日（日用8代替）?？梢杂?4L

21、S160設(shè)計成7進(jìn)制，將初值設(shè)為0001，用0111反饋置數(shù)，且應(yīng)把計數(shù)值0001﹑0010﹑0011﹑0100﹑0101﹑0110﹑0111重新編碼為相對應(yīng)的0001﹑0010﹑0011﹑0100﹑0101﹑0110﹑1000。這樣就能實現(xiàn)顯示器按1,2,3,4,5,6,8，1,2的循環(huán)次序來顯示。本設(shè)計采用一個4線16線譯碼器（可用兩片74LS138擴(kuò)展而成）74154進(jìn)行編碼。如圖2.3所示: </p><p&

22、gt;　　圖2.3 7進(jìn)制星期電路</p><p>　　2.4 大小月邏輯運算電路</p><p>　　取當(dāng)前月進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的大小月狀態(tài)，即取月計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值Q3Q2Q1Q0進(jìn)行邏輯運算得到對應(yīng)的74LS153的數(shù)據(jù)選擇信號BA。BA為選擇輸入端，1X0—1X3為數(shù)據(jù)端, 1Y為數(shù)據(jù)輸出端，1E′為底電平有效的選通輸入端。它的原理是通過給定不同的地址代碼（即X1X0的狀態(tài)），即

23、可從4個輸入數(shù)據(jù)中選出所要的一個，并送至輸出端Y。當(dāng)BA分別為00、01、10時，數(shù)據(jù)選擇器分別選擇X0、X1、X2、X3，它們分別代表31、30、29、（日數(shù)），并輸出對應(yīng)Y值，從而對日計數(shù)器進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。組合邏輯即是將1—12月份各月所包含的天數(shù)對應(yīng)至地址輸入端A1、A0中。電路中用多個與非門譯碼，分別譯出12個月份，在譯碼器的輸出端將大小月份區(qū)分開分別用組合邏輯電路實現(xiàn)00、01、10四個數(shù)據(jù)的輸出。電路如圖2.4所示: <

24、/p><p>　　圖2.4 大小月邏輯運算電路</p><p><b>　　2.5 總電路圖</b></p><p>　　圖2.5 總設(shè)計電路</p><p>　　第3章 安裝、調(diào)試步驟與故障診斷</p><p>　　調(diào)試前檢查導(dǎo)線，選用連接良好的導(dǎo)線用于調(diào)試時使用;用芯片檢測儀檢查芯片引腳有無短路

25、，芯片有無損壞，連接處有無接觸不良。然后按照電路圖進(jìn)行連接。電路分四個單元塊接，分別一步一步實現(xiàn)。</p><p>　　首先，先連接日計數(shù)器部分，并使其與顯示器相連。此時已通好電源。在做28、30、31進(jìn)制時，分別用與非門連到LOAD’端，反饋置數(shù)，并觀察顯示器，當(dāng)顯示器能夠顯示正確的數(shù)字達(dá)到相應(yīng)功能時，再繼續(xù)下一步，如果不能正確顯示，就要檢查線路是否連正確，電路的引腳有無錯接和漏接，互碰等情況。</p&g

26、t;<p>　　其次，連接月計數(shù)器，并使其與顯示器相連。連好后觀察是否能顯示數(shù)字。如果不能正確顯示，就要檢查線路是否連正確。緊接著，斷開電源，連接數(shù)據(jù)選擇器和邏輯電路圖，全部連好后，再接通電源，觀察顯示器上的數(shù)字。</p><p>　　按照這樣的步驟，在每接一根線的時候就要思考一下確定無誤后才接下一根線，每接完一個模塊就檢查一下，就這樣我在接線的過程中一點點把故障原因找出來，最后我只用了一次就把電路

27、圖接成功。</p><p>　　第4章 故障分析與電路改進(jìn)</p><p>　　故障產(chǎn)生的原因很多，情況也很復(fù)雜，本實驗產(chǎn)生故障的原因主要有以下幾種：（1）定型芯片使用一段時間后出現(xiàn)故障，元器件損壞，連接線路是發(fā)生短路或斷路（接插件接觸不良）；（2）新設(shè)計安裝的電路來說，故障原因可能是，實際電路、與設(shè)計的原理圖不符；元器件使用不當(dāng)或損壞；連線發(fā)生短路或斷路現(xiàn)象等；（3）儀器使用不正確引起

28、的故障；（4）芯片布局不合理，引腳走線不合理。</p><p>　　常用的故障排除方法：（1）直接觀察法：直接觀察法包括不通電檢查和通電檢查。檢查儀器的選用和使用是否正確；集成電路的引腳有無錯接和漏接，互碰等情況；布線是否合理，電阻和電容有無燒焦和炸裂等。仔細(xì)觀察元，器件有無發(fā)燙、冒煙，電子管是否亮。（2）對比法：懷疑某一電路存在問題時，可將此電路與工作狀態(tài)相同的正常電路的參數(shù)進(jìn)行一一對比，從中找到電路的不正常情

29、況，進(jìn)而分析故障原因，判斷故障點。（3）短路法：用萬用表測量拐角對地?zé)o電壓。（4）斷路法：把穩(wěn)定的電壓接入一帶故障的電路，使輸出電流過大，我們采取依次斷開電路的某一支路的辦法來檢查故障。</p><p>　?。?）分部檢測法：電路分四個單元塊，分別斷開各個單元連接點，輸入合適的數(shù)據(jù)看是否有相應(yīng)的顯示結(jié)果。</p><p>　　第5章 總結(jié)與體會</p><p>　

30、　這次為期兩個星期的數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計終于結(jié)束了,在這兩個星期我學(xué)會了很多東西,以前在課本上學(xué)的理論知識比較抽象,通過做這個課程設(shè)計,讓我對這些知識有了更深的理解.而且通過對這些知識的應(yīng)用,讓我們學(xué)會了很多書本上沒有的東西。</p><p>　　我們以前也做過這樣的訓(xùn)練，對我們的能力有很大的提高，像電工實習(xí)。但這次是第一次完全由自己設(shè)計電路然后接成實物，遇到的困難可想而知，但最終還是很好的完成了任務(wù)，而且使我受

31、益匪淺。我們要做的不僅僅是吸收，了解只是。更重要的是能夠熟練的運用學(xué)到的知識，做出實實在在的東西運用到日常生活和工作當(dāng)中去，創(chuàng)造去更多的價值。</p><p>　　此次仿真我們用的是Proteus仿真軟件電路圖的設(shè)計，特別是各模塊的設(shè)計，要考慮很多東西，書本上理論上的東西與在實際運用中還是有一定的出入的。電路圖出來后，我就開始運用Proteus軟件連線仿真。把基本芯片合理布局下，認(rèn)真考慮了合理、美觀、高效和易懂性

32、幾個方面后，根據(jù)實際情況繪制了安裝接線圖。然后照圖連線，連線過程真的能鍛煉一個人的耐力，在那針孔大的線孔上連接，只要沒注意好就會出現(xiàn)短路或斷路。</p><p>　　感謝學(xué)校為我們提供了這么好的機(jī)會，為我們之后參加相關(guān)工作奠定了一個好的基礎(chǔ)，拓展了我們的思維開闊了我們的視野。還要感謝xx老師的悉心教導(dǎo)，zz老師的嚴(yán)格要求也讓我感覺到自己會的東西太少了，而且非常組心。以后要努力學(xué)習(xí)，嚴(yán)格要求自己。最后再一次感謝xx

33、老師給予的幫助和指導(dǎo)。</p><p><b>　　附錄 元件清單</b></p><p>　　十進(jìn)制同步計數(shù)器74160 兩片</p><p>　　十六進(jìn)同步制計數(shù)器74161 一片</p><p>　　雙四選

34、一數(shù)據(jù)選擇器74153 一片</p><p>　　四2輸入與非門7400 一片</p><p>　　三3輸入正與非門 74LS10 兩片</p><p>　　四2輸入正與門74LS08

35、 兩片</p><p>　　四2輸入正或門74LS32 一片</p><p>　　譯碼器74LS138 四片</p><p>　　六反相器74LS04

36、 兩片</p><p>　　八段共陰顯示器 四個</p><p>　　試驗箱 一個</p><p>　　電路板

37、 一塊</p><p>　　導(dǎo)線 若干</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《電子技術(shù)與EDA技術(shù)課程設(shè)計》郭照南主編</p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華 主編<