星期历课程设计实验报告

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。

555组成的多谐振荡器（频率为1Hz）时间脉冲计数装置（74LS90）译码电路（74LS48）七段数码管（共阴极）电路预置环节逻辑门控制电路设计板块框图 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LT接口连接。此时LT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

器件 74LS90 74LS11 型号或功能 计数器 三输入与门 数量 1 1 1 各1 1 若干 器件 74LS48 74LS32 555定时器 电阻 按键 型号或功能 译码器 两输入或门 产生脉冲 数量 1 1 1 数码管（共阴） 数码显示 电容 双掷开关 导线 0.01uF、1uF 两路间的切换 连接 10K、1M、215K 各1 产生脉冲 1 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]。

VCC uc 2VCC/3 R1 8 4 VCC/3 uo 7 3 t 0 R2 6 555 uo 2 5 u c 1 0.01μF t C 0 tP2 tP1 (a) 电路 (b) 工作波形 （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LT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

输入 清零 R0（1）、R0（2） 1 1 0 X X 0 置9 R9（1）、R9（2） 0 X X 0 1 1 时钟 CP1、CP2 X X X X ↓ 1 1 ↓ 0 X X 0 0 X X 0 ↓ QA 输出 功能 QDQCQBQA 0 0 0 0 1 0 0 1 QA输出 清 零 置 9 二进制计数 五进制计数 十进制计数 十进制计数 保持 QD ↓ 1 1

QDQCQB输出 QDQCQBQA输出 8421BCD码 QDQCQBQA输出 5421BCD码 不变

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