自动日历表.docx
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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）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…………………………………………………………………………………………1
1自动日历表……………………………………………………………………………1
1.1设计思想…………………………………………………………………………1
1.1.1设计方案………………………………………………………………………1
1.1.2设计所需的元件………………………………………………………………1
1.2设计原理…………………………………………………………………………5
1.2.1时钟脉冲产生电路部分………………………………………………………6
1.2.2主体控制电路部分……………………………………………………………6
1.2.3实现逻辑函数电路部分………………………………………………………7
1.2.4控流电路部分…………………………………………………………………7
1.2.5显示电路部分…………………………………………………………………7
2电路仿真………………………………………………………………………………7
3电路连接测试…………………………………………………………………………7
4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CC40192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
74LS20×4、74LS153×1、CC4020×1、CC40106×1、CC40192×4、CC4030×1、CC4511×4、555×1、0.01u电容、0.1u电容、100K电位器、电阻、数码管×4、按键开关×2、数字电路实验箱。
（1）74LS20
74LS20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174LS20引脚排列图
表174LS20功能表
A
B
C
D
Y
1
1
1
1
0
0
×
×
×
1
×
0
×
×
1
×
×
0
×
1
×
×
×
0
1
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）74LS153
74LS153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54/74LS153三种线路结构型式。
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D0～D3中的一个
其功能表如表2所示。
表274LS153的功能表
图274LS153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D0~D3、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，D0~D3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＝“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CDOWN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。
图3CC40192引脚排列图
（4）CC40106
40106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4CC40106引脚排列图
（5）CC4511
CC4511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。
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，可多路转换和显示几种不同的信号。
其引脚排列图如图5所示。
图5CC4511引脚排列图
（6）CC4020
CC4020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6CC4020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tpi>5RiCi，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Vo（3脚）作为单稳态触发器的单稳信号输出端。
图5555定时器引脚排列图图6555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。
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.
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