数字电路万年历.docx
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数字电路万年历
万年历设计
实
验
报
告
班级:
计算机控制技术
年级:
2011级
名字:
学号:
指导老师:
阿坝师专电子信息工程系
引言
电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿,也是现代生活不可或缺的电子器件.随着社会的不断进与发展,信息技术的逐渐提高各式各样的万年历层出不穷。
所以,电子万年历无论作为课程设计题目还是练习题目都是很有价值。
万年历设计报告
一、设计题目
万年历的设计
二、设计要求
1、能够显示“年"“月"“日”“星期”“时”“分”“秒”。
2、必须符合实际,如:
在闰年的2月只能显示29天、、、、、、
3、应该做到智能的进位。
4、用74LS90、74LS160、74LS161及必要的门电路去实现.
三、设计目的
1、通过本课程的设计,可以培养独立思考、综合用所学有关的相应知识的能力,能更好的掌握《数电》课堂所学知识。
2、掌握proteus的基本用法和仿真.
四、设计原理
万年历由年、月、日、星期、时、分、秒组成,其中六十进制的有分和秒;二十四进制的有小时;十二进制的有月;年用十进制表示;因此该电路主要有十进制、十二进制、二十四进制、和六十进制组成;在数字电路中有很多集成芯片可以实现以上的进制,如:
74LS160、74LS190、、、、、、但是在本实验中为了方便我们选择74LS160和74LS90及必要的门电路;脉冲有两种选择一种是同步触发,另一种是异步触发,因为考虑到不同人有不同的选择,在此设计中根据需要选择不同的触发方式。
图1
星期
秒
分
时
CP
日
闰年、平年、二月、大月和小月的控制信号
年
月
进位信号
控制信号
本设计主要由五大部分构成,即:
时分秒、星期、日、月、年的控制.整体设计见图1.为了直观我们用7段数码管来显示。
四、仿真软件
在Proteus软件上仿真
五、设计步骤
1、时、分、秒
由设计原理结构框架的分析可以得到在这里使用60进制用在分钟和秒钟的计数上面,而小时我们使用二十四进制;由我们日常生活的常识可以知道通常时、分、秒的计数往往是从“0”开始的,并且都是两位数组成他们分别为十位和个位。
对于秒钟,秒钟到了59之后秒钟的十位和个位都归零,同时向“分钟”输出一个进位信号使得分钟在原来的状态下加1,然后进入下一轮计数。
对于分钟,分钟到了59之后分钟的十位和个位都归零,同时向“小时”输出一个进位信号使得小时在原来的状态下加1,然后进入下一轮计数。
对于小时到了23之后小时的十位和个位都归零,同时向“天”和“星期"输出进位信号使得天在原来的基础上加1,然后进入下一轮计数。
74LS90这块(2\5\10)加计数芯片能满足设计时分秒的要求,仿真如图2。
用74LS90这块芯片来控制时分秒很方便,它是同步清0,所以一到“60”我们就让其清0。
控制“秒"这块芯片的标号我采取“A”,即秒得第一个字母。
M6和M7相与后作为分的进位信号;控制“分”这块芯片的标号我采取“B”,即分的第一个字母。
B6和B7相与后作为小时的进位信号。
图2
秒的清0信号,也是“分”的进位信号
分的清0信号,也是“时”的进位信号
74ls90这块芯片有置“9"的功能,并且是搞电平有效,这里我们没有用到此功能所以我们把置“9”端全部接成低电平使其无效。
2、星期
控制星期的芯片是一个七进制计数器,我们使用的是74LS161十进制计数器,也就是说要实现星期的控制我们首先要做的就是将74LS161十进制计数器做成一个七进制计数器.置1后,就显示星期一到星期七。
(D1、D2、D3形成一个七的进制)
3、闰年、平年的判断:
(1)十、个位不全为零
千百位为任意数
由实际得到的真值表为:
000
001
011
010
110
111
101
100
00
×
1
3
2
6
7
5
4
01
8
9
×
×
×
×
×
×
11
18
19
×
×
×
×
×
×
10
10
11
13
12
16
17
15
14
∴
(2)十、个全为零时与
(1)相同
∴
∴闰年的函数表达式为
平年为
4、月的区分:
用F来表示月份的置数。
可以用译码器74LS138来区分大、小、2月:
1、3、5、7、8、10、12为大月,用与非门连接起来,再与31天用与门连接;4、6、9、11为小月,与30天用与门连接起来;2月与28天、
(平年)用与门连接起来,与29天、Y(闰年)连接起来.最后用或门将四种状态连接起来,只要满足其中一种日期就清零置1,月也进1。
即
将
用与门连接起来构成12进制的置数器,到12后就向年进位,同时置1。
5、日期
用E来表示日期的置数信号.
用两个74LS161置数器构成,要做成31天,30天,29天,28天与月份构成日期的清零置数端,用来进位和置数。
整体设计图为(含校正电路):
六.设计校正电路
现在的万年历必须要有校正电路才能符合生活实际,也方便用户使用!
校正电路只需改变原来的CP,如图:
七.设计体会
1、必须对芯片的功能熟悉,如:
74LLS90、是异步清零;74LS160是同步置数;74LS161不仅有异步清零功能也有同步并行置数功能;
2、电路设计中的进位信号干扰非常大。
在实验中星期、日、月可能出现“0”的状况,而这又是现实中不允许出现的,所以在电路中就必须要有校正电路。
通过校正电路来控制“星期0”、“0日"、“0月”的不出现;
3、闰年的判断方法:
即当不为整百的时候能被“4“整除的数以及当为整百时能被”400“整除的数就为闰年。
(详细步骤见4。
闰年、平年的判断);
4、用74LS138接成4位输入端的译码器,将1-12月全部译成12个单个的接线端,可以简便的用与非门将大月、小月、2月区分出来;
5、对“日”的置数控制不当就会影响月、年的正常进位,在实验过程中要先做年的判断再做月、日的置数信号;
6、最后得到整体的设计图,并且仿真。
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