自动日历表.docx

1、自动日历表钦 州学院数字电子技术课程设计报告自动日历表的设计 院 系 物理与材料科学学院 专 业 工业自动化 学 生 班 级 2009级2班 姓 名 黎国华 学 号 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 副教授 2012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、。 （2）熟悉几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。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

3、 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。不懂原理的人往往对可以自动计算年月日等计时器惊讶不已，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CC40

4、192中，执行减计数，并将CPU接低电平。则每一个脉冲过后，Q0，Q1，Q2，将按111，110，101，100，011，010，001，000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，S1 接高电平，S2 、S3接低电平，则可执行数据分配器的功能，其中，Y0-Y7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74LS204、74LS1531、CC40201、CC401061、CC401924、CC40301、CC45114、5551、0.01u电容、0.1u电容、100K

5、电位器、电阻、数码管4、按键开关2、数字电路实验箱。（1）74LS2074LS20是双四输入与非门，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其引脚排列如图1所示。 图1 74LS20引脚排列图表1 74LS20功能表ABCDY1111001010101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，输出端才是低电平（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。），其功能表如表1所示。 （3）74LS15374LS153是常用的双4选1数据选择器/多路选择器，共有 54/74S153、 54/74L153 和54/74LS1

6、53三种线路结构型式。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A1，A0，可以控制输出Y选择4个输入数据D0D3中的一个其功能表如表2所示。表2 74LS153的功能表 图2 74LS153引脚排列图（3）CC40192 40192 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 般计数器不同之处在于加计数器和减计数器分别由两个时钟输入端。40192 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

7、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“1”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 还有一个进位输出/CO 和一个借位输出/BO，/CO 和 /BO 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，/CO 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，/BO 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。

8、 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。 图4 CC40106引脚排列图（5）CC4511CC4511 是BCD7 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。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

9、、亮度节、存储或选通一BCD 码等功能。当使用外部转换电路时，可多路转换和显示几种不同的信号。其引脚排列图如图5所示。 图5 CC4511引脚排列图（6）CC4020CC4020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

10、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Vo（7脚）相连。单稳态触发器输出脉冲宽度tpo=1.1RC。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tpo。若输入信号的负脉冲宽度tpi本来就小于tpo，则微分环节可省略。定时器复位输入端（4脚）接高电平，控制输入端Vm通过0.01uF接地，定时器输出端

11、Vo（3脚）作为单稳态触发器的单稳信号输出端。 图5 555定时器引脚排列图 图6 555定时器构成单稳态触发器1.2 设计原理自动日历表的设计总流程图如图7示图7日历表设计总流程图图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。1.2.2 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，Q0，Q1，Q2将按111，110，101，100，011，010，001，000顺序依次变化，并如此循环下去。 将CC4019

12、2的输出端接到74LS153的地址输入端，S1 接高电平，S2 、S3接低电平，则可执行数据分配器的功能，其中，Y0-Y7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10 图9 用protues仿真的自动日历表的仿真电路图 图10mutisim仿真的自动日历表的仿真

13、电路图 3 电路连接测试在电路仿真成功以后,按照仿真的电路图画PCB,布好线的PCB图如图10所示.CB板上按图7连接好线路，并焊接好电路后，我的电路板外形便如图9和图10所示，虽然外形丑陋了点，不过毕竟是自己好几天的努力成果，心里还是有些成就感的。其实到这里，还只是完成了一半工作而已，接下来的调试阶段才是最惊心动魄的，能实现它预期的功能效果，才是实验的重中之重。第一次拿去测试，有一次脉冲过后本该有四个数码管同时显示的，但却只显示了一部分的数字。且显示效果数字跳变不连续。初步断定：右边第一CC40192的接线哪里有误，发现有一处断路。接着又检查看起可能会导致短路或断路的加以修改。 第二次拿去测

14、试，发现有2个点短路检查各个焊点没发现问题所在，判断：是所连的线中某点的接线处与相邻元件的一脚接触发生短路。第三次拿去测试，数码管终于按照预期的顺序跳变！此时，我内心十分激动。98图11自动日历表PCB图图12路板正面 图13路板反面4 设计体会通过这次课程设计我懂得了理论与实际相结合的重要性，只懂得理论纸上谈兵是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合，才能真正做到学到知识。当然，只懂按照现成的线路去连接电路，而不懂电路的工作原理也是不行的，实践是检验真理的标准，但实践是要依靠理论才能得以升华的。只有将二者有机地结合起来，才能实现创新。在设计的过程中我发现自己的理论知识方面还有待加强，对一些芯片的功能还不够了解。在设计过程中我遇到了很多细节上的问题，但在老师、同组同学和其他一些同学的指导下，都一一解决了，我由衷地感谢帮助我的同学。也感谢张老师的指导参考文献 1彭介华.电子技术课程设计指导M.北京:高等教育出版社,2005.2李庆常.电子技术课程设计M.北京:理工大学出版社,1994.3李国丽.EAD与数字系统设计M.北京:中国科技大学出版社,2004.4阎石.数字电子电路M.北京:中央广播电视大学出版社,1994.5张大平.数字电子技术基础实验指导书.