数电课设电子日历

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1、电子课程设计电子日历湿度温度学院:电子信息工程学院专业、班级：学号：指导教师：任青莲 2014年12月一、设计任务与要求41.1、设计任务41.2、设计要求4二、系统设计42.1、总体框图42.2、系统方案的设计和选择52.2.1、方案一52.2.2、方案二52.2.3、应用方案的具体阐述6三、选择器件63. 1、元器件清单如表1 63.2、元器件简介73.2.1、74LS192 73.2.2、74LS160 83.2.3、逻辑门93.2.4、数码管11四、功能模块124.1、脉冲模块124.1.1、CP 端脉冲（1KHZ） 124.1.2、计秒脉冲124.2、复位电路154.3、日计数器和星

2、期计数器154.4、月计数器174.5、年计数器17五、总体电路图185.1、仿真图185.2、硬件电路图 19六、实验困难及解决措施216.1、逻辑门的延时问题216.2、实现手动校正功能。21七、心得与总结21电子日历设计任务与要求1.1、设计任务（1）能够显示一百年的年、月、日、星期。（2）例如“ 13、12、25 7”，星期天显示数字“7”。（3）具有手动校正年、月、日、星期的功能。（4）不考虑闰年。（5）可以手动复位。1.2、设计要求（1）熟悉集成电路的引脚安排。（2）掌握芯片的逻辑功能及使用方法。（3）了解电子日历的组成及工作原理。（4）熟悉电子日历的设计与制作。（5）熟悉mult

3、isim电子电路设计及仿真软件的应用。二、系统设计2. 1、总体框图由于年、月、日、星期均为循环计数，故采用计数器实现循环计数及进 位。星期采用一位数码管显示的7进制（1至7）；日计数器由两位数码管组 成的31进制（0至31）计数器；月计数器为两位数码管显示的12进制（1 至12）；年由两位数码管显示的100进制（0至99）计数器，如果发生错误 可通过校正电路手动校正。星期和日计数器采用共同脉冲，两者互不影响， 日计数器满31向前进位，自身自动置为01，同时月计数器加1，月计数器 满12向前进位，自身置为01，同时年计数器加1，年计数器满99自动清零。 所有电路均可以统一进行复位。总体框图如图

4、1所示。图1电子日历的总体框图2.2、系统方案的设计和选择2.2、1、方案一只采用74LS160芯片实现计数，优点是芯片单一，成本低，工作量小， 只需要了解一个芯片的功能表，缺点是，74LS160是异步清零，同步置数， 这时在日计数满31需要向月计数器进位并且自身恢复到01时造成时序的错 乱，当要求芯片计数到32再返回信号异步清零时，置数就会落后，数码管 由31变为02再变为01，若都是用清零端那开始计数时日便会从00开始， 而不是从01开始。2.2.2、方案二采用74LS160和74LS192共同实现循环计数。74LS192是异步清零，异 步置数，这样当日计数器芯片计数到32时，返回信号同时

5、实现清零和置数， 数码管变为01，同理，对于月计数器也是如此。对于其他功能方案二都能 轻松实现，且电路设计相对不太复杂。故选用方案二。2.2.3、应用方案的具体阐述星期、日的低位、月的低位采用74LS192循环计数，日的高位、月的高 位和年都采用74LS160循环计数，星期和日计数器同脉冲，彼此不受影响， 当星期满7后自动置数1。在日计数器中，当低位的74LS192满9时进位端BO输出和脉冲同段的低电位，经非门反向后送给高位的74LS160的脉冲端 CLK,高位进一，当日计数达到31时，低位置数为1，高位清零，数码管显 示01，同时传送脉冲给月计数器，同理当月计数满12时再传送脉冲给年计 数器

6、，不断循环。同时加入了 555定时器，给电路提供脉冲，而且也增加了 复位电路和手动校时电路，实现随时统一复位和单个模块的校时。图2应用方案系统框图三、选择器件3. 1、元器件清单如表1表1元器件清单1十进制计数器74LS1923片2十进制计数器74LS1604片3四2输入与门74LS083片4脉冲发生器5551片5三3输入与非门74LS101片6四2输入与非门74LS001片7六非门74LS041片8数码管7个3.2、元器件简介3.2.1、74LS19274LS192为可置数的同步十进制双时钟加减计数器，如图3-1所示它具 有上升沿有效的加计数时钟端UP和减计数时钟端DOWN；该计数器具有异步

7、 清零端，当清零信号CLR为高电平时，实现清零功能；该计数器还有异步置 数功能，当置数信号LOAD为低电平时，实现预置数；当计数器加计数，且 计数值为9时，进位端CO输出宽度等于加计数脉冲UP的低电平脉冲；当计 数器减计数，且计数值为0时，借位端BO输出宽度等于减计数脉冲DONW 的低电平脉冲。执行加数功能时，减计数端DOWN接高低电平，计数脉冲由 UP端输入；执行减数功能时，加数端UP接高电平，计数脉冲由减数端DOWN 输入。74LS192的管脚图如图3所示。74LS192N图3 74LS192的管脚图74LS192的功能表如表1所示。表2 74LS192功能表输入输出CRLITWvUPDO

8、WNDCBAQDQCQBQA1+*+000000*率abcdabcd01t1*+加计别i?功能011*+袱计数功能3.2.2、74LS16074LS160为同步可预置数的4位十进制加法计数器，具有异步清除端。 它具有数据输入端入、B、C、D，以及同步置数端LOAD，异步清除端CLR和 计数控制端ENT和ENP,为方便级联，设置进位输出端RCO。逻辑符号如图4所示。74LS160N图4 74LS160的逻辑符号逻辑图如图5所示。图5 74LS160的逻辑图逻辑功能表如表3所示。表3 74LS160的逻辑功能表_ CI.Ka.R1T.OAR 1F.NP咽T工作状念X0xx -Xt(MX预置数0X1

9、1X0保持(俱 C=01_ 1计数3.2.3、逻辑门(1)逻辑门的芯片管脚图图7 74LS04芯片管脚图1413坦也79 ED 1A131 Y?A2BYGN图674LS00芯片管脚图图874LS10芯片管脚图|_J Ld LJ Ld UJ Ld mVqc7 4LS08e nn ri Ri nn rn r图9 74LS08引脚图(2)逻辑门真值表表4 74LS00真值表ABY110011101001表5 74LS10真值表ABCYXX01X0X10XX11110图 6表表7AY011074LS08功能表ABY00001010011174LS04 真值3.2.4、数码管数码管按照其发光二极管的连接

10、方式不同，可分为共阳极和共阴极两种。共阴极是指数码管中所有发光二极管的阴极连在一起接低电平，而阳极 分别由a、b、c、d、e、三输入信号驱动，当某个输入为高电平时，相应的 发光二极管点亮；共阳极数码管则相反，它的所有发光二极管的阳极连在一 起接高电平，而阴极分别由a、b、c、d、e、三输入信号驱动，当某个输入 为低电平时，相应的发光二极管点亮。由于计数器输出的是8421BCD码，数码管不能直接显示成数字，为了让 数码管显示人们看懂的数字，就需要把计数器输出的8421BCD码转换成数码管显示的阿拉伯数字，这就需要译码器的翻译。本设计采用DCD_HEX七段发光二极管译码显示器。DCD_HEX为共阴

11、极LED数码管。显示器引脚从左到右依次为：4,3,2,1。该显示包含了译码功能，所以无需专门的译码器。符号如图6所示。图10数码管的逻辑符号信号发生M-XFG1图11信号发生器四、功能模块4. 1、脉冲模块4.1.1、CP 端脉冲（1KHZ）图12信号发生器波形4.1.2、计秒脉冲555定时器简介：555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较 器的输出电压控制RS触发电路和放电管的状态。在电源与地之间加上电压， 当5脚悬空时，则电压比较器A1的反向输入端的电压为2/3Vcc,A2的同相 输入端的电压为1/3Vcc，若触发输入端TR的电压小于1/3Vcc,则比较器A2 的输出为1,可使RS触

12、发置1。，使输出端OUT为1。如果阈值输入端TH 的电压大于2/3Vcc,同时TR电压大于1/3Vcc,则A1输出为1,A2输出为 0,可将RS触发器置0,可使输出为0电平。下图为555定时器部结构与 引脚图：图13部结构图图14引脚图设计说明:本设计是电子日历，理应每过24小时，日计数器和星期计数器增1,但是，考虑到那样时间太长，不能观察到月和年计数器能否正常工作，所以 我们在设计的时候是采用的555定时器设计的一个脉冲产生源，占空比约为50%，它产生的频率F约为2HZ。然后通过计数器就能控制数码管自增1的 时间间隔约为0.5S，这样就能让人清楚的看到数码管的变化 设计计算公式(对应右图15

13、)：高电平时间：t = 0.7( R + R)c低电平时间：t =0.7R Ct R占空比:眼rr= ER ph pl12设计最后图形如右图16所示：高电平时间t二250.0ms低电平时间 t二213.9mshlECK:L lOiiJ-公V o。-一1222图15 555定时器电路图图16 555脉冲发生器电路图占空比D=53.8% 频 率 F=2.158图17 555脉冲发生器仿真图相反保存通道_日O.OQO V刻度|10GE舌5 Add通道a通道H触发ma/Div剑度 | LQQ mV/Drv剑度 |- V/Div沿 七1。f芾 p-y位置 h水平|。rv| b/a| a/b 1AC | 口 | DCAC| 0 |DC - | 尸内 i无.峪园n通道