星期歷課程設(shè)計報告學院：信息科學技術(shù)學院班級：09自動化四班學號：********姓名：**

設(shè)計任務制作一個簡易星期歷，也就是讓一個數(shù)碼管從周一到周日一次循環(huán)顯示；星期歷要有預置功能，能實現(xiàn)從“日——6”任意一天開始計數(shù)并顯示；制作一個能自動產(chǎn)生時間脈沖的時間振蕩系統(tǒng)。設(shè)計難點星期歷的設(shè)計總體來講就兩個難點，相對來說比較少，稍加考慮便能解決。一個是數(shù)碼管的顯示從“6”到“日”的轉(zhuǎn)換，這里用邏輯門就可以輕易解決了；另一個是實現(xiàn)預置的功能，由于我們采用的計數(shù)器是74LS90，是一個只能實現(xiàn)預置9跟清零的功能，因此預置的時候我們采用的是按鍵預置，也還是比較快捷方便的。設(shè)計總體概要說明1.星期歷的大概設(shè)計框圖如下所示。 在設(shè)計時候先用Proteus在電腦上進行了軟件仿真，并且仿真時候能夠?qū)崿F(xiàn)預定功能。由于正常來講數(shù)碼管自加一個數(shù)的周期是24小時，周期比較長，不適合調(diào)試與檢測。因此本次設(shè)計時特意將振蕩器的頻率調(diào)為1Hz，通過設(shè)置555的電阻跟電容值可以達到這一要求。將振蕩器的時鐘脈沖輸送給計數(shù)器，然后通過適當?shù)倪壿嬮T控制電路檢測可以控制計數(shù)器的起始計數(shù)狀態(tài)，從計數(shù)器輸出的計數(shù)狀態(tài)傳輸至譯碼器，通過譯碼器的譯碼并且驅(qū)動七段數(shù)碼管顯示相應的計數(shù)器的狀態(tài)即可。預置功能的實現(xiàn)是在預置環(huán)節(jié)里邊由一個單刀雙擲開關(guān)將555振蕩器轉(zhuǎn)換為由按鍵控制的脈沖信號發(fā)生裝置，這樣通過按鍵和數(shù)碼管的顯示數(shù)值就可以對計數(shù)器進行預置。預置完成后再將雙擲開關(guān)撥到555多諧振蕩器端，最終數(shù)碼管將按照“日、1、2、3、4、5、6”的規(guī)律循環(huán)顯示。2．整個電路運行情況（附總體設(shè)計圖見最后）（1）單刀雙擲開關(guān)與下面觸點相連時。此時信號脈沖由多諧振蕩器產(chǎn)生，并且通過設(shè)置使其輸出為穩(wěn)定的頻率為1HZ的脈沖，再送入計數(shù)器74LS90，計數(shù)器以十進制進行計數(shù)，并通過譯碼器顯示到數(shù)碼管上。計數(shù)到7時，74LS90的QCQBQA=111，由于星期歷只能顯示星期“1—6”以及“星期日”，所以這里采用了一個3輸入與門74LS11，輸入端分別與QC、QB、QA相連，將其輸出端與計數(shù)器的置零端R0（1）、R0（2）相連接，將計數(shù)器輸出清零。因為需要輸出的是“日”，而不“0”，所以這里又采用了兩個二輸入或門（由于實驗室沒找到三輸入或門），輸入端分別與QC、QB、QA相連接，輸出端與譯碼器74LS48的接口連接。此時輸入低電平，譯碼器輸出全部為高電平，數(shù)碼管顯示為“日”。隨著下一個脈沖的到來，計數(shù)器重新開始計數(shù)，進行“日”到“6”的循環(huán)。（2）單刀雙擲開關(guān)上面觸點相連時。現(xiàn)在電路系統(tǒng)處于初值預置狀態(tài)，通過按動按鍵，將向計數(shù)器發(fā)送脈沖信號，計數(shù)器計逐個數(shù)，也能通過譯碼器顯示到數(shù)碼管上。繼續(xù)按動，直到數(shù)碼管顯示為預期的初值為止，然后將開關(guān)在撥回下面觸點計數(shù)器就恢復到自動產(chǎn)生脈沖并計數(shù)顯示的狀態(tài)，這樣就完成了星期歷的預置并讓其繼續(xù)正常工作。器件的選定器件型號或功能數(shù)量器件型號或功能數(shù)量74LS90計數(shù)器174LS48譯碼器174LS11三輸入與門174LS32兩輸入或門1數(shù)碼管（共陰）數(shù)碼顯示1555定時器產(chǎn)生脈沖1電容0.01uF、1uF各1電阻10K、1M、215K各1雙擲開關(guān)兩路間的切換1按鍵產(chǎn)生脈沖1導線連接若干單元電路設(shè)計1.555定時器組成的多諧振蕩器（1）.基本工作原理接通VCC后，VCC經(jīng)R1和R2對C充電。當uc上升到2VCC/3時，uo=0，T導通，C通過R2對T放電，uc下降。當uc下降到VCC/3時，uo又由0變?yōu)?，T截止，VCC又經(jīng)R1和R2對C充電。如此重復上述過程，在輸出端uo產(chǎn)生了連續(xù)的矩形脈沖。振蕩頻率計算公式：f=1.43/[（R1+2R2）*C]。（2）.仿真電路圖及功能闡述電路中R1、R2分別取1M及215K的電阻，濾波電容C1為0.01uF，充電電容C2取1uF，這樣根據(jù)公式：f=1.43/[（R1+2R2）*C]可計算出頻率為1Hz，這樣只要接通電源以后555組成的一個時間脈沖振蕩器就能工作了，并且用Pro——teus中的示波器測量顯示頻率就為1Hz，將圖中Q端的輸出引向撥動開關(guān)的一側(cè)即可。555組成的定時器電路圖2.脈沖計數(shù)電路74LS90是二—五—十進制異步加法計數(shù)器，它既可以作二進制加法器，又可以作五進制和十進制加法計數(shù)器。連線圖如左圖所示，本題中采用的是90的8421BCD碼輸出計數(shù)方式，可將B輸入同QA輸出連接，輸入計數(shù)脈沖可加到輸入A上，此時輸出就如下面功能表上所要求的那樣。計數(shù)器正常工作的時候，當QDQCQBQA=0111的時候，由三輸入與門檢測到QCQBQA=111這個狀態(tài)時候立即反饋到90計數(shù)器的清零端R0（1）、R0（2），使得計數(shù)器立即置零，并且7這個狀態(tài)不能夠輸出（因為90是異步置零），這樣就實現(xiàn)了由90計數(shù)器構(gòu)成的一個7進制的能夠自啟動的計數(shù)器，但是由于本次要實現(xiàn)的是“1—6”和“日”的顯示，因此需要將計數(shù)器狀態(tài)0檢測到，并且通過一個或門能夠?qū)CQBQA=000這個反饋信號反饋給74LS48的端口使得在計數(shù)器的0狀態(tài)時候數(shù)碼管顯示的是“日”形的。74LS90功能表輸入輸出功能清零置9時鐘QDQCQBQAR0（1）、R0（2）R9（1）、R9（2）CP1、CP211XX0XX0000清零XX011XX1001置9XX0XX0↓1QA輸出二進制計數(shù)1↓QDQCQB輸出五進制計數(shù)↓QAQDQCQBQA輸出8421BCD碼十進制計數(shù)QD↓QDQCQBQA輸出5421BCD碼十進制計數(shù)11不變保持 74LS90的引腳封裝圖如左圖所示，在進行實物制作的時候要注意，該芯片的電源跟接地引腳比較特殊，不像普通的集成芯片那樣7是GND，14是VCC，它是5腳接VCC，10腳接GND，并且還有幾個引腳沒有功能，因此焊接時候一定要注意別在這出錯了。74LS90引腳封裝圖計數(shù)器開始時候從“0000”狀態(tài)開始計數(shù)，然后依次是輸出1—6的8521BCD碼，在數(shù)碼管顯示上邊對應的就是“日—6”的循環(huán)計數(shù)。3.譯碼及顯示電路（1）.共陰極數(shù)碼管原理圖及引腳圖如左圖所示，共陰極數(shù)碼管的原理圖跟引腳圖。此部僅僅為顯示部分，也就是將計數(shù)器上的計數(shù)狀態(tài)比較直觀的反應出來了，讓人們比較直觀的看到。注意共陰極的數(shù)碼管的引腳圖中com口是接GND的，因此在連接仿真跟連接實物的時候都要注意不要連接錯誤。而其他a—f七個腳分別與74LS48譯碼器的QAQBQCQDQEQFQG端對應相連即可。共陰極數(shù)碼管原理圖數(shù)碼管引腳圖 （2）.74LS48譯碼器的功能表及引腳圖74LS48功能表74LS48引腳圖 由表可知74LS48芯片是高電平為有效輸出電平，這樣驅(qū)動共陰極的數(shù)碼管是配套使用的，只要DCBA輸入端是以8421BCD碼形式輸入的，則在其輸出端是按照其相應十進制顯示數(shù)碼的對應數(shù)字電平輸出的，反應在共陰極數(shù)碼管顯示上邊就是對應的十進制數(shù)碼。（3）.連接電路圖及分析 注意到本部分用到了兩個兩輸入的或門，由于實驗室沒有三輸入或門，因此用兩個來代替三輸入的一個，目的是用來檢測計數(shù)器QCQBQA=000這個狀態(tài)，并且將此低電平信號輸入到譯碼器的接口，使得譯碼器在此時的譯碼為七個高電平H輸出，反映在數(shù)碼管上就是七段都亮了，顯示為“日”字型的樣子。顯示部分電路4．按鍵預置部分如左圖所示的是本次設(shè)計的按鍵預置電路部分，即用把按鍵和振蕩器分別接在雙刀撥動開關(guān)的兩端，撥動開關(guān)的中間接在計數(shù)器的輸入脈沖接口。在需要預置的時候把開關(guān)撥到與按鍵相連的一端，使得通過按鍵產(chǎn)生的脈沖可以讓計數(shù)器計數(shù)從而達到預置的目的。當需要讓系統(tǒng)自動運行的時候就把開關(guān)撥到與振蕩器相連的一端即可，這樣的預置簡單實用，還節(jié)約器件。按鍵預置部分電路5．其他用到的芯片的原理圖及功能表（1）.74LS11三輸入與門的集成芯片Y=ABC。真值表如下：74LS11引腳圖（2）.74LS3274LS32是四2輸入或門的集成芯片。表達式為：Y=A+B。74LS32引腳圖74LS32真值表“實戰(zhàn)”體會做實物過程中遇到的問題及解決方法問題一：這次雖不是第一次使用“洞洞板”焊接，但是由于板上的線路都需要自己連接，因此我的實物做出來以后不太美觀。問題二：剛完成的時候通上電以后數(shù)碼管沒有任何顯示，但是用萬用表測量能夠檢測到電路中芯片的一些引腳輸出了電平，由此估計是數(shù)碼管跟譯碼器的連接出了問題，通過仔細排查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是數(shù)碼管的com端在接地的時候虛焊了（因為用手輕輕一拿那根線就掉了），用烙鐵重新熔了以后再次焊接，結(jié)果數(shù)碼管能夠顯示了。問題三：雖然可以顯示了，但是卻不是按照預期的效果顯示的。這次我茫然了一會兒，后來覺得應該是計數(shù)器或者譯碼器的線接錯了，結(jié)果在線從中發(fā)現(xiàn)了90計數(shù)器的6、7引腳短接好了，但是沒有接地，因為芯片的空腳是默認高電平的，所以計數(shù)器當時處在了置9的狀態(tài)，由于前邊不知道是因為上電還是焊接時候使得數(shù)碼管有兩段不能正常顯示了。因此它在顯示9的時候并不是九，所以影響了我的這次判定，不過幸運的是最后還是找出了這個小的失誤。后來又給換了一個數(shù)碼管焊接在了旁邊，最后實現(xiàn)了星期歷的基本功能。2．設(shè)計心得通過這次的課程設(shè)計，讓我看到了自己知識掌握的的程度，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)還不夠扎實，必須通過與實踐相結(jié)合才能加深對相關(guān)知識的理解，這樣也才能夠達到學習的目的。在做電路設(shè)計之前，大量的前期工作是非常必要而且是值得花大量時間去做的，比如了解芯片的引腳和功能，整體功能模塊的設(shè)計，在電腦上仿真以及修改，這是一個相當費時間的工作。但是有了這些必備的條件了之后再去進行實物焊接的時候就會顯得得心應手，尤其是在出了錯以后能夠根據(jù)問題分析出大概是電路的哪一塊出了問題，這在實際的制作中是具有十分重要的意義的。在連接實物電路時，要注意分步完成電路，而不是將所有一起接起來。結(jié)果當把線接好時，不知道哪里出錯，不工作了。由于線接得比較多，人也亂了，很難檢查錯誤。調(diào)試后發(fā)現(xiàn)，在實際電路制作中存在各種問題。因此在實物焊接的時候需要自己就分部分在焊接的時候就得調(diào)試好，省的最后全是線都感覺無從下手了。