大小月份自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)剖析

1、電氣信息學院課程設計任務書課題名稱 大小月份自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)姓 名 FRONT 專業(yè) 班級 學號 指導老師課程設計時間 2016年9月12日-2016 年9月26日一、設計任務1設計一電子鐘的大小月份自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，要求如下：實現(xiàn)大小月份自動調(diào)節(jié)功能。即日期的計數(shù)實現(xiàn)大月31天，小月30天，2月28天。2.用Multisim進行仿真。3在實驗室組裝實際電路并調(diào)試通過。4寫出設計報告。二、設計要求1思路清晰，給出整體設計框圖和電路圖。2單元電路設計，給出具體設計思路和電路3寫出設計報告三、進度安排第一周：周一：布置任務，查找資料； 周二周三：設計系統(tǒng)方案，仿真；周四周日：領元器件，電路安裝，或程序調(diào)試

2、；第二周：周一周二：電路安裝，調(diào)試，運行或程序調(diào)試，下載運行; 周三：結果驗收；周四：收元器件，整理實驗室，撰寫報告，答辯； 周五：資料整理。三、參考資料1、數(shù)字電子技術基礎 閻石主編2、電子技術與EDA技術實驗及仿真郭照南孫勝麟主編21目錄一設計總體思路及基本原理 61. 設計總體思路 62. 基本原理 6(1) . 月份顯示器 6(2) . 日顯示器 6(3) . 控制調(diào)節(jié)電路 63. 總體設計簡圖及電路總圖 7(1). 總體設計簡圖 7(2). 電路總圖 8二單元電路設計 91. 計數(shù)顯示電路 9(1). 月計數(shù)顯示電路 9(2). 日計數(shù)顯示電路 102. 控制調(diào)節(jié)電路 11(1).3

3、 線 8線譯碼器 11(2).74LS153 數(shù)據(jù)選擇器 12三安裝，調(diào)試步驟與故障診斷 12四總結與體會 14五附錄 14(1). 原件清單 14(2). 參考文獻 . 15六電氣與信息工程系課程設計評分表 16一、設計總體思路與基本原理1、設計總體思路設計一大小月份自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大月 31 天，小月 30 天，二月 28 天，在月份上可以 手動調(diào)節(jié)。月份調(diào)節(jié)和日顯示電路均用兩片 74LS16 0同步十進制計數(shù)器構成，采用級聯(lián)的方法分 別構成 12、31、30、29進制計數(shù)器，并將十二個月份用兩片 1 38譯碼器譯出十二個信號， 從而把大月，小月，二月區(qū)分開來。數(shù)據(jù)選擇電路是運用4選1數(shù)據(jù)選

4、擇器74LS153,選擇大月 31 天、小月 30 天、二月 28天，然后進行輸出，月份進一，日置數(shù)為一，從而實 現(xiàn)大小月份自動調(diào)節(jié)功能。2、基本原理月份顯示器利用兩片74LS160同步十進制計數(shù)器級聯(lián)成12進制計數(shù)器。用數(shù)據(jù)選擇器出來的信號 控制月份的進位，當滿足條件為十二月份且為 31 日的時候利用與非門邏輯電路控制 160 置數(shù)端使其置為 1（對應每年第一月是 1 月），使其1-12 月循環(huán)，通過數(shù)碼管顯示出月份。日顯示器日期顯示電路跟月份顯示電路原理一樣，構成 31、30、28 進制計數(shù)器，用數(shù)據(jù)選擇器 出來的信號控制日的置數(shù)，當滿足條件為 31 日，或 30日，或 28日的時候利用與

5、非門邏 輯電路控制 1 60置數(shù)端使其置為 1（對應每月第一天是 1 日），使其按大小月，二月循環(huán)， 通過數(shù)碼管顯示出日?？刂普{(diào)節(jié)電路控制電路是采用兩片 138譯碼器構成，當邏輯電路從日計數(shù)器的輸出端譯出29、30、31 三個信號送入數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端， 從月份計數(shù)器輸出端輸出進入 138譯碼后，通過 邏輯電路輸出小月信號，二月信號，不輸出信號代表大月（考慮到小月只有4個月份，可以簡化電路），送入數(shù)據(jù)選擇器地址輸入端，數(shù)據(jù)選擇器 153根據(jù)經(jīng) 1 38譯碼器后的邏輯電路輸出的信號和日計數(shù)器后的邏輯電路選擇輸出值，從而控制日期計數(shù)器置數(shù)端置一及月份計數(shù)器的使能端進一，從而實現(xiàn)大小月份自動調(diào)節(jié)功

6、能，即實現(xiàn)大月31天，小月30天，二月29天。令數(shù)據(jù)選擇器的地址端輸入為 1C0=31, 1C1=3Q 1C2=28 A=、月（4, 6, 9，11），B=2月，1G=0（大月）當A和B為00時為大月（31天），表達式為1Y =（二月）（小月）（31 天）（二月）（小月）（30天） （二月）（小月）（28天）如此可自動調(diào)節(jié)天數(shù)。3、總體設計簡圖及電路總圖總體設計簡圖電路總圖:MEJ匕rL 1 - 7 -mE-A .3 jTV J-W_jJo壬工o 二3JS亙町廠* - r H -I 匸T J FJT -T h1.,.目|S豪IgTT =a= HP4t n tJC H 一J.:弓孚燼w s=;=

7、g二、單元電路的設計1、計數(shù)顯示電路（1）月計數(shù)顯示電路本電路是用兩片74LS160同步十進制和一個三輸入與非門構成 12進制計數(shù)器通過控制74ls160的置數(shù)端LOAD和使能端，使月計數(shù)器能實現(xiàn)1-12循環(huán)，且能手 動調(diào)節(jié)月份，其基本原理為加快月計數(shù)器的計數(shù)速度，且不受數(shù)據(jù)選擇器的輸出端信號和 日計數(shù)器計滿31的信號控制，使其從1-12已較快的速度循環(huán)，當S5斷開，S1,S9閉合時, 使能端為高電平，置數(shù)端只要滿12就置數(shù)，不受日計數(shù)器計滿31的信號控制，160開始計數(shù)，正常工作時日計數(shù)器計滿 31的信號直接給三輸入與非門，當滿足月份 12，日計數(shù) 計滿31時，與非門輸出低電平，使兩塊160

8、置數(shù)，此時數(shù)碼管顯1,第一片的進位信號控制第二片的使能端，實現(xiàn)級聯(lián)，構成12進制計數(shù)器，示具體原理如圖所示:DCD HEX DIG GREEN翡隊兒曲如圖所示（斷幵）時正常工作當測閉合*1,刈新開時復拉.即-直理數(shù)為一當Sh斷開用I*購閉合時，調(diào)節(jié)月份，調(diào)節(jié)完后光斷開闌， 再斷開劉即可正常工件（調(diào)節(jié)時不哽數(shù)據(jù)逸擇器輸出端和 日計範i|滿31的信號控制，即加快了月計議蠱的耳數(shù)淖搜）口口 U口uq H 味w- QU13C /4LS10N74LS1S0N出 口 pq笛:彳數(shù)據(jù)選擇蠱輸岀端宿労74LS04NVCCS9 o亠W -協(xié)擠QH計飆帶計滿3I的殆號XETG1M 3 JW+ CDM -(2)日計

9、數(shù)顯示電路日計數(shù)顯示電路是由兩片74LS160和一個三輸入與非門，兩個二輸入與非門構成。首先計數(shù)器從1開始計數(shù)，(每個月從一號開始)所以 160的預置數(shù)端要置數(shù)成 0000,0001，保證每月都是從1日開始計數(shù)的，通過邏輯組合電路后進入數(shù)據(jù)選擇器，當 與非門的輸入端都為1時，與非門的輸出端才為0,數(shù)據(jù)選擇器通過大小月份匹配的日計 數(shù)信號控制輸出信號，通過數(shù)據(jù)選擇器的輸出端控制74IS160的置數(shù)端，使其置數(shù)為1,實現(xiàn)計31天，30天，28天的功能，當計滿31的時候，與非門輸出0,用一個非門將其轉(zhuǎn) 變成1,給月計數(shù)器的與非門，控制其置數(shù)，當復位鍵閉合時，置數(shù)端為低電平，一直置數(shù)為1，實現(xiàn)復位功能

10、計満2信號 計満30苗號U11O74LS00N U11B計満3I信號74LS0QN LJ13A74LS10NU14C741 S04NDCD.HEX.DIG.GREEN74LS160Nn-.af31S血VL 0CO fM 4=TLXFG1VCC頂741 S160NU4J1Y3WA2.控制調(diào)節(jié)電路（1） 3線-8線譯碼器通過控制138譯碼器的三個使能端使得當 A2或D中有高電平時U1工作，當A2和D 中全為低電平時 U2工作，12個月份對應的碼輸出為 00001（ 1），00010 （2）, 00011 （3）， 00100 （ 4），00101（ 5），00110（ 6），00111（ 7），0

11、1000（ 8），01001（ 9），10000（ 10）, 10001 （11），10010 （12），可見1-7月份由U2譯出，8-12月份由U1譯出，因為9，11月 份譯出來的一樣，所以小月4, 6, 9, 11只需要接一個三輸入與非門即可，當二月，小月 輸出為00時默認為大月，使用譯碼器時應當注意到 74IS138譯出的為反碼。數(shù)碼管好Sr迂迂一VCC0VI 2石丄Y35 Y611274LS153數(shù)據(jù)選擇器AB為選擇輸入端，1C0-1C3為數(shù)據(jù)端,1Y為數(shù)據(jù)輸出端，1G為低電平有效的選通輸 入端。它的原理是通過給定不同的地址代碼（即 AB的狀態(tài)），即可從3個輸入數(shù)據(jù)中選出 所要的一個，

12、并送至輸出端1丫。-/IFPFF Sd Y f z T e t q4LJI- ILJ ：|PK_JfM fM rw74HC153N 6VU16數(shù)UK諛tf 輸出r|満:信歲U14C 74LS04N討淌:佶芳給月譏a器三、安裝、調(diào)試步驟與故障診斷本次課程設計先用multisim仿真，仿真成功后就開始實物接線。先列出元件清單，然后從學習委員那里領芯片進行接線工作。首先接月計數(shù)器部分，并且與數(shù)碼管相連，使能端先全部接高電平，74LS10 N的一個輸入端先接高電平，然后與160芯片構成12進制計數(shù)器，接好后數(shù)碼管應從1-12循環(huán)顯 示，然后再與兩片138相連，接上與非門和非門后，當數(shù)碼管顯示2時，非門

13、輸出為高電平，當數(shù)碼管顯示4, 6, 9, 11時與非門輸出為高電平，顯示其他數(shù)時均為低電平，此時 接線正確，否則檢查接線錯誤，檢查電路的引腳有無錯接和漏接，互碰等情況。其次是連接日計數(shù)器部分，并使其與數(shù)碼管相連，160的置數(shù)端分別依次與三個；與非門相連，檢查其是否構成 28, 30，31進制計數(shù)器，正確顯示后再把置數(shù)端接到 153上 去，然后把153的輸入部分接好，把日的31進制計數(shù)輸出接非門后與月計數(shù)器的使能端 相連，當線路都接好時，連接電源，并觀察數(shù)碼管，當數(shù)碼管能夠正確顯示并達到相應功 能時，說明接線正確，如果不能正確顯示，就要檢查線路是否連正確，電路的引腳有無錯 接和漏接，互碰等情況

14、。最后接完發(fā)現(xiàn)有時月口. 口到了12口數(shù)管顯示。是i1.*1A1IInl四、總結與體會本次課程設計，我們的任務是完成大小月份自動調(diào)節(jié)功能的設計。在仿真方面，我們 用 Multisim 來仿真。 在老師給任務書和詳細的講解后， 我們對這個電路的設計有了一個大 概的思路，在使用軟件仿真的過程中，使我加深了對于軟件的使用，學會了收斂錯誤出現(xiàn) 的原因和解決辦法，在設計過程中，會遇到一些不懂的問題，大部分問題都可以通過網(wǎng)絡 解決，但是網(wǎng)絡上也有一些錯誤的，所以自己要勤加思考，最后還可以問老師，問同學。 在設計的過程中了解了各種芯片的管腳和功能，鞏固了所學的專業(yè)知識，使我加深了對課 本上的邏輯芯片的認識。

15、在接線過程中也出現(xiàn)了一些問題，接線前應先檢查導線的好壞和芯片插座是否良好， 以免造成檢查接線沒問題，但就是顯示不正常的結果，最后浪費大量的精力去排查錯誤， 接一部分測一部分，以免造成各部分之間的相互干擾，導致整體出錯，接芯片時先接芯片 的電源，因為在整個接線過程中線是非常多的，不先接好在后面很容易忘記，出現(xiàn)芯片不 工作帶來的顯示錯誤，由于線比較多，也遮擋住了接線孔，在接線過程中一定要避免裸露 的線頭碰到一起或搭在了其他芯片上， 嚴重的可能會燒毀芯片， 接好后檢查也不是很容易， 所以接線時一定要非常非常細心。通過兩周的課程設計，我受益良多，使我了解了各種芯片的使用方法和功能更提高了 我的動手能力

16、和解決問題的能力。鞏固了我對于數(shù)字電子技術這門課程的學習，本次 課設我的設計還有不少地方不是很好，希望在以后的學習中，通過不斷的學習來完善這些 方面。最后，這次課設雖然結束了，但我們對于數(shù)字電子技術的學習并沒有結束，以后的學習 中必然用到數(shù)字電子的知識，所以這次的課設對我?guī)椭艽?。五、附?. 元件清單3 線 -8 線譯碼器 74LS138二片十進制同步計數(shù)器 74160四片三 3 輸入正與非門 74LS10一片四 2 輸入正或門 74LS32一片雙四選一數(shù)據(jù)選擇器 74153一片四 2 輸入與非門 7400一片六反相器 74LS04一片八段共陰顯示器四個實驗箱一個導線若干2、參考文獻?數(shù)字電

17、子技術基礎?閻石 主編?電子技術與EDA技術實驗及仿真？郭照南孫勝麟主編電子技術課程設計評分標準環(huán)節(jié)項目評價優(yōu)良中及格不及格實踐環(huán)節(jié)(70%設計方案合理性與創(chuàng)造性 軟件仿真完成情況 硬件調(diào)試完成情況答辯情況 任務完成情況 獨立工作能力出勤情況設計報告(30%設計報告內(nèi)容完整、規(guī)范，圖紙 止確、清晰，設計步驟規(guī)氾、正 確，設計結果可行。綜合評價課程設計成績評定為：優(yōu) 良 中 及格 不及格 指導老師簽名：日期：辨析：詳細闡述月份是怎樣控制日子的，畫出真值表，詳細寫出分析過程，從真值表 T函數(shù)式T電路圖（詳細說明）i：0 Ei 1円壬 W i_(j- lLf . -tr !_iit-aIHM x-

18、74LS32NUUA-C74LS04N*s芬.u-74LS138Nhvet9e1siVS聘 VC5HDr?/4I S13BNU13B c IL510N74ILS160Nk& S3 aua T4LS160NBi uwU13CMLSinN:RFFF741 SD4NLJHE3Y74LWNn UHC15JIM_6V U1SXFG1月份74LS160輸出值74LS138輸入值74LS138輸出值U5U6U1U2U1U2QD,QC,QB,QAC,B,A丫。 Y 丫2 丫3丫4 丫5 丫6 丫7100000001不工作001不工作1011 1111200000010不工作010不工作1101 1111300000011不工作011不工作1110 1111400000100不工作100不工作1111 0111500000101不工作101不工作1111 1011600000110不工作110不工作1111 1101700000111不工作111不工作1111 1110800001000000 不工作0111 111不工作900001001001 不工作1011 111不工作1000010000000 不工作0111 11