带星期功能的数字日历

第1章设计总体思路
1.1设计基本方案介绍
本次数字电子技术课程设计的具体要求有：
1、用五个数码管分别显示月、日、星期。

2、月、日的计数显示均从1开始，并实现大小月份自动调节功能，即日期的计数实现大月31天，小月30天，二月28天。

3、对星期的计数显示从1到6再到日（日用8代替）。

3、对设计的电路进行仿真。

4、在实验室组装实际电路并调试通过。

5、写出设计报告。

基于要求可用两片十进制计数器（74160）级联构成日计数器，控制置数端使其每次从01开始计数（对应每月第一天是1号）;从日计数器的输出通过与非门等译出31、30、28这三个信号，再根据月计数器的四个输出端译码输出两个控制端控制74153的数据选通端，选择译出的31、30、28三个信号，同时月计数器加1，当月数为12时输出端用与非门控制其同步置数端置1。

同时，星期计数器由一片十进制计数器（74160）构成，控制置数端使其每次从8开始计数（对应每星期第一天是星期日）；从星期计数器的输出通过7410（三输入与非门），使其变成一个七进制的星期计数器。

星期计数器和日计数器公用一个脉冲。

1.2 基本原理
设计的基本原理为：1、三片74160构成日计数器和星期计数器，74160（1）为高位片，74160（2）为低位片，7410（3）为和三输入与非门构成星期计数器。

三片74160的同步脉冲，清零端CLR都接高电平（不清零），74160（2）的D、C、B、A置数端为0001，74160（1）的D、C、B、A置数端为0000，7410（3）的D、C、B、置数端为1000。

74160（2）的使能端E NP、ENT接高电平，其进位端RCO接到74160（1）的使能端EN P，EN T接高，两片74160的置数端接到一起，由74153的选通输出信号控制，当日期为31、30或28时，它们的置数端会分别为0，置数后日期低位置为1，高位置为0。

2、16进制计数器74161构成月计数器，其脉冲与74160的脉冲是同步的，使能端ENT、A、CL R接高电平，E NP接74160置数端的反，即在日置数时月份加1，其置数输入为0001，置数端LOA D由它的输出端译码控制，即在12月后置1。

3、由日计数器译码产生的28、30、31三个信号分别接到74153数据选择器的1C0、1C1、1C2,数据选择器的个1G′接地，选择端A、B与月计数器译码输出两个信号相接，实现BA在2月时输入为10；1、3、5、7、8、10、12月B A为00；4、6、9、11为01，以控制通道选通而实现31、30、28三种不同月数。

时钟 置数端
输出 输入
日计数器（高）
74153数据选择
器
控制逻辑
月计数器脉冲
月显示
逻辑电路（28、30、31天）
日显示
时钟 置数端
输入 输出
日计数器（低）
0001
0000
时钟 置数端
输出 输入 星期计数器
1000
星期 显示 1.3 设计框图
第2章单元电路设计
2.1 星期模块
星期模块是由一块74160和一个三输入与非们(7410)构成的七进制的一个计数器，其脉冲和日计数器模块同步。

星期模块图如下：
图2-1
2.2 日期模块
日期模块是由两片十进制计数器（74160）级联构成日计数器。

日期模块图如下：
图 2-2
2.3 月份模块
月份模块是由一块74161和一个与非门构成12进制的计数器，模块图如下：
图 2-3
第3章总电路设计
3.1 设计思路
三种置数日期（31、30、28）信号输出电路：为了找出三种月份的特殊天数，日期显示的低位的A及高位的B、A通过与非门连接，当且仅当高位为xx11、低位0001时输出一低电平信号，即31天；三十天时将日期高位的B A接与非门后（此处用一与门加以非门）再与31天的输出信号相与再做30天的信号输出，目的是防止在设置日期后若日恰好为31时其不能正确地输出置数信号；28天的信号则只用了高位的B和低位的D，即0010、1000时，利用者两端接与非门即可得到28天的置数信号。

电路采用同步C LK信号，所以日期及月数都会同步变化。

再将得到的三种置数信号接到74153的1C2、1C1、1C0，它们有153的AB选择端控制。

三种天数的选择电路：从与计数器的D、C、A三端引线接入大小月份判断逻辑电路中，74153的选择A端与引入的D CA三端的逻辑表达式为：A' C D'+AD；选择B端与引入的DCA三端的逻辑表达式为：A'C'D'。

上两表达式时将1到12月的真值表列出而化简的,31天的为00,30天的为01,28天为10，其他月数不须考虑：
月数BA月数BA
000100011100
001010100000
001100100101
010*********
010*********
011001110000
3.2 总电路图
图 3-1
第4章安装、调试
4.1 安装
1）领取实验箱子，面包板，以及设计电路所需要的各种芯片，并测试各芯片的好坏。

2）将面包板固定在实验箱中，然后将已测试好的芯片合理的安装在面包板上。

3）接通实验箱的电源，然后在实验箱中检测每根导线的好坏，为接电路做准备。

4）按照已仿真好的电路图进行分模块接线，并在每个模块接好后，进行模块电路的测试。

5）将各模块安装好以后，再将模块之间连接起来，待整个电路安装完成以后，接通实验箱的电源，观察电路的运行情况，看电路能否正常工作，如果电路不能正常运行，则进行下一步工作——调试。

4.2 调试
1）检查所用的两片七段显示器是否是好的。

2）检查面包板上的芯片是否与面包板接触良好。

3）检查各芯片的电源和地是否接完整。

4）观察是否与实验箱接触，如果接触将面包板调整适当高度。

5）检查导线是否与面包板接触不良。

6）利用发光二极管为状态灯，对电路的各模块进行检查观察各模块电路是否正常。

7）检查所接电路是否与仿真电路相符。

第5章故障分析与电路改进
第一次安装仿真图接线的时候，发现无论怎样给脉冲，数码管总是显示0，不作任何改变。

初步怀疑芯片是坏的，拿芯片去测量，发现芯片并没有坏。

再对照芯片的封装，查看芯片封装管脚是否接错，结果发现，原来74160和74161芯片都没有接电源线和地线，因为仿真图省略了这两块芯片的电源线和地线。

第二次接线时，采用了各个模块逐步验证法，就是首先独立的接好每个模块，并验证起准确性，然后再连接成总电路。

此法的优越性就是容易排查故障。

电路改进：
由于领芯片的时候没有领到三输入或非门7427，所以需要改进电路。

经过分析决定，三输入或非门可由两个二输入或门（7432）和一个非门（7404）代替。

总结
两周的数字电子技术课程设计已经结束了，总的来说这两周我学到了不少东西。

首先，通过课程设计，我又对数字电子技术有了更深一步的了解，特别是在运用数电知识解决一些问题的能力上有了很大的提高。

此次课程设计的课题是制作具有大小月份自动调节功能的数字日历。

其中主要有三大模块：星期模块，日期模块和月份模块。

设计的难点主要集中在区分每个月的是大月还是小月，要设计出实现此功能的逻辑电路还是有些困难。

还有就是此次排查故障花了很多时间，主要是自己对于芯片的封装管脚不熟悉所致。

第一次接线的时候，由于仿真电路省略了部分芯片的电源和地管脚，而自己又一时疏忽，导致接完线无论怎么给脉冲，数码管就是没有任何反应，还认为是芯片坏了。

当数字日历各部分功能在板子上实现了的时候，其实自己心中还是有些许成就感的，因为毕竟是自己亲手做的！
附录：
元器件清单：
芯片数量（片）
74160 3
74161 1
74153 1
7432 1
7404 1
7400 1
7410 1
7402 1
数码管 4
参考文献：
《电子技术与EDA技术课程设计》郭照南主编《电子技术课程设计指导》彭介华主编
《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编。