数字日历电路设计数字电子技术课程设计报告.docx
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数字日历电路设计数字电子技术课程设计报告
数字电子技术课程设计报告
设计题目:
数字日历
班级:
计算机1202
数字电子技术课程设计报告
课程设计任务书
课程设计题目:
数字日历
设计目的:
1.进一步熟悉中、小规模数字集成电路的工作原理及使用方法。
掌握小型数字系统的设计、组装与调试方法。
2.
设计内容:
用常用的中、小规模数字集成电路设计一个小型数字系统,自行设计、完成系统的功能。
设计要求:
1.理论设计部分
⑴独立完成系统的原理设计。
说明系统实现的功能,应达到技术指标,进行方案论证,确定设计方案。
⑵画出电路图,说明各部分电路的工作原理,初步选定所使用的各种器件的主要参数及型号,列出元器件明细表。
⑶系统中包含的中、小规模集成电路的种类至少在六种以上。
2.模拟仿真
⑴根据理论设计用multisim10在计算机上进行仿真。
验证所设计方案的正确性。
⑵分析电路的工作原理,写出仿真报告。
3.安装调试部分
⑴实现所设计的小型数字系统,并进行单元测试和系统调试,完成系统功能。
⑵若系统出现故障,排除系统故障,分析并记录系统产生故障的原因,并将此部分内容写在报告中。
I
数字电子技术课程设计报告
要摘
每页显示一日信用于记载日期等相关信息。
日历是一种日常使用的出版物,有多每页显示全年信息的叫年历。
息的叫日历,每页显示一个月信息的叫月历,种形式,如挂历、座台历、年历卡等,如今又有电子日历。
逢年过节,往往会送亲友日历已显亲情友情可日历在现代社会中是很重要在设计日历倒计而纸制日历对森林保护不利,因此设计电子日历意义重大。
的。
时器时,采用了模块化的思想,使得设计简单、易懂。
本设计能进行月、日、星期的的计数,在社会生活中具有实际的应用价值。
关键字:
日历
II
数字电子技术课程设计报告
课程设计任务书.............................................................................................................I
摘要...........................................................................................................................II
1.概述.............................................................................................................................1
2.课程设计任务及要求.................................................................................................1
2.1设计任务.........................................................................................................1
2.2设计要求.........................................................................................................1
3.理论设计.....................................................................................................................1
3.1方案论证..........................................................................................................2
3.2系统设计.........................................................................................................2
3.2.1结构框图及说明...................................................................................2
3.2.2系统原理图及工作原理.......................................................................3
3.3单元电路设计...............................................................................................5
3.3.1单元电路工作原理...............................................................................5
3.3.2元件参数选择.....................................................................................10
4.软件仿真.................................................................................................................11
4.1仿真电路图...................................................................................................11
4.2仿真过程.......................................................................................................12
4.3仿真结果.......................................................................................................12
5.安装调试...................................................................................................................13
5.1安装调试过程................................................................................................13
5.2安装调试结果................................................................................................14
5.3故障分析........................................................................................................15
6.结论.........................................................................................................................16
7.使用仪器设备清单.................................................................................................17
8.参考文献.................................................................................................................17
9.收获、体会和建议...................................................................................................18
附录..............................................................................................................................20
III
数字电子技术课程设计报告
1.概述
数字逻辑与数字系统课程设计是电子技术课程学习过程中非常重要的一环,是将理论知识和实践能力紧密结合的一环。
在本次设计数字日历的过程中,首先在选题方面下了功夫。
我选取了数字日历作为我的课程设计题目。
本次设计主要分为译码电路,数码显示电路,月、日、星期计数电路,控制电路四个模块,使用了74LS00、74LS48等六种中小规模集成电路。
其中最主要的是日、月、星期计数显示模块和控制电路模块。
2.课程设计任务及要求
2.1设计任务
本次设计任务为数字日历,分为译码电路,数码显示电路,月、日、星期计数电路,控制选择电路四个模块,使用了74LS00、74LS04等六种中小模集成电路完成设计要求。
2.2设计要求
设计一个数字日历电路。
要求如下:
1、用五个数码管分别显示月、日、星期。
2、月、日的计数显示均从1开始,并实现大小月份自动调节功能,即日期的计数实现大月31天,小月30天,二月28天。
3、对星期的计数显示从1到6再到日(日用8代替)。
1
数字电子技术课程设计报告
3.理论设计
3.1方案论证
本数字日历主要由计数显示电路和控制电路组成,计数显示电路主要由同步十进制计数器74LS160构成日期、月份及星期计数器;然后通过译码数码管显示器显示出来,控制调节电路则是利用74LS151四选一数据选择器和组合控制逻辑电路去控制日期计数器及月计数器的置数端和使能端,从而实现大小月份自动调节功能。
星期显示在脉冲作用下,从星期一到星期日循环计数,从而形成星期随着日期循环显示。
综上,该方案是具体可行的
3.2系统设计
3.2.1结构框图及说明
数字日历电路的总体设计框图如图所示。
它包括四个模块:
译码电路,数码显示电路,月、日、星期计数电路,控制选择电路。
其中最主要的是倒计时模块和时钟模块以及控制电路模块。
计数显示电路主要由同步十进制计数器74LS160构成日期、月份及星期计数器;然后通过译码数码管显示器显示出来,控制调节电路则是利用74LS151四选一数据选择器和组合控制逻辑电路去控制日期计数器及月计数器的置数端和使能端,从而实现大小月份自动调节功能。
星期显示在脉冲作用下,从星期一到星期日循环计数,从而形成星期随着日期循环显示。
2
数字电子技术课程设计报告总体设计框图
系统原理图及工作原理3.2.2、工作原理1高(置数74LS160同步预进由两片十制计数器“日期计数器”给电路由信号控制入0001)构成,置数端入位片置0000,低位片置器计数1号),从日应每月第一天是数(出,使其每次从1开始计对其制使成12进,将月计数器设置输出译出28、30、31这三个信号的路电合逻辑路是由74LS151和组又12后从1开始计数。
控制电记到,月是2、小月、还出月份,判断其是大月输,组成根据月计数器的给同时置数端,去控制日计数器的信这选择大月路信号跟31这个号选月号,2选择30这路信小信计数器的CP端号使其计数,同样月月给最后的CP端。
计器的置数端与月数器数控路择28这信号去制日计环期循下作用,使星脉数源位器的地片信号使其计。
同时在冲数日计化。
而期日的变化变着,计数随图理统、2系原3
数字电子技术课程设计报告
系统原理图3.2图4
数字电子技术课程设计报告
3.3单元电路设计
3.3.1单元电路工作原理
计数显示电路的设计1.
日期计数显示电路1.1
“日期计数器”采用两片十进制计数器160同步预置数构成,控制置数端使其每次从1开始计数(对应每月第一天)。
其中MR′为异步置0控制端,在此电路中无需用到,故高低位片的CLR′都接高电平;RCO为进位输出端,当计数到(1001)9时,会在RCO端产生一个1的脉冲(RCO平时为0),因此低位片的RCO接高位的ENT和ENP,高位片的RCO不用,故悬空;ENT和ENP为计数控制端,其中低位的ENT和ENP接高电平,使其一直计数,高位的ENT和ENP接来自低位的进位信号,使高位片在低位片进位一次时计数一次;高位计数器输入端置入0(接0000),低位置入1(接0001),从而使每个月第一天从01开始。
计数器输出端,分别接译码数码管的输入端;
LODA′为同步置数控制端,计数器的高位片和低位片的LODA′连在一起,然后接到151的输出端,每次到每个月的最后一天由151的输出端输出一个低电平,送至LODA′,使计数器高位置0,低位置1,从而实现每月从01开始计数,到最末一天后又返回第一天循环计数。
以下为日期计数显示电路图。
5
数字电子技术课程设计报告
(日期计数显示电路图)
1.212进制月计数显示电路
。
现器实数非门7400和码管显示此电路由2片74160,一个与数始计1端使其每次从开预用两片74160同步置数构成,控制置数采无路中制端,在此电中一月)。
其MR′为异步置0控每(对应年第计当位输出端,高的CLR′都接电平;RCO为进低需用到,故高位片,时为0)脉生一个1的冲(RCO平RCO(数到1001)9时,会在端产;悬空,位片的RCO不用故,RCO因此低位片的接高位的ENT和ENP高一其ENP接高电平,使低为和ENP计数控制端,其中位的ENT和ENT位低片在,使低位的进位信号高位自和,高直计数位的ENTENP接来位0(接0000),低端数次时位一次计数一;高位计器输入置入进片接端输数始月从月而0001(入置1接),从使份一开。
计器出,分别6
数字电子技术课程设计报告的低位位的0001和非门7400通过检测高端译码数码管的输入;与,电平生一低位同时为1时产次0010高电平,当高位最低位和低位低计份进制月,从置1而实现12LODA′,使计数器高位置0,低位至送。
数环计返后又回01循01开始计数,到最末一月个数器,且第一月从。
路图计数显示电以下为日期
(月计数显示电路)
1.3星期计数显示电路
该电路由一片74LS160,一片显示译码器74LS48,一三输入与非门74LS10及数码管构成。
74160的输入端(D3—D0)置入0001,使其每次从星期一开始计数,输出端(Q0—Q3)接7448输入端。
清零端MR及使能端ENT,ENP同时接高电平,CLK接和日期显示电路统一的外部时钟,从而实现星期与日期同时计数。
显示译码器7
数字电子技术课程设计报告。
端管输入输出端接数码′的RBI,BI/RBO′同时接高电平,7448输测过检Q2—Q0,通接门7410输入端74160输出端的入三输与非置74160的平低电送至Q0同时为1时,产生一的出0111,当Q2—同路;计数电而实现7进制的,LOAD数端,使74160置数为1从通可,即表示星期日用中与中文的日相似,所以8天由时于星期7448至平低电送非过与门7410产生的时计当过计数器数到7通显数星期计以星,表示期日。
下为8变将′端测的灯试LT,7成图。
示电路
(星期计数显示电路)
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控制选择电路2.
组路辑电组器74LS151和合逻主要由四选一数据选择择控制选电路,07)0000010100000011),05(大月为01(00000001),03(成。
)00010010,12(,10(00010000)((00000111),0800001000),11)000010010110),09(为04(00000100),06(0000月,小月可每月过比较,00000010)月为28天,通(00010001)月,02(数三组最低位位次高位及低位最过高位最低位与低位高位相与,低通来000101,2月为为为001,011,100,小月010,据表示,即可用大月于关74151产生、A。
利用入分别送74151的输入端C、B表示,将其7?
Dmii通进制月,其大小错误!
未数大小月的函Y=指定书签。
0i?
选接到30、31中译出日期28、显辑过组合逻电路分别从日期示电路置的电路期计数显示作—端(X0X7),选择器的输出为日输择器的入而从路中,和电路月显示电显接信月位信号和份时钟号分别到日期示图路。
选下以为控制择电。
功调自月大实现小份动节能
(控制选择电路图)9
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3.3.2元件参数选择
1.数码显示部分
查阅资料可知,数码显示部分通常由数码管、LED显示屏等组成。
其中数码管有七段和八段之分,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元,即多一个小数点显示;按能显示多少个8可分为1位、2位、4位等数码管;按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成共阳极数码管。
共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某个一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时,相应字段不亮。
共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成共阴极数码管。
共阴极数码管在应用时应将公共极COM接地,当某个一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮。
当某一字段的阳极为低电平时,相应字段不亮。
数码管显示的优点是亮度高,显示大,驱动部分的软件简单,但与液晶显示相比,耗电及体积大,占用引脚多,显示内容较少。
由于本电路要求显示内容较少,且液晶显示造价较高,故本系统采用七段共阴数码管显示,通过两位读数来读取到当前计数。
2.基本逻辑门电路
本系统所选的基本逻辑门是以简单实用为原则选取的,避免了利用单一器件造成芯片数量增加的问题,能使芯片被最大程度利用,本系统所用的基本门有非门、与门、与非门。
各个门电路的元件图如下图3.9所示。
(1)74LS04非门
(2)74LS08与门(3)74LS00与非门
图3.9几种门电路的元件图
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4.软件仿真
4.1仿真电路图
软件仿真电路图如图4.1所示。
仿真电路图4.1图11
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4.2仿真过程
由555定时器输入秒脉冲该数字日历自动跳动日期
4.3仿真结果
仿真结果如图4.2、4.3、4.4所示。
图4.2仿真结果图
(1)
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图4.3仿真结果图
(2)
5.安装调试
5.1安装调试过程
在实验室试验台上,按照图5.1连接数字抢答器电路。
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5.1数字抢答器电路图图
将高低电平开关设置为将单次脉冲的开关设置为启动开关,在实际操作时,抢答开关。
安装调试结果5.2按照电路图连接原理图,可以实现如下功能:
电路连上电后在抢答前,由主持人进行系统复位,确定抢答允许时间。
主通过各抢答者听到抢答开始命令后,持人发出抢答命令同时按下启动定时开关。
同时配数字抢答器具有数字显示抢答者序号功能。
自的按钮开关输入抢答信号。
有声、光报警,并且有抢答序号锁定功能。
对犯规抢答者(包括提前抢答和超时抢答)除有声、光报警外,还有显示抢答犯规者序号功能。
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5.3故障分析
在实验室实际操作过程中,遇到了许多问题,主要有以下几个:
(1)逻辑问题:
出现这个问题主要是因为我们在实验之前对这个电路的设计了解的不够全面,其工作原理没有深刻理解,这个只要做好前期工作(画功能表、真值表并进行仿真)一般可以避免。
实验过程中在将电路连接好之后,发现不能实现抢答功能,后来仔细分析电路后,发现每次将开关使用完后应该恢复为初始高电平状态。
(2)电路连线过程中的问题:
如短路问题,断路问题,混线问题等。
对于短路和断路问题,通常利用实验箱上的逻辑笔测量某处是否逻辑正常,通常逻辑1处逻辑笔呈红灯,电压至少3V以上,逻辑0处逻辑笔呈绿灯,电压应不高于0.5V,一般在正常工作的电路中不会出现高阻态,一般高阻态是由于电路中某导线出现断路,一般在实验前对导线进行导通性检查即可避免。
混线问题一般需要按照电路图检查有无多接、少接或错接的连线,是否有引脚接错的器件。
此外,通过电路工作状态有时也能推测出混线的地方。
如果都未发现,可用万用表或逻辑笔检测各引脚逻辑电压情况。
(3)布线问题:
布线问题在实际操作中非常重要。
通常元器件的位置是固定的,元件之间距离的远近决定选择相应长度的导线,若导线选择过长,则会造成多余长度的导线占据很大的空间,使电路连接混乱,易造成连接错误。
另外,并不是所有的元件Vcc端都要接在总电源5V接口上,可以互相串接到另一个器件的Vcc上,最后一端接总电源,GND同理,这样可以避免多个接线柱之间的连接错误。
(4)芯片问题:
在实验过程中,当其他地方未能发现错误时,这时需要考虑芯片是否出现问题(被烧坏、接触不良等)。
在本次实验中,我们组的555定时器和74LS00两个芯片均为已被烧坏的芯片,通常这类问题找老师换新芯片即可解决问题。
我们最后通过自身努力,排除所有故障,达到正确连接并使用数字抢答器的目的。
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6.结论
连接电路的时候,会发生很多意外情况,有些是人为的,连线时不小心产生的,有些是原理上的错误,在这次课程设中,我也遇到了不少故障,在连接好电路之后打开电源我发现显示器出现乱码,动一下线偶尔又会好,偶尔月份显示出现跳双现象。
我先检查芯片的连
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