大小月份自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

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。2、 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：

2、領元器件，電路安裝，或程序調(diào)試；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(jié)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 2目 錄1 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(jié)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.1617一、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74LS160同步十進制計數(shù)器構(gòu)成，采用級聯(lián)的方法分別構(gòu)成12、31、30、29進制計數(shù)器，并將十二個月份用兩片138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)選擇器74LS153，選擇大月31天

4、、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(gòu)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日的時候利用與非門邏輯電路控制160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，

5、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(gòu)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)138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=30，1C2=

6、28，A=小月（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月 顯 示日 顯 示 譯碼月 計 數(shù) 器時鐘 控 制 邏 輯數(shù)據(jù)選擇器輸出日計數(shù)器（低位）時鐘置數(shù)控制端數(shù)據(jù)輸入輸出日計數(shù)器（高位） 時鐘 置數(shù)控制端 數(shù)據(jù)輸入A1來自時“計數(shù)器”級聯(lián)A0 00010000電路總圖：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(gòu)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)

7、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(gòu)成12進制計數(shù)器，示具體原理如圖所示：(2)日計數(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(gòu)成。首先計數(shù)器從1開始計數(shù)，（

8、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74ls160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。2.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

9、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），01000（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74ls138譯出的為反碼。(2)74LS153數(shù)據(jù)選擇器 AB為選擇輸入端，1C01C3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

10、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，并送至輸出端1Y。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，74LS10N的一個輸入端先接高電平，然后與160芯片構(gòu)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

11、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(gòu)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。最后接完發(fā)現(xiàn)有時月計數(shù)器從9直接跳到了12，最后確定是有根線接觸不良，排除錯誤后數(shù)碼管正確顯示。下面是接線圖：4、 總結(jié)與體會 本

12、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。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

13、不正常的結(jié)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

14、的學習來完善這些方面。 最后，這次課設雖然結(jié)束了，但我們對于數(shù)字電子技術的學習并沒有結(jié)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艽蟆Ｎ?、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

15、%）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，圖紙正確、清晰，設計步驟規(guī)范、正確，設計結(jié)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，從真值表函數(shù)式電路圖（詳細說明）月份74LS160輸出值74LS138輸入值74LS138輸出值U5 U6U1 U2U1 U2QD,QC,QB,QAC,B,A 10000 0001不工作 001不工作 1011 111120000 0010不工作 010不工作

16、1101 111130000 0011不工作 011不工作 1110 111140000 0100不工作 100不工作 1111 011150000 0101不工作 101不工作 1111 101160000 0110不工作 110不工作 1111 110170000 0111不工作 111不工作 1111 111080000 1000000 不工作0111 1111 不工作90000 1001001 不工作1011 1111 不工作100001 0000000 不工作0111 1111 不工作110001 0001001 不工作1011 1111 不工作120001 0010010 不工作1101 1111 不工作由真值表可以看出，當U1工作時，9，11月份為小月且譯出的二進制碼相同，與其他月份沒有沖突，所以小月4，6，9，11只需要接一個三輸入與非門即可，分別接在138的，另一片的，二月接在138的，其他值默認為大月，注意到74ls138譯出的為反碼，所以用到與非門和非門（有零出一）本部分電路的最后結(jié)果為大月時出來兩個低電平信號，小月時出來一個高電平信號，二月時出來一個高電平信號。 由電路圖可以看出地址端只有三種輸入情況，且日計數(shù)器從小計到大，所以當滿足條件1Y=0后就會置數(shù)為1，