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1、钦州学院数字电子技术课程设计报告自动日历表的设计系 物理与材料科学学院工业自动化生班级2009级2班黎国华0905404216指导教师单位钦州学院指导教师姓名张大平指导教师职称ms2012年10月摘要：根据自动日历表的设计的指标和要求，设计出一个1Hz的脉冲作CP来实 现自动计数日月的自动日历表，其中用二片十进制计数器级联构成日计数器，再用两 片十进制计数器级联构成月计数器，且日计数器置数后为1,月计数器在1到12间 循环计数。关键词：自动日历表，电路，设计，调试设计目的：（1）进一步掌握数字数字电子技术课程所学的理论知识。（2）熟悉凡种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行
2、 电路设计。（3）了解并熟悉数字电子技术设计的基本思想和方法。设计技术指标与要求：（1）利用Multisim软件在计算机上完成电路的设计与模拟；（2）利用集成芯片、分立元件在实验室完成具体的电路，并能实现基本功能。目录前言11自动日历表11.1设计思想11.1.1设计方案11.1.2设计所需的元件11.2设计原理51.2.1 时钟脉冲产生电路部分61.2.2 主体控制电路部分61.2.3实现逻辑函数电路部分71.2.4控流电路部分71.2.5显示电路部分72电路仿真73电路连接测试74设计体会8参考文献9前言在我们生活中随处都可以看见的自动日历表，它给人们的生活带来很大的便利。 不懂原理的人往
3、往对可以自动计算年月日等计时器惊讶不己，在学习过数字电子技术 基础课程之后，就会发现能精确计算时间的计时器其实并没有想象中的那么诡异。在 学习了数字电子技术之后，我了解了一些基本集成芯片的功能，在张大平老师的指导 下，我们组开始着手于怎样把理论知识运用到实际中去，制作一个自动日历表，它可 以用于计算月和日。1自动日历表1.1设计思想1.1.1设计方案将555定时器构成单稳态触发器，然后利用555定时器和CC4020计数器产生脉 冲，通过选用不同的管脚可得到不同时间间隔的脉冲。将脉冲输入到CC40192中，执 行减计数，并将CPU接低电平。则每一个脉冲过后，Qo, Qi, Q将按111, 110
4、, 101, 100, Oil, 010, 001, 000顺序依次变化,并如此循环下去。再将CC40192的输出端 接到74LS153的地址输入端，Si接高电平，S2、S3接低电平，则可执行数据分配器的 功能，其中，Yo-Y?为译码输出端。利用74LS20的双四输入与非门功能可实现多种逻 辑函数，从而实现各种各样的功能。1.1.2设计所需的元件74LS20X4、74LS153XK CC4020X1. CC40106X1、CC40192X4、CC4030XK CC4511 X4、555X1、0. Olu电容、0. lu电容、100K电位器、电阻、数码管X4、按键开关 X2、数字电路实验箱。(1
5、) 74LS2074LS20是双四输入与非门，即在一块集成块内 T 了 了 lj if占 含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输J入端。其引脚排列如图1所示。)同rl_IGND图1 74LS20引脚排列图输入输出E：AiQ1XX0000D.001Di010D.0114表2 74LS153的功能表Vcc2S Ao 2D3 2D22D12D0 2YL I L 1 . 1 . 1Ho 15 14 13 12 11 10 J 74LS153IS Ai ID3 IDz IDi IDo 1Y GND与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电;只有当输入端全部为高电平时，输
6、出端才是低电平(即有“0得“1,全“1”得“0。)，其功能表如表1所 表1 74LS20功能表示。ABCDY111100XXX1X0XX1(3) 74LS15374LS153是常用的双4选1数据选择器/多路选择XX0X1器，共有 54/74S153、54/74L153 和 54/74LS153 HXXX01种线路结构型式。其引脚排列如图2所示。 其工作原理如下：通过输入不同的地址码Ai, Ao,可以控制输出Y选择4个输入数据DoD3中的一个 其功能表如表2所示。图2 74LS153引脚排列图(3) CC4019240192为可预置BCD可逆计数器，其内部主要由四位D型触发器组成，与一般计数器不
7、同之处在于加计数器和减计数器分别由两个时钟输入端o40192具有复位CR、置数控制/LD、并行数据D0D3、加计数时钟CPu、减计数时钟CPD等输入，当 CR为高电平时，计数器置零。当/LD为低电平时，进行预置数操作，D0D3上的 数 据置入计数器中，计数操作由两个时钟输入控制。当CPD = “1”时，在CPu上跳变 时计数器加1计数；当CPu=l”时，在CPD上跳变计数器减1计数。当计数上溢 出时，进位输出端输出一个低电平脉冲，其宽度为CUP低电平部分的低电平脉冲； 当计数下溢出时，错位输出端输出一个低电平脉冲，其宽度为C DOWN低电平部分的 低电平脉冲。除四个Q输出外，40192还有一个
8、进位输出/C0和一个借位输出/B0, /CO和/B0 一般为高电平，只有在加计数模式，当计数器达到最大状态时，/C0输 出一个宽度为半个时钟周期的负脉冲，在减计数模式，当计数器全为零时，/B0输出 一个宽度为半个时钟周期的负脉冲。其引脚排列图如图3所示。Vcc A CR Qcs 5cc Ld C D_ 1 _I 16 15 14 13 12 11 10 9J 74LS192B Qb Qa CE CP+ Qc Qd GND图3 CC40192引脚排列图(4) CC4010640106是由6个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密特 触发功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同
9、点开、关。上升电压(VT+ ) 和下降电压(VT-)之差定义为滞后电压。其引脚排列图如图4所示。14】3.2 W1 8234567图4 CC40106引脚排列图(5) CC45UCC4511是BCD-7段所存译码驱动器，在同一单片结构上由COS/MOS逻辑器件 和n -p -n双极型晶体管构成。这些器件的组合，使CC4511具有低静态耗散和抗干扰及源电流高达25mA的性能。黎国华 Il动日历表的设计由此可直接驱动LED及其它器件。LT、BI、LE输入端分别检测显示、亮度节、 存储或选通一 BCD码等功能。当使用外部转换电路时，可多路转换和显示儿种 不同的信号。其引脚排列图如图5所示。AIASL
10、T丽LEMMVSS图5 CC4511引脚排列图（6）CC4020J33CC4020是14位二进制串行计数器，所有的计 数器为主从触发器，计数器在时钟下降沿计数，CR 为高电平时，对计数器进行清零，由于在时钟输入 端使用使用斯密特触发器，对脉冲上升和下降时间 无限制，所有输入和输出均经过缓冲。图6 CC4020引脚排列图（7） 555定时器555定时器由分压器、两个电压比较器、基本RS触发器、晶体管及缓冲器组成。 555定时器逻辑符号如图5所示。1脚是接地端GND, 2脚是低电平触发端（也称触发 端），3脚是输出端OUT, 4脚是复位端，5脚是电压控制端，6脚是高电平触发端（也 称阈值端），7脚
11、是放电端，8脚是电源端Vcc。如图6所示，其中R、C为单稳态触发器的定时元件，它们的连接点Vc与定 时器的阀值输入端（6脚）及输出端V。（7脚）相连。单稳态触发器输出脉冲宽度tpo=l. IRCo Ri、Ci构成输入回路的微分环节，用以使输入信号Vi的负脉冲 宽度tpi限制在允许的范围内，一般tpi5RiCi,通过微分环节，可使Vi的尖 脉冲宽度小于单稳态触发器的输出脉冲宽度tpoo若输入信号的负脉冲宽度tpi 本来就小于tp。，则微分环节可省略。定时器复位输入端丽（4脚）接高电平， 控制输入端Vm通过0. OluF接地，定时器输出端V。（3脚）作为单稳态触发器的 单稳信号输出端。图5 555
12、定时器引脚排列图图6 555定时器构成单稳态触发器1.2设计原理自动口历表的设计总流程图如图7示图7日历表设计总流程图Q4 Q3 Q2 QI QO Al A0每CP时间为1秒0 00 00 00 00 00 00 00 10 11 01 01 00 0 010100101 01010101010100 1 1 0 01 1 0 0 00 10100000000000 0 0 1 1 11 0 0 0 0 0图8自动日历表总电路图1.2.1时钟脉冲产生电路部分先将555定时器构成单稳态触发器，然后利用555定时器和CC4020计数器产生 脉冲，通过选用不同的管脚可得到不同时间间隔的脉冲。1.2.
13、2主体控制电路部分将脉冲输入到CC40192中，执行减计数，并将CPu接高电平。则每一个脉冲过后, Qo, Qi, Q2将按 111, 110, 101, 100, Oil, 010, 001, 000 顺序依次变化，并如此循 环下去。将CC40192的输出端接到74LS153的地址输入端，Si接高电平，S2、S3接 低电平，则可执行数据分配器的功能，其中，Yo-Y?为译码输出端。1.2.3实现逻辑函数电路部分利用74LS20的双四输入与非门功能可实现多种逻辑函数，从而实现各种各样的 功能。1.2.4控流电路部分控流电路主是要为了控制不同月份的天数，有28天控制电路,30天控制电路和31 天控
14、制电路，通过74LS153便可以轻松实现.1.2.5显示电路部分显示电路用的是8段数码管，用CC4511来驱动数码管.2电路仿真仿真电路如图9图10co 123151 - ISIS Professional ，Mr&on1-uKS03/no0 8Asl， C。厂 I *BDEVICES75EGC0MW8UJE75EG COMCAF43RH心为74.S153 535 402B 疝 4511 4 0106 40192 CAPCER1HIC1CH blSClCNW/ biscio(r： SV/SfOl l?心为I M刘 laOlOGlI , I HII I I O 2Me”wbl AJIRN3 OQ01 40lC0(Kt CP
