数字逻辑电子日历课设报告.docx
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数字逻辑电子日历课设报告
沈阳航空航天大学
课程设计
(说明书)
电子日历电路的设计
沈阳航空航天大学
课程设计任务书
课程名称数字逻辑课程设计
课程设计题目电子日历电路的设计
课程设计的内容及要求:
一、设计说明与技术指标
设计一个简易的电子日历,技术指标如下:
①电子日历可以显示日,月,星期和年;
②为了能尽快检验电路的有效性,可以使月及年计数器的计数频率为1Hz,跟日计数器分开来设计。
③日计数器计数频率也设为1Hz;
二、设计要求
1.在选择器件时,应考虑成本。
2.根据技术指标,通过分析计算确定电路和元器件参数。
3.画出电路原理图(元器件标准化,电路图规范化)。
三、实验要求
1.根据技术指标制定实验方案;验证所设计的电路,用软件仿真。
2.进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料
1.童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础.[M]北京:
高等教育出版社,2006年
2。
数字电路
五、按照要求撰写课程设计报告
成绩评定表:
序号
评定项目
评分成绩
1
设计方案正确,具有可行性,创新性(15分)
2
设计结果可信(例如:
系统分析、仿真结果)(15分)
3
态度认真,遵守纪律(15分)
4
设计报告的规范化、参考文献充分(不少于5篇)(35分)
5
答辩(30分)
总分
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)
指导教师签字:
2014年7月10日
一、概述
本设计在实际生产中可以用作电子时钟的主要部件,在整个设计过程中,秉承节约成本的原则,采用LED数码管(DCD-HEX-DIG-RED)显示。
本设计的基本原理是利用集成的加法计数器(74LS190D)和外加的秒脉冲实现时间的计数,通过LED数码管加以显示。
实现月日对应选择输出时,通过十六选一数据选择器74150N进行操作(结构图见图1-1)。
最后实现电子日历的显示年、月、日、星期的功能。
显示时从左至右依次显示年(一位)、月(两位)、日(两位)、星期(一位)。
十进制加法计数器74LS190D采取异步置数法实现置数,引脚图见图1-2。
本报告主要包括以下内容:
概述、方案论证、电路设计、性能测试、结论、参考文献、附录几部分组成。
图1-174150结构图图1-274LS190引脚图
二、方案论证
本方案基于集成十进制加法计数器74LS190D设计,通过对时序电路的各种组合分别实现星期功能(七进制加法计数器)、日期功能(二十八进制加法计数器、三十进制加法计数器、三十一进制加法计数器)、月份功能(十二进制加法计数器)以及年的功能(两位加法计数器)。
具体功能框图见图2-0。
图2-0功能框图
用一片十进制加法计数器(74LS190D)可以组成七进制加法计数器,即将输出端Q4以及电源(VDD)通过一个两输入与非门(74LS00D)连接到置数端,同时将A接到高电平,B、C、D接到低电平,即可实现七进制加法计数器功能。
如图2-1所示。
同理,用两片十进制加法计数器(74LS190D)可以组成十二进制加法计数器(如图2-2)、二十八进制加法计数器(如图2-3所示、三十进制加法计数器(如图2-4所示)、三十一进制加法计数器(如图2-5所示)。
三、电路设计
本设计可以分为四个大的模块,即星期、日、月、年,其中日期分为二十八进制、三十进制、三十一进制三种。
由于使用74LS190D,故采用同步置数法。
1.本模块需要一个七进制加法计数器用于星期的计数,每当计数器显示为七时,需要将计数器置数为一。
卡诺图:
CD
AB
00
01
11
10
00
×
1
1
1
01
1
1
×
1
11
×
×
×
×
10
1
×
×
×
电路图见图2-1。
2.日期计数模块,分别有二十八进制、三十进制、三十一进制。
二十八进制卡诺图:
(电路图见图2-3)
ABCD
00
01
11
10
00
X
X
X
X
01
X
X
X
X
11
1
1
1
1
10
X
X
X
X
三十进制卡诺图:
(电路图见图2-4)
ABCD
00
01
11
10
00
1
X
X
X
01
X
X
X
X
11
X
X
X
X
10
1
1
1
1
三十一进制卡诺图:
(电路图见图2-5)
ABCD
00
01
11
10
00
X
1
X
X
01
X
X
X
X
11
X
X
X
X
10
1
1
1
1
3.月份计数模块,有十二进制加法计数器构成。
卡诺图:
(电路图见图2-2)
ABCD
00
01
11
10
00
X
X
X
X
01
1
1
1
1
11
X
X
X
X
10
X
X
X
X
图2-1七进制加法计数器
图2-2十二进制加法计数器
图2-3二十八进制加法计数器
图2-4三十进制加法计数器
图2-5三十一进制加法计数器
5.最终通过十六选一数据选择器实现对月日的自动配置(月日部分见图3-1)。
图3-1月日自动配置电路图
四、性能的测试(各模块在仿真测试时,信号源输入频率均为10hz)
1.星期模块测试,仿真如图4-1所示(示波器测试置零结果见图4-2):
2.二十八进制日期模块仿真如图4-3所示(示波器测试置零结果见图4-4):
3.三十进制日期模块仿真如图4-5所示(示波器测试置零结果见图4-6):
4.三十一进制模块仿真如图4-7所示(示波器测试置零结果见图4-8):
5.十二进制月份模块仿真如图4-9所示(示波器测试置零结果见图4-10):
6.月日部分仿真如图4-11所示:
五、结论
经过仿真测试,各个模块均可达到预期设计要求,星期模块显示为七进制,日期可按正常进制显示,月份显示为十二进制,每当月份为十二时,年模块均可加一计数,各个模块间进位正常,可以正常显示年、月、日、星期,整体基本符合设计要求。
但是,在具体实现时,所用集成芯片较多,抗干扰能力较差,能耗较高,系统稳定性较差,不利于日常生活中长期使用。
通过集成技术将所有零件集成后,可以达到日常生活使用的要求。
图4-1星期模块仿真图
图4-2示波器测试置零结果
图4-3二十八进制模块仿真图
图4-4示波器测试置零结果
图4-5三十进制日期模块仿真
图4-6示波器测试置零结果
图4-7三十一进制模块仿真
图4-8示波器测试置零结果
图4-9十二进制月份模块仿真
图4-10示波器测试置零结果
图4-11月日部分仿真
参考文献
[1]阎石主编.数字电子技术.[M]北京:
高等教育出版社,2006年
[2]陈振官等编著.新颖高效声光报警器.[M]北京:
国防工业出版社,2005年
[3]康华光.电子技术基础(第五版).北京:
高等教育出版社,2006 年
[4]蒋焕文,孙续.电子测量.北京:
计量出版社,1988年
[5]马建国.电子系统设计.北京:
高等教育出版社,2004
[6]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.北京:
电子工业出版社,2002年
[7]王松武,蒋志坚.通用仪器.哈尔滨:
哈尔滨工程大学出版社,2002年
[8]汪建.电路实验.武汉:
华中科技大学出版社,2002 年
[9]汪建.电路理论基础(上中下).武汉:
华中科技大学出版社,2002 年
[10]谢自美.电子线路设计.实验.测试(第二版).武汉:
华中科技大学出版社,2002年
附录I总电路图
附录II元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
1
U1–U6
数码管
DCD-HEX-DIG-RED
6
2
U7-U12
加法计数器
74LS190D
6
3
U13
加法计数器
74LS191D
1
4
U14
十六选一数据选择器
74150N
1
5
U15
非门
74LS04D
3
6
U16-U17
两输入与非门
74LS00D
2
7
U18-U20
三输入与非门
74LS10D
3
8
L1
信号源
1Hz1A
1
9
VDD
直流电源
5V
1
10
GROUND
地线
1
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