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1、 吉林工程技术师范学院课程设计论文 1 第一章 绪论 1.1 数字日历课题背景 数字日历的设计是较为创新的课程设计，在日常生活中，我们到处可见数 字日历，然而这个设计不仅仅贴近我们俄生活，还具有实用价值，还和我们 本学期学习的数字电子技术基础这门课程有着较为密切的联系，我们既 可以深入掌握书本上的知识，又可以锻炼动手实际操作的能力。 数字日历的设计方法有许多种，但作为本次课程设计通常用中规模集成电 路设计组成数字钟，其中带显示的计数器是一个重要模块，集成计数器芯片 多为十进制计数器和四位二进制计数器，每一种计数器的功能和使用方法都 不尽相同。 本次课程设计要掌握数字钟的设计原理，熟悉集成电路的
2、引脚安排，及掌 握各芯片的逻辑功能及使用方法。还要了解数字钟的组成和工作原理，掌握 组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法， 进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 提高电路布局布线及检查和排除故障的能力。 1.2 数字日历设计目的通过自己设计数字日历，对所学的数字电子技术基础理论进行实践应用， 从而掌握数字日历的基本工作原理，以及其主要的元器件的应用和工作原理， 参数的计算等内容，了解 74LS160、74LS161、74LS48、74LS00、74LS04、74LS08、74LS27、74LS54、7 4LS86、555 定时器的工
3、作原理以及其主要性能。 1.3数字日历设计内容根据老师所给的关于课程设计内容，电路图等，第一步，由小组成员对设 计所需要的各种元器件进行检查核对，核对无误后开测量元器件的主要参数， 第二步，由小组成员设计电路图，经老师检查无误后由小组成员开始进行安 插，安插结束后看其是否能够正常工作，若不能正常工作应及时找到原因并 解决问题。第三步，开始设计。 吉林工程技术师范学院课程设计论文 2 第二章 系统方案论证 2.1 数字日历设计目的及内容 利用理论知识指导实践进行 数字日历的部分设计。熟悉所用数字芯片的 管教功能电路的插件布线。完成电路的安装调试，解决电路调试中的问题。 对本课程设计的心得体会进行
4、总结撰写论文。 利用所学的数字电子技术基础，理论知识，指导实践设计一个数字年历， 用数码管，发光二极管，分别显示日期和月分， 555 芯片组成多谐振荡 器，由十进制计数器 74LS160 与二进制计数器 74LS161 分别对日期和月 份进行计数，由门电路实现每月份的不同日期，由译码器 48 为 LED 译 码。内容:由 555组成的振荡器模拟天数，分别对 160 和 161 进行控制实 现日期和月份的计数由数码管显示日期由发光二极管显示。 2.2 方案设计 数字日历所采用的是十六进制计数器74LS161 和十进制计数器74LS160， 根据月和日个部分的的不同功能，设计成不同进制。月份需要一
5、片 74LS160 实现。日期需要 2 片 74LS161 实现。 本次课程设计要求显示功能 能够十进制显示月和日，这就得要求我们数字日历的月计数器为十二进制， 日计数器是31 进制。在选择计数器芯片时须先通过功能表了解计数器的计数 方式、清零方式、极联方式等各种功能，然后再确定方案。采用集成电路 555 定时器与RC 组成的多谐振荡器.月日信号发生器是数字日历的核心部分, 它的精度和稳度决定了数字日历的质量，用555 构成的电路元件容易得，电 路简单且易于实现。吉林工程技术师范学院课程设计论文 3 2.3设计目的及要求 通过自己设计数字日历，对所学的数字电子技术基础理论进行实践应用， 从而掌
6、握数字日历的基本工作原理，以及其主要的元器件的应用和工作原理， 参数的计算等内容，了解 74LS160、74LS161、74LS48、74LS00、74LS04、74LS08、74LS27、74LS54、7 4LS86、555 定时器的工作原理以及其主要性能。 2.4 系统简介 日期部分采用两片74LS160，首先接成百进制计数器，然后采用置位法分 别接成31 进制、30 进制、28 进制。 31 进制：将十位Q0 和Q1、个位Q0 接入与门，产生31 天置数信号（高电 平） 。 30 进制：将十位Q0 和Q1 接入与门，产生30 天信号（高电平） 。将其与小 月信号（高电平）接入与门，以此来
7、产生30 天的置数信号和进位信号。 28 进制：将十位Q1Q3 接入与门，产生28 天信号（高电平）将其与平年信 号（高电平） 、二月信号（高电平）一同接入与门，产生28 天的置数信号和 进位信号。如下表2-1 所示。 二进制月份 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 月份 大小月 0 0 0 1 1 大 0 0 1 0 2 平 0 0 1 1 3 大 0 1 0 0 4 小 0 1 0 1 5 大 0 1 1 0 6 小 0 1 1 1 7 大 1 0 0 0 8 大 吉林工程技术师范学院课程设计论文 4 1 0 0 1 9 小 0 0 0 0 10 大 0 0 0 1 11 大 0 0 1 0
8、12 小 表2-1 吉林工程技术师范学院课程设计论文 5 第三章 数字日历的原理图设计 3.1 元器件及参数选择 1. 74LS0074LS00 为四 2 输入与非门，它的管脚图如图 3-1 所示。 图 3-1 74LS00管脚图 2. 74LS0474LS04 是6非门(反相器)他的工作电压5V，他的内部含有6个coms反相 器，74LS04的作用就是反相把1变成0，平时在使用中请注意不要芯片的管 脚顺序搞错了。 吉林工程技术师范学院课程设计论文 6 图 3-2 74LS04管脚图 3. 74LS08 74LS08 是2输入四正与门集成电路芯片,常用在各种功能的数字电路系统 中。它的引脚图如
9、图3-3所示。 图 3-3 74LS08引脚图 吉林工程技术师范学院课程设计论文 7 74LS08功能表如表3-4所示。 表 3-4 74LS08 功能表 4. 74LS2774LS27 为三组三输入端或非门，它的管脚图如图3-5所示。 图 3-5 74LS27管脚图 74LS27功能表如表3-6所示。 表3-6 74LS27功能表 吉林工程技术师范学院课程设计论文 8 5. 74LS8674ls86 是常用的 TTL 2输入端四异或门 在数字电路中常用，对应的 CMOS器件是74hc86特点是电源功耗很低。它的管脚图如图3-9所示。 图3-9 74LS86管脚图 74LS86功能表如图3-1
10、0所示。 表3-10 74LS86 功能 吉林工程技术师范学院课程设计论文 9 6 74LS160 74LS160的引脚图如图3-11所示。 图3-11 74LS160引脚 74LS160是十进制计数器，直接清零，异步清零端MR非为低电平时，不 管时钟端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。160的预置是同步的，当 置入控制器PE非为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0-Q3数据端 P0-P3一致。 7.74LS16174LS161的引脚图如图3-12所示。 吉林工程技术师范学院课程设计论文 10 图3-12 74LS161引脚74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以
11、灵活的运 用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能。 74LS161功能表如3-13所示。 表3-13 74LS161功能表 输 入 输 出 C RCP L DEP ET D 3D 2D 1D 0Q 3 Q 2Q 1Q 00 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 Q 3 Q 2Q 1Q 01 1 0 Q 3 Q 2Q 1Q 01 1 1 1 状态码加 1 吉林工程技术师范学院课程设计论文 11 3.2 555 定时器 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。它的内部电 路方框图如图3-14所示。 图3-13555 定时器构成多
12、谐振荡器如图3-15所示，由555定时器和外接元件 R 1 、R 2 、C 构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两 个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R 1 、R 2 向C充电，以 及C通过R 2 向放电端 放电，使电路产生振荡。电容C在 和 之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如 图3-15所示。 吉林工程技术师范学院课程设计论文 12 图3-14 3.3 数字日历原理图 通过第二章的原理论述我们可以画出它的原理图如图 3-15所示。 图3-15 吉林工程技术师范学院课程设计论文 13 3.4 面包板：面包板是专为电子电路的无焊接实验设
13、计制造的。由于各种电子元器件可 根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件 可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。无焊面包板。 名称：面包板（也称万用线路板或集成电路实验板）由于板子上有很多小插 孔，很像面包中的小孔，因此得名。英文名称：Bread Board分类：单面包 板，组合面包板，无焊面包板。构造：整板使用热固性酚醛树脂制造，板底 有金属条，在板上对应位置打孔使得元件插入孔中时能够与金属条接触，从 而达到导电目的。一般将每5个孔板用一条金属条连接。板子中央一般有一 条凹槽，这是针对需要集成电路、芯片试验而设计的。板子两侧有两排竖着 的插孔，也是5个一组。这两组插孔是用于给板子上的元件提供电源。母板 使用带铜箔导电层的玻璃纤维板，作用是把无焊面包板固定，并且引出电源 接线柱。内部结构：面包板上下部分内部连线和中间部分不同。用途对集成 电路进行试验使用：不用焊接和手动接线，将元件插入孔中就可测试电路及 元件，使用方便。使用前应确定哪些元件的引脚应连在一起，再将要连接在 一起的引脚插入同一组的5个小孔中。面包板如图316所示。面包板图3-16
