《电路课程设计数字日历2012年ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路课程设计数字日历2012年ppt课件.ppt（35页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1,电路课程设计：自动数字日历,课程设计引导,2012年6月,2,电路课程设计：自动数字日历,目的： 自动数字日历的设计属于小型数字系统设计。 数字电路系统设计、模块设计、画原理图、电路仿真、元件布线和调试等方面的训练. 加深数字电路课堂所学的知识。 提高发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。,3, 任务和要求 设计一台自动显示月、日和星期的数字日历。 具体要求如下： （1）用七段数字显示器显示月、日的个位数和星期数；用发光二极管以二进制方式显示月、日的十位数。在不考虑闰年的情况下，在计日脉冲的作用下，自动完成1-12月的月、日及星期的计数和显示。 （2）计日脉冲用555时基集成电路产生T=
2、0.5-1秒的脉冲信号代替。 （3）星期数的1-6用数码管显示1-6，而星期日要求数码管显示8，读做“日”。,电路课程设计：自动数字日历,4,（4）系统要可手动置成1月1日，而星期不进行控制。 （5）在完成上述电路设计、安装、调试后，将数字日历改为含闰年在内的自动数字日历。,电路课程设计：自动数字日历,闰年的规定：地球绕太阳公转一周为一回归年（365日5时48分46秒）。平年一年有365日，比回归年短0.2422日，四年共短0.9688 日，故每四年2月多一日，即366日，为闰年。但四年增加一日比四个回归年又多0.0312日，400年后将多3.12日，故在400年中少设3个闰年，即只设97个闰
3、年。由此规定：年份是整百数的必须是400的倍数才是闰年，例如1900 年、2100年就不是闰年,5,可选用的器件 74LS160、74LS48各3块；74LS04、74LS112各2块；74LS153、74LS10、74LS20、74LS02、74LS30、74LS00各1块；555时基电路1块； 共阴极七段数码管、发光二极管各3只；10k，30k，50k电阻各1只；330电阻6只。 电解电容：10f16V一个，370f16V两个；陶瓷电容：0.01f两个，0.02f一个。,电路课程设计：自动数字日历,6,仪器设备和器件 数字万用表1块，器件盒一个(上页列出的器件）、工具盒1个（九件工具），电
4、池盒源1个，实验面包板1块。 示波器是公用设备，导线根据需要取舍。,电路课程设计：自动数字日历,7,电路课程设计：自动数字日历,一、设计方法,数字电路： 数字系统：,规模较大、完成逻辑功能比较复杂、比较独立的电路，它包含输入电路、控制电路、输出电路、被控电路和电源。其核心是控制器。,规模较小、完成逻辑功能比较简单的电路；,8,电路课程设计：自动数字日历,设计方法有很多种，主要分为两大类： 1、较复杂的数字系统用计算机来模拟和设计数字系统：如VHDL语言和EDA仿真工具（如FPGA、SOC等）。,采用是自顶向下的设计方法，粗分为四级： （1）性能级：“做什么”，对系统功能、性能指标、可靠性、开发
5、费用和周期、可利用的资源给出明确的规定，给出设计任务书； （2）功能级：系统结构级。根据设计任务书提出设计方案，将系统划分为一组相对独立又相互依赖的子模块，建立子模块之间的数据流和控制流的相互关系；,9,电路课程设计：自动数字日历,设计方法有很多种，主要分为两大类： 1、较复杂的数字系统用计算机来模拟和设计数字系统：如VHDL语言和EDA仿真工具（如FPGA、SOC等）。,（3）逻辑级：将模块的描述变为实现模块功能的实际硬件/软件的描述，如采用逻辑图的方法； （4）电路级：进行单元电路设计，给出逻辑电路图。这里包括芯片的选择、插接件的布局，印制电路板的设计，电源和抗干扰措施等。,10,电路课程
6、设计：自动数字日历,设计方法有很多种，主要分为两大类：,2、对规模较小的数字系统，按功能划分为一组相对独立又相互关联的模块，再进行分块的设计和实现。 （本次设计采用）,具体步骤：a/对设计任务进行消化和理解，明确待设计的总体方案； b/把系统方案划分为若干个相对独立又相互关联的功能部件，明确各个模块之间的相互联系，画出总体逻辑图；,11,电路课程设计：自动数字日历,c/进行单元电路的设计，把逻辑图变为实际逻辑电路图。,同一逻辑可用多种方法实现，确定实现方法时要考虑： 1）易于控制：控制方式尽可能简单； 2）集成电路块最少，节约成本； 3）画电路图时，按信号流向依次画出实现各单元电路。电路中的集
7、成电路可用芯片管脚图来表示，在管脚图框内标出器件的型号，各引线端标明引脚名称，而在框外的引线旁标出管脚号。 4)把功能部件组装成待设计的系统。,12,电路课程设计：自动数字日历,二、数字系统的安装与调试,1、数字集成电路器件的功能检测（管脚、单元功能简单测试等等）；,2、实验电路的安装与布线：要分块安装调试 1）集成器件的接插：首先安排好主要器件位置，避免布局的不合理或互连线过长； 2）导线的选用：用不同颜色，区别不同的用处，一般习惯用深红色导线接电源，用黑色线接地；导线的剥口应为57mm,导线插入插孔时，应防止塑料包层插入插孔，以造成接触不良；,13,14,电路课程设计：自动数字日历,3）布
8、线的顺序： a先将固定电平的端点接好，如电源、地线和门电路的多余输入端，这些线要尽量地短，且接近电源和地线的位置。 b按信号的流向对划分的功能模块逐一布线，注意：导线不宜过长，最好贴近集成元件周围横竖方向走线，尽量避免导线重叠，不要覆盖插孔，切忌导线跨越集成元件的上空，杂乱地在空中搭成网状。 每一部分电路安装调试完毕后，不要急于通电，要认真检查接线是否正确，包括错接、少线和不接；,15,电路课程设计：自动数字日历,c数字系统的调试：首先必须明白调试对象的工作原理和电路结构，明确调试的任务，遵循测量、分析、调试、再测量的规律； d系统中的噪声：电源内阻和接线阻抗所形成的公共阻抗可能使一个集成电路
9、的噪声到达另一个集成电路。,这些干扰信号是不确定的。常在电源和地之间接入几十微法的电容。,16,电路课程设计：自动数字日历,eTTL电路的使用规则 （1）典型的电压是5V，因TTL电路存在尖峰电流，要有可靠的接地。电源输入端一般接30-50uF的电容，防低频干扰；每隔5-10个集成电路接0.01uF电容防高频干扰； （2）输出端不能并联使用（除OC门和三态门），后果：逻辑混乱和损坏电路；,（3）输出端不允许接在电源上；,17,电路课程设计：自动数字日历,eTTL电路的使用规则 （4）不使用的多余端的处理 与门和与非门 高电平接电源；与正在使用的输入端并接，但要注意前级的电流过载问题；尽量不要悬
10、空； 或门和或非门 不使用的端接地；与其他端并联；为降低功耗不使用的端至少有一个接地；,18,电路课程设计：自动数字日历,三、数字日历的具体分析,计日信号,19,电路课程设计：自动数字日历,本设计的重点：日计数控制模块，现讨论： 设： F为计月信号 日表示：十位 Q2Q1 个位 QD2QC2QB2QA2 月表示：十位 Q3 个位 QD3QC3QB3QA3 大月信号：w1=(1,3,5,7,8,10,12) 小月信号：w2=(4,6,9,11) ；平月信号： w3=(2),大月进位检测信号：x1=Q2Q1QA2; 小月进位检测信号：x2=Q2Q1; 平月进位检测信号：x2=Q2QD2;,F= w
11、1x1+w2x2+w3x3,w1,w2用卡诺图化简！,月进位信号的选择 是与计数器的控制 方式有关系的。,20,电路课程设计：自动数字日历,74LS160（同步十进制计数器）,21,四、555定时器 555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。它的灵活、方便，使其在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。,电路课程设计：自动数字日历,vI1(6)是比较器C1的输入端(也称阂值端，用TH标注); vI2 (2)是比较器C2的输入端(也称触发端，用TR而标注)。 C1和C2的参考电压(电压比较的基准
12、)VR1和VR2由Vcc经三个5k电阻分压给出。,22,电路课程设计：自动数字日历,CB555电路结构图,Vco(5)控制电压输入端 悬空时：VR1=2/3Vcc， VR2=1/3Vcc 若Vco外接固定电压，则: VR1=Vco， VR2=1/2Vco,置零输入端,正常工作时必须使它为高电平,23,电路课程设计：自动数字日历,五、用555定时器接成的多谐振荡器,VT+=2/3Vcc VT-=1/3Vcc,24,电路课程设计：自动数字日历,充电时间T1：,放电时间T2：,故电路的振荡周期为：,输出脉冲的占空比为：,25,电路课程设计：自动数字日历,CB555定时器组成的一个多谐振荡器： 振荡周
13、期： 1秒； 输出脉冲幅度: 在3V5V之间 输出脉冲的占比: q=2/3,26,电路课程设计：自动数字日历,六、计算机辅助电路设计与仿真（辅助手段）,学会使用EDA仿真软件workbench来辅助电路的设计和调试。,27,电路课程设计：自动数字日历,28,电路课程设计：自动数字日历,29,电路课程设计：自动数字日历,七、时间安排,1、27号下午至29号全天：完成系统各个模块的原理图设计（要有设计过程）、元件布线图（元件管脚连接图），做到熟知原理和连线图。（每两人组成一组，建议最好在本班同学之间组队）；,2、30号上午8:30拿原理图、元件布线图（坐标纸，每组提供一套）、仿真程序到教4-123
14、房间给老师进行检查。检查合格后，领元件、工具并开始调试（地点：4-123#），30号必须进实验室，否则没有成绩。,4、实验室正常开放时间：8:30 - 5:00,1、2项的工作占实验成绩评定的20%！,3、实验室安排：4-116，4-124、4-123，113,30,电路课程设计：自动数字日历,31,电路课程设计：自动数字日历,32,电路课程设计：自动数字日历,八、调试及考勤检查 为顺利完成课程设计，不得随意迟到、早退和旷课。若累积缺席达8小时，没有成绩。 每两人一组，共同完成一套，座位固定，每组的进展情况随时有记录。每完成一个功能模块(不加F控制信号的星期、日、月显示、加F信号的系统调试、加
15、手动置位信号、闰年），请老师进行检查并记录，然后再调试下面的模块。 这部分的工作占实验成绩评定的60%！,九、其它注意事项,布局、接线、换芯片、面包版、干扰、器件的正确使用,33,电路课程设计：自动数字日历,十、实验报告要求 对电路设计要求的分析； 电路设计方案及各个模块的具体实现设计（包括逻辑设计和化简，模块逻辑电路图,开关逻辑设计过程）； 调试中问题分析及解决； 心得体会与建议； 附上电路元件的实际布线图。,实验报告的文字部分要手写，报告采用北京邮电大学的统一实验报告。若两份报告发现相同的文字在60%以上，均没有实验成绩。报告成绩占总成绩的20%。,34,电路课程设计：自动数字日历,另一种系统设计的思路：,61单片机+数字组合电路,35,谢谢大家！,电路课程设计：自动数字日历,