1、電子課程設計電子日歷學院：電子信息工程學院專業、班級：姓名：學號：指導教師：任青教2014年12月設計任務與要求.111.1 、設計任務.1.2 、設計要求4、系統設計42.1 、總體框圖42.2 、系統方案的設計和選擇52.2.1 、方案一52.2.2 、方案二52.2.3 、應用方案的具體闡述5、選擇器件63.1 、元器件清單如表163.2 、元器件簡介73.2.1 、74LS19273.2.2 、74LS16083.2.3 、邏輯門93.2.4 、數碼管11、功能模塊114.1 、脈沖模塊1111124.1.1 、CP端脈沖（1KHZ4.1.2 、計秒脈沖4.2 、復位電路144.3 、

2、日計數器和星期計數器154.4 、月計數器164.5 、年計數器16五、總體電路圖175.1 、仿真圖175.2 、硬件電路圖18六、實驗困難及解決措施206.1 、邏輯門的延時問題206.2 、實現手動校正功能。20七、心得與總結20電子日歷設計任務與要求1.1 、設計任務（1）能夠顯示一百年內的年、月、日、星期。（2）例如“13、12、257”，星期天顯示數字“7”。（ 3）具有手動校正年、月、日、星期的功能。（ 4）不考慮閏年。（ 5）可以手動復位。1.2 、設計要求（ 1）熟悉集成電路的引腳安排。（ 2）掌握芯片的邏輯功能及使用方法。（ 3）了解電子日歷的組成及工作原理。（ 4）熟悉電

3、子日歷的設計與制作。（ 5）熟悉multisim電子電路設計及仿真軟件的應用。（ 系統設計2.1 、總體框圖由于年、月、日、星期均為循環計數，故采用計數器實現循環計數及進位。星期采用一位數碼管顯示的7進制（1至7）；日計數器由兩位數碼管組成的31進制（0至31）計數器；月計數器為兩位數碼管顯示的12進制（1至12）；年由兩位數碼管顯示的100進制（0至99）計數器，如果發生錯誤可通過校正電路手動校正。星期和日計數器采用共同脈沖，兩者互不影響，日計數器滿31向前進位，自身自動置為01，同時月計數器加1，月計數器滿12向前進位，自身置為01，同時年計數器加1，年計數器滿99自動清零。所有電路均可以

4、統一進行復位。總體框圖如圖1所示。圖1電子日歷的總體框圖2.2 、系統方案的設計和選擇2.2.1、 方案一只采用74LS160芯片實現計數，優點是芯片單一，成本低，工作M小，只需要了解一個芯片的功能表，缺點是，74LS160是異步清零，同步置數，這時在日計數滿31需要向月計數器進位并且自身恢復到01時造成時序的錯舌L,當要求芯片計數到32再返回信號異步清零時，置數就會落后，數碼管由31變為02再變為01,若都是用清零端那開始計數時日便會從00開始，而不是從01開始。2.2.2、 方案二采用74LS160和74LS192共同實現循環計數。74LS192是異步清零，異步置數，這樣當日計數器芯片計數

5、到32時，返回信號同時實現清零和置數，數碼管變為01,同理，對于月計數器也是如此。對于其他功能方案二都能輕松實現，且電路設計相對不太復雜。故選用方案二。2.2.3、 應用方案的具體闡述星期、日的低位、月的低位采用74LS192循環計數，日的高位、月的高位和年都采用74LS160循環計數，星期和日計數器同脈沖，彼此不受影響，當星期滿7后自動置數1。在日計數器中，當低位的74LS192滿9時進位端B0輸出和脈沖同段的低電位，經非門反向后送給高位的74LS160的脈沖端CLK高位進一，當日計數達到31時，低位置數為1,高位清零，數碼管顯示01,同時傳送脈沖給月計數器，同理當月計數滿12時再傳送脈沖給

6、年計數器，不斷循環。同時加入了555定時器，給電路提供脈沖，而且也增加了復位電路和手動校時電路，實現隨時統一復位和單個模塊的校時。r月數碼管廠r日數碼管星期數碼管74LS16074LS160 74LS16074LS19274LS160174LS192電 4路74LS192年數碼管4l4r校時電路L-?圖2應用方案系統框圖三、選擇器件3.1、 元器件清單如表1表1兀器件清單1十進制計數器74LS1923片2十進制計數器74LS1604片3四2輸入與門74LS083片4脈沖發生器5551片5三3輸入與非門74LS101片6四2輸入與非門74LS001片7六非門74LS041片8數碼管7個3.2、

7、元器件簡介3.2.1、 74LS19274LS192為可置數的同步十進制雙時鐘加減計數器，如圖3-1所示它具有上升沿有效的加計數時鐘端UP和減計數時鐘端DOWN該計數器具有異步清零端，當清零信號CLF為高電平時，實現清零功能；該計數器還有異步置數功能，當置數信號LOAD為低電平時，實現預置數；當計數器加計數，且計數值為9時，進位端CO輸出寬度等于加計數脈沖UP的低電平脈沖；當計數器減計數，且計數值為0時，借位端BO輸出寬度等于減計數脈沖DONW的低電平脈沖。執行加數功能時，減計數端DOW接高低電平，計數脈沖由UP端輸入；執行減數功能時，加數端UP接高電平，計數脈沖由減數端DOWN輸入。74LS

8、192的管腳圖如圖3所示。U2（：74LS192N圖374LS192的管腳圖74LS192的功能表如表1所示。表274LS192功能表輸入輸出CRLDUPDOVNDcBAQDXQBQA1*000000*abcdabcd011*:*加計數功能011*減計數功能322、74LS16074LS160為同步可預置數的4位十進制加法計數器，具有異步清除端。它具有數據輸入端ABCD以及同步置數端LOAD異步清除端CLR和計數控制端ENT和ENP為方便級聯，設置進位輸出端RCO邏輯符號如圖4所示。圖474LS160的邏輯符號邏輯圖如圖5所示p?F36-111-iJJQI圖m74LS160的邏輯圖邏輯功能表如

9、表3所示。表374LS160的邏輯功能表CIKCLR1LOADEVPEXT工作狀念X0XXXt10XX預置數X11015111、X11X0保捋SIc=c)t11.t1計數323、邏輯門3456c B A Y B A Yc 4 4 4 3 3 3V1 ALElYPASBeYGN1A VCC1Y 6A2A 6Y2Y 5A3A 5Y3Y 4AGND 4YUn12 11109e圖6 74LS00芯片管腳圖圖7 74LS04芯片管腳圖13(1)邏輯門的芯片管腳圖(2)邏輯門真值表圖874LS10芯片管腳圖74LS08Vcc引腳圖圖974LS08ABY110011101001表474LS00真值表圖674

10、LS04真值表ABCYXX01X0X10XX11110表574LS10真值表ABY000010100111表774LS08功能表16324、數碼管種。共陰極數碼管按照其發光二極管的連接方式不同，可分為共陽極和共陰極兩是指數碼管中所有發光二極管的陰極連在一起接低電平，而陽極分別由a、b、c、d、e、f輸入信號驅動，當莫個輸入為高電平時，相應的發光二極管點亮；共陽極數碼管則相反，它的所有發光二極管的陽極連在一起接高電平，而陰極分別由a、b、c、d、e、f輸入信號驅動，當莫個輸入為低電平時，相應的發光二極管點亮。由于計數器輸出的是8421BCD碼，數碼管不能宜接顯示成數字，為了讓數碼管顯示人們看懂的

11、數字，就需要把計數器輸出的8421BCD碼轉換成數碼管顯示的阿拉伯數字，這就需要譯碼器的翻譯。信號發生器-XFG1波形信號選項滕軍p占空比50振幅(10閽多R本設計采用DCD_HE七段發光二極管譯碼顯示器。DCD_HE為共陰極LED數碼管。顯示器引腳從左到右依次為：所以4,321o該拙示包含r譯碼功能，無需專門的譯碼器。符號如圖6所示。一盍上升，下腔時間*必井日圖11信號發生器圖10數碼管的邏輯符號四、功能模塊4.1、 脈沖模塊4.1.1、 CP端脈沖(1KHZ圖12信號發生器波形4.1.2、 計秒脈沖555定時器簡介：555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS觸發電

12、路和放電管的狀態。在電源與地之間加上電壓，當5腳懸空時，則電壓比較器A1的反向輸入端的電壓為2/3Vcc,A2的同相輸入端的電壓為1/3VCC,若觸發輸入端TR的電壓小于1/3VCC,則比較器A2的輸出為1,可使RS觸發置1。，使輸出端OUT為1。如果閾值輸入端TH的電壓大于2/3Vcc,同時TR電壓大于1/3Vcc,則A1輸出為1,A2輸出為0,可將RS觸發器置0,可使輸出為0電平。下圖為555（I圖13內部結構圖圖14引腳圖18定時器內部結構與引腳圖：1,設計說明：本設計是電子日歷，理應每過24小時，日計數器和星期計數器增但是，考慮到那樣時間太長，不能觀察到月和年計數器能否正常工作，所以我

13、們在設計的時候是采用的555定時器設計的一個脈沖產生源，占空比約為50%它產生的頻率F約為2HZ然后通過計數器就能控制數碼管自增1的時間間隔約為0.5S,這樣就能讓人清楚的看到數碼管的變化設計計算公式（對應右圖15）:高電平時間：tHg+Rjc低電平時間：tpLgc2占仝比：D_tphRtphtpiR1+2R2設計最后圖形如右圖16所示：高電平時間tph=250.0ms低電平時間xtpl=213.9ms占空比D=53.8%頻率F=2.158QVccRl.:R230KA12K-wv1Cli.762：1oV12uF-_10nF_圖15555定時器電路圖XSC1圖16555脈沖發生器電路圖31時而1

14、2T7$M-BC3CC/0DQOVH*|*lTZ*0T2-T1彳時g=玄I|IDOmajDivA|SQOmVTDrvi-itllB刻廢5V/DW相庚I廠融安沿M-kjGNCIY/TA4d|盼|A/BAC|0|DC燈AC|0DC-|水ftP藥r圖17555脈沖發生器仿真圖4.2、 復位電路為了能夠實現所有計數器復位，避免錯誤發生時只能使用總開關的弊端，特設計了復位電路，實現隨時手動復位，如圖18所示從復位電路接出一端和清零信號一起接入與門，再送給清零端，當開關按下后與門輸出低電位，清零端有效，電路實現清零，正常工作時，復位電路輸出高電位，被屏蔽。VCCU251R1irAND2S3圖18復位電路圖

15、4.3、日計數器和星期計數器日計數器和星期計數器共用同一個時鐘信號首先，日計數器做成31進制計數器，它的低位由74LS192高位由74LS160組成，采用異步級聯、采用整體置清零端接電源始終無數的方法組成的，如圖19所示，74LS192的置數端置0時有效,進位信號給高位芯片的加計數時32時低位芯片的置數74LS192芯片不用的減效，且192是雙十鐘十進制，滿十自動清零，并且傳輸鐘端，當計數器計到端有效，高位芯片的清零端有效。其中要注意的是,計數時鐘端要接高電平才能使之正常工作。而且當低位數碼管顯示由8變成9時，進位端便會輸出低電平，發生時序錯亂，需要在進位端先接一個非門，在和時鐘脈沖共接而輸入

16、與門，方可傳送進位脈沖給高位的時鐘端。其次，星期計數器是由1片74LS192構成可。的7進制計數器，它也是采用置數的方法構成的，然后將不用的引腳接到合適的電平上即另外分別加入了手動校時電路，當斷開開關A時，計數脈沖停止，此時按自動恢復開關1可調節星期計數，按開關2可調日計數。圖19 31進制日計數器和 7進制星期計數器4.4、 月計數器月計數器的組成及工作原理同日計數器的組成和工作原理相同，此處不再贅述。另外不同之處是，當需要手動調節月計數時，需要先將C開關打開，然后按動3即可，正常工作時保持C開關時閉合的。日計數器電路圖如圖20所示。9*圖2012進制月計數器4.5、 年計數器為了簡化電路，

17、只設計了能顯示一百年的電路，電路圖如圖22所示，它是由兩片同步十進制雙時鐘加減計數器74LS192以異步級聯的方式構成的，低位芯片的進位端接高位芯片的加計數時鐘端，兩片的清零端要接低電平，使之無效，同樣，要注意的是，74LS192芯片不用的減計數時鐘端要接高電平才能使之正常工作。校時原理和月計數器相同。年計數器的電路圖如圖21所示。D匚口HEXYELLOW *F M t?1&IP A0-! 0ArHWHE6H)ii& c U.mJa-.n-OJ s打開開關后，電路正常工作，數碼管從00開始，顯示100以內數，撥動開關，可實現手動清零復位的功能，切斷脈沖，可以手動置數。如圖25.0圖24手動置數

18、六、實驗困難及解決措施6.1 、邏輯門的延時問題數碼管能否正常顯示出月份12月后再回到01月和日期31后正常跳變到01，并且向月份進位。比如在日計數器中，理想是接一個三輸入的與非門，在計數到32時，返回清零置位脈沖，實現異步清零置數，然而，會出現計數到20時返回清零置數信號，只就是在高位的數碼管由0001變為0010時，兩個1有一瞬間同時存在，這就造成20時產生清零置數脈沖，在需要需要檢測的數碼管的端子和與非門之間加上一個二輸入的與門，如想要正常顯示日期31后返回到01并進位，解決方法是在高位數碼管的低兩位分別和時鐘信號接入二輸入的與門，再連接到二輸入的與門，最后和低位數碼管的B端子連接到一個二輸入的與非門，輸出連接到和復位電路一起連接到160的清零和192的置數端。6.2、實現手動校正功能。解決方法：在芯片的脈沖端接入一個電源，中間用開關控制通斷，開關采用自動復位開關（及當外力消失后自動彈起），為防止電流過大再串聯一個電阻。斷開脈沖，按動此開關，會產生一個上升沿脈沖，送給芯片CLK端，即可實現手動調時功能。七、心得與總結通過M