1、電氣信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱大小月份自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)姓 名FRONT專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師課程設(shè)計(jì)時(shí)間2016年 9 月 12 日- 2016 年 9 月 26 日一、設(shè)計(jì)任務(wù)1.設(shè)計(jì)一電子鐘的大小月份自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，要求如下： 實(shí)現(xiàn)大小月份自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。即日期的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)大月31天，小月30天，2月28天。2. 用Multisim 進(jìn)行仿真。3. 在實(shí)驗(yàn)室組裝實(shí)際電路并調(diào)試通過(guò)。4. 寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。2、 設(shè)計(jì)要求1.思路清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖和電路圖。2.單元電路設(shè)計(jì)，給出具體設(shè)計(jì)思路和電路。3.寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。三、進(jìn)度安排第一周：周一：布置任務(wù)，查找資料；周二周三：設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案，仿真；周四周日：

2、領(lǐng)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(yùn)行或程序調(diào)試，下載運(yùn)行；周三：結(jié)果驗(yàn)收；周四：收元器件，整理實(shí)驗(yàn)室，撰寫報(bào)告，答辯；周五：資料整理。三、參考資料1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 閻石主編2、電子技術(shù)與EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)及仿真 郭照南 孫勝麟主編 目 錄1 設(shè)計(jì)總體思路及基本原理.61.設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖及電路總圖.7(1).總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖.7(2).電路總圖.8二單元電路設(shè)計(jì).91.計(jì)數(shù)顯示電路.9(1).月計(jì)數(shù)顯示電路.9(2).日計(jì)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(huì).14五附錄.14(1).原件清單.14(2).參考文獻(xiàn).15六電氣與信息工程系課程設(shè)計(jì)評(píng)分表.16一、設(shè)計(jì)總體思路與基本原理1、設(shè)計(jì)總體思路設(shè)計(jì)一大小月份自動(dòng)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(dòng)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(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成，采用級(jí)聯(lián)的方法分別構(gòu)成12、31、30、29進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并將十二個(gè)月份用兩片138譯碼器譯出十二個(gè)信號(hào)，從而把大月，小月，二月區(qū)分開來(lái)。數(shù)據(jù)選擇電路是運(yùn)用4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153，選擇大月31天、小月

4、30天、二月28天，然后進(jìn)行輸出，月份進(jìn)一，日置數(shù)為一，從而實(shí)現(xiàn)大小月份自動(dòng)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(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用數(shù)據(jù)選擇器出來(lái)的信號(hào)控制月份的進(jìn)位，當(dāng)滿足條件為十二月份且為31日的時(shí)候利用與非門邏輯電路控制160置數(shù)端使其置為1（對(duì)應(yīng)每年第一月是1月），使其1-12月循環(huán)，通過(guò)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(jìn)制計(jì)數(shù)器，用數(shù)據(jù)選擇器出來(lái)的信號(hào)控制日的置數(shù)，當(dāng)滿足條件為31日，或30日，或28日的時(shí)候利用與非門邏輯電路控制160置數(shù)端使其置為1（對(duì)應(yīng)每月第一天是1日），使其按大小月，二月循

5、環(huán)，通過(guò)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(dāng)邏輯電路從日計(jì)數(shù)器的輸出端譯出29、30、31三個(gè)信號(hào)送入數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端，從月份計(jì)數(shù)器輸出端輸出進(jìn)入138譯碼后，通過(guò)邏輯電路輸出小月信號(hào)，二月信號(hào)，不輸出信號(hào)代表大月（考慮到小月只有4個(gè)月份，可以簡(jiǎn)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(hào)和日計(jì)數(shù)器后的邏輯電路選擇輸出值，從而控制日期計(jì)數(shù)器置數(shù)端置一及月份計(jì)數(shù)器的使能端進(jìn)一，從而實(shí)現(xiàn)大小月份自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，即實(shí)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=28，

6、A=小月（4，6，9，11），B=2月，1G=0（大月）當(dāng)A和B為00時(shí)為大月（31天），表達(dá)式為如此可自動(dòng)調(diào)節(jié)天數(shù)。3、總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖及電路總圖總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖月 顯 示日 顯 示 譯碼月 計(jì) 數(shù) 器時(shí)鐘 控 制 邏 輯數(shù)據(jù)選擇器輸出日計(jì)數(shù)器（低位）時(shí)鐘置數(shù)控制端數(shù)據(jù)輸入輸出日計(jì)數(shù)器（高位） 時(shí)鐘 置數(shù)控制端 數(shù)據(jù)輸入A1來(lái)自時(shí)“計(jì)數(shù)器”級(jí)聯(lián)A0 00010000電路總圖：二、單元電路的設(shè)計(jì)1、計(jì)數(shù)顯示電路(1)月計(jì)數(shù)顯示電路 本電路是用兩片74LS160同步十進(jìn)制和一個(gè)三輸入與非門構(gòu)成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。通過(guò)控制74ls160的置數(shù)端LOAD和使能端，使月計(jì)數(shù)器能實(shí)現(xiàn)1-12循環(huán)，且能手動(dòng)調(diào)節(jié)月份，

7、其基本原理為加快月計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度，且不受數(shù)據(jù)選擇器的輸出端信號(hào)和日計(jì)數(shù)器計(jì)滿31的信號(hào)控制，使其從1-12已較快的速度循環(huán)，當(dāng)S5斷開，S1,S9閉合時(shí)，使能端為高電平，置數(shù)端只要滿12就置數(shù)，不受日計(jì)數(shù)器計(jì)滿31的信號(hào)控制，160開始計(jì)數(shù)，正常工作時(shí)日計(jì)數(shù)器計(jì)滿31的信號(hào)直接給三輸入與非門，當(dāng)滿足月份12，日計(jì)數(shù)計(jì)滿31時(shí)，與非門輸出低電平，使兩塊160置數(shù)，此時(shí)數(shù)碼管顯1，第一片的進(jìn)位信號(hào)控制第二片的使能端，實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)，構(gòu)成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器，示具體原理如圖所示：(2)日計(jì)數(shù)顯示電路 日計(jì)數(shù)顯示電路是由兩片74LS160和一個(gè)三輸入與非門，兩個(gè)二輸入與非門構(gòu)成。首先計(jì)數(shù)器從1開始計(jì)數(shù)，（每個(gè)月

8、從一號(hào)開始）所以160的預(yù)置數(shù)端要置數(shù)成0000,0001，保證每月都是從1日開始計(jì)數(shù)的，通過(guò)邏輯組合電路后進(jìn)入數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)與非門的輸入端都為1時(shí)，與非門的輸出端才為0，數(shù)據(jù)選擇器通過(guò)大小月份匹配的日計(jì)數(shù)信號(hào)控制輸出信號(hào)，通過(guò)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(shí)現(xiàn)計(jì)31天，30天，28天的功能，當(dāng)計(jì)滿31的時(shí)候，與非門輸出0，用一個(gè)非門將其轉(zhuǎn)變成1，給月計(jì)數(shù)器的與非門，控制其置數(shù)，當(dāng)復(fù)位鍵閉合時(shí)，置數(shù)端為低電平，一直置數(shù)為1，實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。2.控制調(diào)節(jié)電路（1）3線-8線譯碼器通過(guò)控制138譯碼器的三個(gè)使能端使得當(dāng)A2或D中有高電平時(shí)U1工作，當(dāng)A2和D中全為低電平

9、時(shí)U2工作，12個(gè)月份對(duì)應(yīng)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(jiàn)1-7月份由U2譯出，8-12月份由U1譯出，因?yàn)?，11月份譯出來(lái)的一樣，所以小月4，6，9，11只需要接一個(gè)三輸入與非門即可，當(dāng)二月，小月輸出為00時(shí)默認(rèn)為大月，使用譯碼器時(shí)應(yīng)當(dāng)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入端。

10、它的原理是通過(guò)給定不同的地址代碼（即AB的狀態(tài)），即可從3個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選出所要的一個(gè)，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(shè)計(jì)先用multisim仿真，仿真成功后就開始實(shí)物接線。先列出元件清單，然后從學(xué)習(xí)委員那里領(lǐng)芯片進(jìn)行接線工作。首先接月計(jì)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(gè)輸入端先接高電平，然后與160芯片構(gòu)成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器，接好后數(shù)碼管應(yīng)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(dāng)數(shù)碼管顯示2時(shí)，非門輸出為高電平，當(dāng)數(shù)碼管顯示4，6，9，11時(shí)與非門輸出為高電平，顯示其他數(shù)時(shí)均為低電平，此時(shí)接線正確，否則檢查接線錯(cuò)

11、誤，檢查電路的引腳有無(wú)錯(cuò)接和漏接，互碰等情況。其次是連接日計(jì)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(gè)；與非門相連，檢查其是否構(gòu)成28，30，31進(jìn)制計(jì)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(jìn)制計(jì)數(shù)輸出接非門后與月計(jì)數(shù)器的使能端相連，當(dāng)線路都接好時(shí)，連接電源，并觀察數(shù)碼管，當(dāng)數(shù)碼管能夠正確顯示并達(dá)到相應(yīng)功能時(shí)，說(shuō)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(wú)錯(cuò)接和漏接，互碰等情況。最后接完發(fā)現(xiàn)有時(shí)月計(jì)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(cuò)誤后數(shù)碼管正確顯示。下面是接線圖：4、 總結(jié)與體會(huì) 本次課程

12、設(shè)計(jì)，我們的任務(wù)是完成大小月份自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的設(shè)計(jì)。在仿真方面，我們用Multisim來(lái)仿真。在老師給任務(wù)書和詳細(xì)的講解后，我們對(duì)這個(gè)電路的設(shè)計(jì)有了一個(gè)大概的思路，在使用軟件仿真的過(guò)程中，使我加深了對(duì)于軟件的使用，學(xué)會(huì)了收斂錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因和解決辦法，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)遇到一些不懂的問(wèn)題，大部分問(wèn)題都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)解決，但是網(wǎng)絡(luò)上也有一些錯(cuò)誤的，所以自己要勤加思考，最后還可以問(wèn)老師，問(wèn)同學(xué)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中了解了各種芯片的管腳和功能，鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，使我加深了對(duì)課本上的邏輯芯片的認(rèn)識(shí)。在接線過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，接線前應(yīng)先檢查導(dǎo)線的好壞和芯片插座是否良好，以免造成檢查接線沒(méi)問(wèn)題，但就是顯示不正常

13、的結(jié)果，最后浪費(fèi)大量的精力去排查錯(cuò)誤，接一部分測(cè)一部分，以免造成各部分之間的相互干擾，導(dǎo)致整體出錯(cuò)，接芯片時(shí)先接芯片的電源，因?yàn)樵谡麄€(gè)接線過(guò)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(lái)的顯示錯(cuò)誤，由于線比較多，也遮擋住了接線孔，在接線過(guò)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(yán)重的可能會(huì)燒毀芯片，接好后檢查也不是很容易，所以接線時(shí)一定要非常非常細(xì)心。 通過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)，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(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。鞏固了我對(duì)于數(shù)字電子技術(shù)這門課程的學(xué)習(xí)，本次課設(shè)我的設(shè)計(jì)還有不少地方不是很好，希望在以后的學(xué)習(xí)中，通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)

14、來(lái)完善這些方面。 最后，這次課設(shè)雖然結(jié)束了，但我們對(duì)于數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)并沒(méi)有結(jié)束，以后的學(xué)習(xí)中必然用到數(shù)字電子的知識(shí)，所以這次的課設(shè)對(duì)我?guī)椭艽?。五、附?.元件清單3線-8線譯碼器74LS138 二片十進(jìn)制同步計(jì)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(gè)實(shí)驗(yàn)箱 一個(gè)導(dǎo)線 若干2、參考文獻(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 閻石 主編電子技術(shù)與EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)及仿真 郭照南 孫勝麟 主編 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié)項(xiàng)目評(píng)價(jià)優(yōu)良中及格不及格實(shí)踐環(huán)節(jié)（70%）設(shè)

15、計(jì)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(wù)完成情況獨(dú)立工作能力出勤情況設(shè)計(jì)報(bào)告（30%）設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容完整、規(guī)范，圖紙正確、清晰，設(shè)計(jì)步驟規(guī)范、正確，設(shè)計(jì)結(jié)果可行。綜合評(píng)價(jià)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定為：優(yōu) 良 中 及格 不及格 指導(dǎo)老師簽名：_ 日 期：_辨析：詳細(xì)闡述月份是怎樣控制日子的，畫出真值表，詳細(xì)寫出分析過(guò)程，從真值表函數(shù)式電路圖（詳細(xì)說(shuō)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 110

16、1 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(dāng)U1工作時(shí)，9，11月份為小月且譯出的二進(jìn)制碼相同，與其他月份沒(méi)有沖突，所以小月4，6，9，11只需要接一個(gè)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(rèn)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(shí)出來(lái)兩個(gè)低電平信號(hào)，小月時(shí)出來(lái)一個(gè)高電平信號(hào)，二月時(shí)出來(lái)一個(gè)高電平信號(hào)。 由電路圖可以看出地址端只有三種輸入情況，且日計(jì)數(shù)器從小計(jì)到大，所以當(dāng)滿足條件1Y=0后就會(huì)置數(shù)為1，