万年历时钟设计报告专业：年级：姓名：学号：指导老师：万年历的设计与仿真一、实验目的；电子时间显示器现在在任何地方都有涉及到，例如电子表和商场、车站的时间显示等等，所以它是一种既方便又实用的技术，而我们所做的万年历则是在它的基础上做出来的，通过万年历的制作，我们可以进一步了解计数器的使用，了解各个进制之间的转换，以及他的任意进制计数器的构成方法等，并且进一步了解74LS160以及74ls90的性质，以及门电路的使用等。
二、实验要求：A. 设计一个能显示“年月日”、“星期”、“时分秒“的十进制万年历时钟显示器；B. 要求要满足一天24小时，一小时60分，一分60秒；C. 关于显示星期天时，要用8来代替；D.年月日显示时，要满足大月31天，小月30天，闰年二月29天，平年二月28天；三、实验器材：ISIS 仿真软件、一些常用逻辑门（与门、非门，或门等）； 本实验要用到得芯片有：74ls160 74ls161 74ls160 74ls160：74ls160是一块十进制上升沿触发计数器如右下图： 其中MR 是异步清零端，LOAD 是同步置数端 CLK 是时钟脉冲输入端；D0、D1、D2、D3是 置数输入端，Q0、Q1、Q2、Q3是计数输出端， RCO 是进位端；74ls161与74ls160的功能基本相同，74ls160是十进制的，而74ls161是十六进制的。
异步清零端进位端同步置数端置九端74ls90：74ls90是一块二—五—十进制计数器其图如下： 其中 2、3端为置零端，6、7端为置九端，CKB 为五进制脉冲输入端，CKA 二进制脉冲输入端， ，Q0、Q1、Q2、Q3是计数输出端；LED 七段显示器：其功能是将BCD 码以十进制形式显示出来，其图如下：四、万年历时钟构架图：万年历时钟显示器需要有显示“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分” “秒”的功能，又根据它们之间的进位和置位关系 可知，它们主要有以下各部分组成，其整个电路的 框架图如下图所示：五进制脉冲输入端 置零端 二进制脉冲输入端进位信号 显示信号 校正信号1、本课程设计要求对年、月、日等进行显示所以本实验采用LED 七段显示器。
2、由于本实验要对年、月、日、星期等进行计数置数，可采用74ls160实现年月日星期的设计，时分秒不用置数，可采用74ls90实现时分秒的设计，可做的简单方便准确。
3、本实验的难点在于天数的“置1”问题，如何在年、月、日中引出正确的反 馈信号是关键，即要求在不同的反馈信号作用下分别对28、29、30、31“置1”。
六、实验步骤：1、秒钟和分钟的设计由于秒和分都是六十进制的，从0显示到59，如果用两片74LS90连在一起，一片做个位，将个位的Q3做进位接另一片的二进制CKA,另一个即可做十位，由于74LS90是异步清零，所以在60处清零，6对应的二进制数0110，将十位上的Q2Q1相与作为十位个位的清零信号，即可使分和秒成60进制。
具体电路图如下：2、小时的设计LED 显示电路星期计数校正电路年计数 日计数 秒计数月计数 时计数 分计数小时是二十四进制的，同分秒的设计方法相同，只需将十位的2和个位的4相与的结果作为时分的清零信号，即可完成时的设计。
电路图如下：3、星期的设计。
因为星期日用8表示，并且无星期0，所以星期的设计要在6置数为8，在8时置数为1，完成此功能可用74LS161完成，由于置数信号的特殊性，可用卡诺图求出置数信号。
卡诺图如下：置数信号312Q Q Q LD +==.12Q Q 3Q由于星期都是从星期一开始的，星期六过之后要变成星期日，也就是从0110变成1000，所以要将D3和Q1连接，给计数器置8，同时，星期天变为星期一时，就要给计数器置1，所以要将Q3和D0相连接，从而达到从8变为1的目的。
电路图如下：01Q Q23Q Q00 01 11 10 00 × 1 3 2 01 4 5 × 611 × × × × 10 8 × × ×Q 1Q 2 Q 34、判断平年和闰年在做万年历的过程中，因为年份有闰年和平年之分，所以导致了二月的天数有所改变，在此我们首先就要先判断闰年和平年 闰年的判断方法如下：A 、当个位十位不全为零时，能被4整除的,不能被100整除的是：当年的十位为偶数时：它的个位则是0、4、8当年的十位为奇数时：它的个位则是2、6由卡诺图可知，当年份的十位为奇数时：1001个个十Q Q Q Y = 当年份的十位为偶数时：1002个个十Q Q Q Y = 所以能被4整除不能被100整除的函数是Y 3=Y 1+Y 2B 、当个位十位全为零时，即321032100个个个个十十十十全Q Q Q Q Q Q Q Q Y =时，能被400整除的数是：当年的千位为偶数时：它的百位则是0、4、8当年的千位为奇数时：它的百位则是2、6012个个个Q Q Q30个十Q Q000 001 011 010 110 111 101 10000 × 1 3 2 6 7 5 4 01 8 9 × × × × × × 11 18 19 × × × × × × 101011131216171514百位千位为任意数 个位十位为任意数1001个个十Q Q Q Y =1002个个十Q Q Q Y =012百百百Q Q Q30百千Q Q000 001 011 010 110 111 101 10000 × 1 3 2 6 7 5 4 01 8 9 × × × × × × 11 18 19 × × × × × × 101011131216171514由卡诺图可知，当年份的千位为奇数时：1005百个百千Q Q Q Y = 当年份的千位为偶数时：1004百百千Q Q Q Y =所以当个位十位全为零时，即321032100个个个个十十十十全Q Q Q Q Q Q Q Q Y =时，能被400整除的函数是：=6Y +4Y 5Y根据以上有闰年的函数是：+=06全闰Y Y Y 3Y 0全Y =平Y 闰Y判断闰年和平年的电路图如下：1004百百千Q Q Q Y =1005百个百千Q Q Q Y =33a Y =闰 44a Y =平5、判断月A 、二月：画出卡诺图如下：012个个个Q Q Q30个十Q Q000001 011 010 110 111 101 10000 0 1 3 2 6 7 5 4 01 8 9 × × × × × × 11 × × × × × × × × 101011×12××××二月的函数是：2100个个个十二月Q Q Q Q Y = 二月的判断电路如下：77a Y =二月B 、判断小月一年当中有小月和大月之分，所以首先要对小月进行判断，一年当中2、4、6、9、11月是小月画出其卡诺图为：012个个个Q Q Q30个十Q Q000 001 011 010 110 111 101 10000 0 1 3 2 6 7 5 4 01 8 9 × × × × × × 11 × × × × × × × × 101011×12××××由其卡诺图化简得：小月Y =00个十Q Q +03个个Q Q +02个个Q Q =大月Y 小月Y根据化简结果得出小月和大月的电路图为：小月Y =a55,=大月Y a666、置位天数信号的引出由于在不同的反馈信号作用下天数有不同的置位方式，比如在28、29、30、31都有可能置1，所以这需要判断；由此引出这四种情况的信号。
Y 28=Q 十1Q 个3 Y 29=Q 十1Q 个0 Q 个3 Y 30= Q 十1Q 十0 Y 31 = Q 十1Q 十0 Q 个0 根据上述公式画电路图为：0个十Q Q3个个Q Q2个个Q QY 28=r 4 Y 29=r 5 Y 30=r 6 Y 31=r 7 7、日计数的置位信号 将从“年”“月”“日”反馈回来的信号组合起来就构成了日计数的置位信号，公式如下： LD =闰二月平年二月大月小月Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y 29283130+++3356644466766655a r a a r a r a r a +++=电路图如下：利用此信号r 12对日的个位和十位分别进行置数，个位置1，十位置0。
日期的电路图如下：8、月的置数。
每年12个月，所以用74ls160应在十位为1个位为2时置数，对十位置0，个位置1。
如下图：9、校正电路上述的链接完成之后，就可得到完整的万年历的显示，但是通常显示出来的时间都不是我们所理想的显示时间，因此我们需要一个调整器来调整时间，从而来达到我们需要的时间在此我们就分别需要一个单脉冲开关来进行调整，开关一侧分别接年月日时分的CP，另一侧接地或接VCC，因为高一级的CP都是有低一级的置数信号控制的，如年的CP是月的置数信号控制，月的CP是日的置数信号控制，而74ls90的置数信号是高电平有效，74ls160是低电平有效，并且年月日是用74ls160实现的，时分秒是用74ls90完成的。
所以年月的脉冲开关后接地，日期星期和时分后接VCC。
所以如图所示脉冲开关断开，数码管正常显示，脉冲开关闭合，示数不变，脉冲开关从闭合到断开一次就改变一次CP，使示数变化一次，这样便可以调到我们想要的时间。
整个完整的电路图如下图。