星期历
课程设计报告
学院：信息科学技术学院
班级： 09自动化四班
学号： ********
姓名： * *
一、 设计任务
1. 制作一个简易星期历，也就是让一个数码管从周一到周日一次循环显示；
星期历要有预置功能，能实现从“日——6”任意一天开始计数并显示；
2. 制作一个能自动产生时间脉冲的时间振荡系统。
二、 设计难点
星期历的设计总体来讲就两个难点，相对来说比较少，稍加考虑便能解决。一个是数码管的显示从“6”到“日”的转换，这里用逻辑门就可以轻易解决了；另一个是实现预置的功能，由于我们采用的计数器是74LS90，是一个只能实现预置9跟清零的功能，因此预置的时候我们采用的是按键预置，也还是比较快捷方便的。
三、 设计总体概要说明
1.星期历的大概设计框图如下所示。
在设计时候先用Proteus在电脑上进行了软件仿真，并且仿真时候能够实现预定功能。由于正常来讲数码管自加一个数的周期是24小时，周期比较长，不适合调试与检测。因此本次设计时特意将振荡器的频率调为1Hz，通过设置555的电阻跟电容值可以达到这一要求。
将振荡器的时钟脉冲输送给计数器，然后通过适当的逻辑门控制电路检测可以控制计数器的起始计数状态，从计数器输出的计数状态传输至译码器，通过译码器的译码并且驱动七段数码管显示相应的计数器的状态即可。
预置功能的实现是在预置环节里边由一个单刀双掷开关将555振荡器转换为由按键控制的脉冲信号发生装置，这样通过按键和数码管的显示数值就可以对计数器进行预置。预置完成后再将双掷开关拨到555多谐振荡器端，最终数码管将按照 “日、1、2、3、4、5、6”的规律循环显示。
2．整个电路运行情况（附总体设计图见最后）
（1）单刀双掷开关与下面触点相连时。此时信号脉冲由多谐振荡器产生，并且通过设置使其输出为稳定的频率为1HZ的脉冲 ，再送入计数器74LS90，计数器以十进制进行计数，并通过译码器显示到数码管上。计数到7时，74LS90的QCQBQA=111，由于星期历只能显示星期“1—6”以及“星期日”，所以这里采用了一个3输入与门74LS11，输入端分别与QC、QB、QA相连，将其输出端与计数器的置零端R0（1）、R0（2）相连接，将计数器输出清零。因为需要输出的是“日”，而不“0”，所以这里又采用了两个二输入或门（由于实验室没找到三输入或门），输入端分别与QC、QB、QA相连接，输出端与译码器74LS48的
接口连接。此时输入低电平，译码器输出全部为高电平，数码管显示为“日”。随着下一个脉冲的到来，计数器重新开始计数，进行“日”到“6”的循环。
（2）单刀双掷开关上面触点相连时。现在电路系统处于初值预置状态，通过按动按键，将向计数器发送脉冲信号，计数器计逐个数，也能通过译码器显示到数码管上。继续按动，直到数码管显示为预期的初值为止，然后将开关在拨回下面触点计数器就恢复到自动产生脉冲并计数显示的状态，这样就完成了星期历的预置并让其继续正常工作。
四、 器件的选定
五、 单元电路设计
1. 555定时器组成的多谐振荡器
（1）.基本工作原理
接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0，T导通，C通过R2对T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。
振荡频率计算公式：f=1.43/[（R1+2R2）*C]。
（2）.仿真电路图及功能阐述
电路中R1、R2分别取1M及215K的电阻，滤波电容C1为0.01uF，充电电容C2取1uF，这样根据公式：f=1.43/[（R1+2R2）*C]可计算出频率为1Hz，这样只要接通电源以后555组成的一个时间脉冲振荡器就能工作了，并且用Pro——teus中的示波器测量显示频率就为1Hz，将图中Q端的输出引向拨动开关的一侧即可。
555组成的定时器电路图
2. 脉冲计数电路
74LS90是二—五—十进制异步加法计数器，它既可以作二进制加法器，又可以作五进制和十进制加法计数器。
连线图如左图所示，本题中采用的是90的8421BCD码输出计数方式，可将B 输入同QA 输出连接，输入计数脉冲可加到输入A 上，此时输出就如下面功能表上所要求的那样。计数器正常工作的时候，当QDQCQBQA=0111的时候，由三输入与门检测到QCQBQA=111这个状态时候立即反馈到90计数器的清零端R0（1）、R0（2），使得计数器立即置零，并且7这个状态不能够输出（因为90是异步置零），这样就实现了由90计数器构成的一个7 进 制的能够自启动的计数器，但是由于本次要实现的是“1—6”和“日”的显示，因此需要将计数器状态0检测到，并且通过一个或门能够将QCQBQA=000这个反馈信号反馈给74LS48的端口使得在计数器的0状态时候数码管显示的是“日”形的。
74LS90功能表
74LS90的引脚封装图如左图所示，在进行实物制作的时候要注意，该芯片的电源跟接地引脚比较特殊，不像普通的集成芯片那样7是GND，14是VCC，它是5脚接VCC，10脚接GND，并且还有几个引脚没有功能，因此焊接时候一定要注意别在这出错了。
74LS90引脚封装图
计数器开始时候从“0000”状态开始计数，然后依次是输出1—6的8521BCD码，在数码管显示上边对应的就是“日—6”的循环计数。
3.译码及显示电路
（1）.共阴极数码管原理图及引脚图
如左图所示，共阴极数码管的原理图跟引脚图。此部仅仅为显示部分，也就是将计数器上的计数状态比较直观的反应出来了，让人们比较直观的看到。注意共阴极的数码管的引脚图中com口是接GND的，因此在连接仿真跟连接实物的时候都要注意不要连接错误。而其他a—f七个脚分别与74LS48译码器的QAQBQCQDQEQFQG端对应相连即可。
共阴极数码管原理图 数码管引脚图
（2）.74LS48译码器的功能表及引脚图
74LS48功能表 74LS48引脚图
由表可知74LS48芯片是高电平为有效输出电平，这样驱动共阴极的数码管是配套使用的，只要DCBA输入端是以8421BCD码形式输入的，则在其输出端是按照其相应十进制显示数码的对应数字电平输出的，反应在共阴极数码管显示上边就是对应的十进制数码。
（3）.连接电路图及分析
注意到本部分用到了两个两输入的或门，由于实验室没有三输入或门，因此用两个来代替三输入的一个，目的是用来检测计数器QCQBQA=000这个状态，并且将此低电平信号输入到译码器的接口，使得译码器在此时的译码为七个高电平H输出，反映在数码管上就是七段都亮了，显示为“日”字型的样子。
显示部分电路
4．按键预置部分
如左图所示的是本次设计的按键预置电路部分，即用把按键和振荡器分别接在双刀拨动开关的两端，拨动开关的中间接在计数器的输入脉冲接口。在需要预置的时候把开关拨到与按键相连的一端，使得通过按键产生的脉冲可以让计数器计数从而达到预置的目的。当需要让系统自动运行的时候就把开关拨到与振荡器相连的一端即可，这样的预置简单实用，还节约器件。
按键预置部分电路
5．其他用到的芯片的原理图及功能表
（1）.74LS11三输入与门的集成芯片
Y=ABC。真值表如下：
74LS11引脚图
（2）.74LS32
74LS32是四2输入或门的集成芯片。 表达式为：Y=A+B 。
74LS32引脚图 74LS32真值表
六、 “实战”体会
1. 做实物过程中遇到的问题及解决方法
问题一：这次虽不是第一次使用“洞洞板”焊接，但是由于板上的线路都需要自己连接，因此我的实物做出来以后不太美观。
问题二：刚完成的时候通上电以后数码管没有任何显示，但是用万用表测量能够检测到电路中芯片的一些引脚输出了电平，由此估计是数码管跟译码器的连接出了问题，通过仔细排查，结果发现是数码管的com端在接地的时候虚焊了（因为用手轻轻一拿那根线就掉了），用烙铁重新熔了以后再次焊接，结果数码管能够显示了。
问题三：虽然可以显示了，但是却不是按照预期的效果显示的。这次我茫然了一会儿，后来觉得应该是计数器或者译码器的线接错了，结果在线从中发现了90计数器的6、7引脚短接好了，但是没有接地，因为芯片的空脚是默认高电平的，所以计数器当时处在了置9的状态，由于前边不知道是因为上电还是焊接时候使得数码管有两段不能正常显示了。因此它在显示9的时候并不是九，所以影响了我的这次判定，不过幸运的是最后还是找出了这个小的失误。后来又给换了一个数码管焊接在了旁边，最后实现了星期历的基本功能。
2．设计心得
通过这次的课程设计，让我看到了自己知识掌握的的程度，发现基础还不够扎实，必须通过与实践相结合才能加深对相关知识的理解，这样也才能够达到学习的目的。
在做电路设计之前，大量的前期工作是非常必要而且是值得花大量时间去做的，比如了解芯片的引脚和功能，整体功能模块的设计，在电脑上仿真以及修改，这是一个相当费时间的工作。但是有了这些必备的条件了之后再去进行实物焊接的时候就会显得得心应手，尤其是在出了错以后能够根据问题分析出大概是电路的哪一块出了问题，这在实际的制作中是具有十分重要的意义的。
在连接实物电路时，要注意分步完成电路，而不是将所有一起接起来。结果当把线接好时，不知道哪里出错，不工作了。由于线接得比较多，人也乱了，很难检查错误。调试后发现，在实际电路制作中存在各种问题。因此在实物焊接的时候需要自己就分部分在焊接的时候就得调试好，省的最后全是线都感觉无从下手了。然后综合起来，这次课程设计能够胜利的完成，很大部分应该是需要耐心和细心，多查资料才是王道。
课程设计的完成，当然还得益于老师的悉心指导。在刚开始拿到这个设计课题时候基本上是一片空白什么都不知道，然后是老师给我们理了一下思路，大概给我们规划成几大块来完成，最后回来自习分析以后很快就有了一个具体的完成计划。
七、 参考文献
《电子技术实验仿真与实践》，科学出版社（吴正光、郑颜 主编）
《数字电子技术基础》，高等教育出版社（康华光 主编 ）
附：总体设计电路原理图
第二篇：星期历课程设计报告
学校：大连海事大学
姓名：宋辉 学号：2220093811
课程设计要求：
设计一个数显星期历，数码管在特定的天信号控制下循环显示1、2、3、4、5、6、日（用数字8表示）
所需要的器件：
74LS90、74LS48、七段式共阴极数码管、导线若干、两个双输入与非门(由74LS00提供)、两个三输入与非门(可以由74LS20提供，多余的输入端口置“1”)、四个非门(由74LS04提供)、两个3K的电阻，以下就其重要的器件做一下简单介绍：
74LS90：
以下是关于该器件的介绍：
74LS90为中规模TTL集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成。其引脚排列图和功能表如下所示：
图1-3 74LS90的引脚排列图
表1-1 74LS90的功能表
本课设中要用做十进制接法：
74LS48：
以下是关于该器件的介绍：
设计思路步骤：
此方法是采集数字电路中二进制转换为其他进制的转换电路机及其必要的辅助电路来实现数显星期历电路的。例如图8中所示，电路就是基于这中设计方法。图8中74LS90用作十进制计数器，以开关来回一次产生一个下降沿有效脉冲。Q0、Q1、Q2、Q3输出四位二进制编码。U2为译码器（74LS48），再配以共阴极数码管便可完成二进制到十进制的转换功能。数码管显示中1~6->8->1即可完成星期历的显示，显然在二/十进制的转换电路中还需要加辅助电路才能实现星期历的显示。下图7-1中U3(A~B)、U4(A~C)、U5(A~D)与非门和非门的设置正是为了完成跳7、9、0的功能以实现星期历的显示循环功能。
图7-1
即当译码器D、C、B、A端从（0110）态转为（0111）态时，U3A输出先由“1”（逻辑高电平）转为“0”（逻辑低电平），U5D输出由“0”变为“1”，由于(MR1)R0(1)、(MR2)R0(2)同时置“1”（逻辑高电平）为计数器清零端，高电平有效，故计数器清零。清零后，使U3B输出为“0”U3A输出为“1”，进而使U4C输出为“1”U5D输出为“0”使得数码管显示8又跳过7。当下一个计数脉冲来时Q0端又出现“1”U4C输出为“0”计数器重新开始计数。使图8电路能完成星期历的循环显示。
用一个单刀双掷开关连接两个与非门来实现消抖动电路来。开关来回波动一次产生一个下降沿信号，如图7-2示：
图7-2
完整的电路图为图8示：
图8
运行结果为：
运行后在开关控制有效信号的控制下，开关来回波动一次过一天。数码管依次循环显示8、1、2、3、4、5、6、8实现星期历的显示。
课程设计总结：
本次课程设计我们分的的设计题目比较简单星期历显示，整体目的是在特定的脉冲信号控制下用数码管循环显示1~6->8(日)->1，用计数器74LS90计数，译码器74LS48连接数码管，再用一些与非门组成辅助电路跳过7、9、0三个数值。课程设计之初先对提供的各种器件做了一个了解，然后在网上、图书馆找了一些相关资料料。然后参照资料有了一个总体的设计思路。花了一下午的时间用仿真（proteus）实现了星期历的数码显示功能。然后又做了一些局部改进（给输入脉冲控制信号消抖动改进）。
接下来的时间在实验室做了电路板的焊接调试。虽然最后由于自己的疏忽把两条线焊接错误，导致电路板调试失败。但是还是学到了很多书本上没有的知识。最终由于时间原因电路板就没有再进行改正，但是失败的原因已经找到了。我也会引以为戒，在以后的学习生活中认真踏实避免类此的错误再次发生。
2012/4/25
其中所参考的文献有：
《电子技术基础》（数学部分，华中科技大学电子技术课程组）
以及网上各资料