課程設(shè)計(jì)（論文）數(shù)字日歷電路的設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：數(shù)字日歷電路的設(shè)計(jì) 專業(yè)/班級： 通信工程 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 目的與要求(1) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)脈沖電路產(chǎn)生的信號(hào)；(2) 能進(jìn)行年、月、日的計(jì)時(shí)以及獨(dú)立的時(shí)間顯示電路；(3) 能進(jìn)行星期的顯示；(4) 快速校時(shí)；(5) 充分結(jié)合和利用所學(xué)的內(nèi)容來完成；(6) 選作內(nèi)容 可以進(jìn)行某年某月某日的備忘預(yù)設(shè)置，到達(dá)備忘日期后，該日期可以以4hz的頻率閃動(dòng)； 可以進(jìn)行某年某月某日的備忘預(yù)設(shè)置，到達(dá)備忘日期后，報(bào)警燈閃動(dòng)。原理及方案（1）多諧振蕩器電路：這里利用了555定時(shí)器和rc組成的多諧振蕩器,產(chǎn)生1khz的信號(hào)。（2）分頻器電路：利用三片74ls90集成芯片構(gòu)成分頻器將

2、1khz信號(hào)分頻得到1hz的秒脈沖信號(hào)，同時(shí)再利用一片74ls90芯片得到2hz的校時(shí)信號(hào)。（3）校時(shí)電路：利用一個(gè)開關(guān)和或門邏輯元器件組合而成。可以分別對時(shí)間和年、月、日等進(jìn)行校時(shí)。（4）譯碼顯示器：采用了共陰極的七段數(shù)字顯示器，和譯碼器74ls48集成芯片組合成。 （5）時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)電路：分別用兩片74ls90集成芯片組成24進(jìn)制、60進(jìn)制、60進(jìn)制作為時(shí)間的計(jì)數(shù)，均從0開始計(jì)數(shù)。（6）星期計(jì)數(shù)電路：由74ls161構(gòu)成的，從1開始計(jì)數(shù)到6，然后跳到8(星期日)，完成一個(gè)星期的計(jì)數(shù)。（7）年、月、日計(jì)數(shù)電路：年份的計(jì)數(shù)用4片74ls90構(gòu)成104進(jìn)制計(jì)數(shù)，月份由兩片74ls90構(gòu)成12進(jìn)

3、制并從1開始計(jì)數(shù)，而日也用74ls90構(gòu)成經(jīng)過數(shù)據(jù)選擇器74ls151根據(jù)月份進(jìn)行大月31進(jìn)制、小月30進(jìn)制、二月29進(jìn)制的計(jì)數(shù)。（8）備忘錄預(yù)設(shè)置電路：由計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器構(gòu)成可以對某日某月的設(shè)置。（9）報(bào)警燈閃動(dòng)系統(tǒng)：通過比較器74ls85對預(yù)設(shè)置和當(dāng)前日期比較，相等時(shí)輸出信號(hào)使燈閃動(dòng)。原理方框圖如下：振蕩器分頻器時(shí)計(jì)數(shù)譯碼 顯示器分計(jì)數(shù)譯碼 顯示器秒計(jì)數(shù)譯碼 顯示器校 時(shí)年計(jì)數(shù)譯碼顯示器月計(jì)數(shù)譯碼 顯示器日計(jì)數(shù)譯碼 顯示器星期計(jì)數(shù)譯碼顯示器備忘錄譯碼顯示器備忘錄報(bào)警燈 閃動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程1. 秒信號(hào)產(chǎn)生電路本電路中的振蕩器是由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555內(nèi)部的比較器靈敏度較

4、高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。工作原理：時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率很高，要得到秒脈沖，需要分頻電路。振蕩器產(chǎn)生的振蕩頻率為1000hz，用3片74ls90進(jìn)行分頻后可得到1hz的秒脈沖信號(hào)，再用一片74ls90構(gòu)成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器將10hz脈沖分頻為0.5秒的脈沖信號(hào),以備校時(shí)電路需要。對于晶體振蕩器可以產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率，一般時(shí)鐘都選用，但對集成電路cd4060沒學(xué)習(xí)過就不考慮。具體電路如下：555振蕩器與分頻器的連接電路由于滑阻只能以每5%的改變，所以頻率還可調(diào)。555振蕩器電路的震蕩周期可由下式估算：t1= (r1+r2)cln2 t2 =r2cln2 t=t1+

5、t2=(r1+2r2)cln20.7(r1+2r2)c若選定脈沖占空比q為0.6，可得 q=0.6 t1=0.61ms=0.6ms t2=t-t1=1-0.6=0.4ms 取電容容c=0.1f，則r2=5.714k r1=- r2=8.571-5.714k=2.857 k 取r2=5.1k r1= 2k rp=5 k 由此產(chǎn)生的1khz信號(hào)要調(diào)節(jié)rp ， 經(jīng)過分頻電路產(chǎn)生1hz秒脈沖信號(hào)，同時(shí)分出2hz脈沖校時(shí)用。分頻電路如上圖可見由74ls90構(gòu)成計(jì)數(shù)進(jìn)制進(jìn)行分頻。2. 校時(shí)電路 在電路連接檢測中為了能快速的見到效果或快速校時(shí)利用開關(guān)與一個(gè)或邏輯門7432n相連，輸出端接入計(jì)數(shù)器，輸入端接進(jìn)

6、位信號(hào)和校時(shí)信號(hào)，通過按鈕開關(guān)控制。3. 顯示譯碼器顯示譯碼器是一種將二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字、文字、符號(hào)用人們習(xí)慣的形式直接表示出來的電路。七段數(shù)字顯示器，七段發(fā)光二極管組成的數(shù)字顯示器。有共陰極和共陽極之分，實(shí)驗(yàn)中采用輸出為高電頻有效，和共陰極數(shù)碼管搭配的74ls48芯片。試燈lt，動(dòng)態(tài)滅零輸入rbi均低電頻有效。 4.時(shí)分秒計(jì)數(shù)電路利用兩片74ls90芯片級聯(lián)，產(chǎn)生24進(jìn)制和60進(jìn)制的計(jì)數(shù)作為時(shí)分秒的計(jì)數(shù)器。將74ls90內(nèi)部二進(jìn)制和五進(jìn)制計(jì)數(shù)器級聯(lián)可構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。內(nèi)部圖如下m=2m=5 qa qb qc qd cpa cpb由6片74ls90構(gòu)成的時(shí)間計(jì)數(shù)譯碼顯示器如下圖:六十進(jìn)制計(jì)數(shù)

7、器如下圖： 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器如下圖：5.星期計(jì)數(shù)譯碼顯示器 利用74ls161的置一計(jì)數(shù)，可形成1到7的循環(huán)計(jì)數(shù)，同時(shí)利用譯碼器74ls48的試燈輸入lt低電頻有效，在計(jì)數(shù)到7時(shí)試燈使其燈全亮成為8，形成星期日。如下圖所示6.年、月、日計(jì)數(shù)譯碼顯示器 年份有4片74ls90芯片級聯(lián)而成如圖：月份由兩個(gè)74ls90芯片級聯(lián)而成形成12進(jìn)制，并使其從1開始計(jì)數(shù)，同理日根據(jù)月份的大小用兩個(gè)74ls90芯片形成29、30、31進(jìn)制計(jì)數(shù)用邏輯門電路分開，然后利用數(shù)據(jù)選擇器八選一74ls151芯片根據(jù)月份大小進(jìn)行日計(jì)數(shù)的選擇?？刂七x擇電路主要由8選1數(shù)據(jù)選擇器74ls151和組合邏輯電路組成。通過比較，每

8、月可通過高位與低位最高位相與，低位次高位及低位最低位三組數(shù)據(jù)表示，即可用大月為001,011,100,小月為010，101,2月為000來表示，將其分別送入74ls151的輸入端a、b、c。如下圖下圖所示： 月份和某日的電路連接圖7.備忘錄預(yù)設(shè)置由74ls90構(gòu)成的12進(jìn)制和31進(jìn)制，可以用來對月份和某日的設(shè)置，當(dāng)?shù)竭_(dá)該日期后，通過報(bào)警燈閃動(dòng)系統(tǒng)來提示人。備忘錄數(shù)字設(shè)置圖形如下8.報(bào)警燈閃動(dòng)電路采用芯片74ls85比較器，通過當(dāng)前的時(shí)間和所設(shè)定的備忘錄時(shí)間比較來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)相等時(shí)輸出信號(hào)脈沖使報(bào)警燈閃動(dòng)，同時(shí)可通過開關(guān)將其關(guān)掉。總電路圖為了加快顯示用信號(hào)發(fā)生器暫時(shí)替代信號(hào)源 總結(jié)通過本次的實(shí)習(xí)對數(shù)

9、字電路等有了更清晰的理解，同時(shí)在數(shù)字日歷的設(shè)計(jì)過程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)以及了解了各芯片的工作原理和其具體的使用方法，并學(xué)會(huì)使用。經(jīng)過在數(shù)電實(shí)驗(yàn)課上對一些芯片的實(shí)際操作和了解，同時(shí)參考課本數(shù)字電子技術(shù)上對一些芯片原理的解釋和應(yīng)用，勉強(qiáng)的設(shè)計(jì)出符合要求的原理圖。在初步的設(shè)計(jì)中，由于對multisim仿真軟件的不熟悉，犯了很多錯(cuò)誤和走了很多彎路，同時(shí)對學(xué)好外語有了實(shí)質(zhì)的感受特別是仿真出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候。但通過在軟件中的連線，對相應(yīng)的芯片的引腳圖和工作原理有了更好的理解和熟悉。當(dāng)然設(shè)計(jì)的電路不會(huì)是最簡單，最經(jīng)濟(jì)，最實(shí)用的電路。聽說用單片機(jī)很簡單，不過沒有學(xué)習(xí)過，以后要努力學(xué)習(xí)同時(shí)擴(kuò)大學(xué)習(xí)視野。還發(fā)現(xiàn)自己對軟件的使用不熟悉里面的很多元器件都不認(rèn)識(shí)，以及一些其他功能的認(rèn)識(shí)。就像在設(shè)計(jì)仿真電路中1hz脈沖在函數(shù)傳遞以um時(shí)間的運(yùn)行下，等到進(jìn)位到1s時(shí)才有一個(gè)脈沖，越復(fù)雜運(yùn)行時(shí)間越長，單獨(dú)一個(gè)計(jì)數(shù)器和信號(hào)源卻可以很好的工作。但最后看到結(jié)果是這一切都是值得的。同時(shí)這個(gè)設(shè)計(jì)不是所有條件都符合，找到一個(gè)最大限度滿足各種條件的方案是這次設(shè)計(jì)的目標(biāo)。每