按鍵狀態(tài)掃描顯示電路的設(shè)計(jì)與制作_課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-預(yù)覽頁
【正文】 所示，從上到下的按鍵分別表示 1,2,3,4,5,6,7,8,9.。 圖 23 方案一的總體設(shè)計(jì)圖（棄選） 圖 24 方 案二的總體設(shè)計(jì)圖 （采用） 單元電路的設(shè)計(jì) 3． 按鍵控制電路 按鍵控制系統(tǒng)不僅僅是幾個開關(guān)，圖 31 就是一個典型錯誤。 綜合以上理由，不選方案一。但是，在實(shí)際制作中，我們的開關(guān)系統(tǒng)所用的開關(guān)是按鍵是的。所以采用此方案。這就是我不選此電路的一個重要原因。 方案一：用十個按鍵和門電路組成的 8421BCD 碼編碼器 此電路邏輯圖如圖 22 所示，增值表如表 2 所示，十個按鍵 S0S9 分別對應(yīng)十進(jìn)制數(shù) 09，編碼輸出為 ABCD 和 GS。其關(guān)系如下表 1。 設(shè)計(jì)要求 本課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個 10 按鍵數(shù)字狀態(tài)掃描顯示電路，以 09 標(biāo)識十個按鍵，按下某一按鍵，數(shù)碼顯示管顯示相應(yīng)的數(shù)字。因此，在EDA 飛速發(fā)展的今天， EDA 技術(shù)正慢慢領(lǐng)導(dǎo)著電子科技，同時慢慢進(jìn)入到生活的各個方面。經(jīng)過人工設(shè)計(jì)，制作實(shí)驗(yàn)板，調(diào)試再修 改的多次循環(huán)才定型的傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法必然被計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)所取代，因?yàn)檫@種費(fèi)時費(fèi)力又費(fèi)資源的設(shè)計(jì)調(diào)試方法即增加了產(chǎn)品開發(fā)的成本和周期，又受到實(shí)驗(yàn)工作場地及儀器的限制。 關(guān)鍵詞： EDA 技術(shù) 狀態(tài)掃描 數(shù)碼顯示 按鍵狀態(tài)掃描顯示電路的設(shè)計(jì)與制作 1 任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)任務(wù) 1）以 09 十個數(shù)符標(biāo)識十個按鍵； 2）當(dāng)有鍵按下時，用數(shù)碼顯示管顯示其標(biāo)識數(shù)字，并保持到新的按鍵作用； 3）如果多個按鍵同時作用，只響應(yīng)最先作用的按鍵。 圖 21 總體方案圖 總體邏輯功能圖 按照按鍵控制電路的運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)碼管的顯示數(shù)字的分析，總結(jié)寫出不同開關(guān)按下時，數(shù)碼管的顯示，以滿足當(dāng)有開關(guān)按下時 ，用數(shù)碼顯示管顯示其標(biāo)識數(shù)字，并保持到新的按鍵作用，并且多個按鍵同時作用，只響應(yīng)最先作用的按鍵的任務(wù) 要求。下面簡單的介紹一下這兩種方案。我也曾經(jīng)想過用 其他的門電路來代替圖 22 中的五輸入與非門但還是比較復(fù)雜讓人望而卻步。后來，我發(fā)現(xiàn)可以用反饋電路中的一個開關(guān)代替“ 0”輸入開 關(guān)，彌補(bǔ)了它的不足，這一點(diǎn)將在后續(xù)的反饋電路中加以說明。理論分析的結(jié)果和仿真效果完全吻合。當(dāng)我決定用按鍵開關(guān)時，就應(yīng)該想到應(yīng)該用觸發(fā)器。 方案二完全符合本題目的要求，所以選方案二 方案一和方案二的總體電路圖分別如圖 23，圖 24 所示。否則，若按照圖 31 的接法，沒有一個按鍵按下時，芯片的輸入有可能是高電平，也有可能是低電平，造成芯片輸入混亂，對后面的邏輯電路造成重大的影 響。 表 3 74LS147 真值表 其中 74LS147 的 第 9 腳 NC 為空。 4 個 輸出端反映輸入十進(jìn)制數(shù)的 BCD 碼編碼輸出。 74LS147優(yōu)先編碼器的輸入端和輸出端都是低電平有效，即當(dāng)某一個輸入 端低電平 0時， 4個輸出端就以低電平 0的輸出其對應(yīng)的 8421 BCD編碼?？梢栽诤罄m(xù)電路中實(shí)現(xiàn)，具體情況我將要在后續(xù)電路中介紹。通過 D 觸發(fā)器，我們可以將輸入的相關(guān)信號“鎖存”（因?yàn)楸仨氁猩仙氐拿}沖觸發(fā)才能使信號通過，有點(diǎn)類似于鎖存）起來。 圖 34 74LS273 的電氣符號 引腳圖和邏輯功能表 通過真值 表以及芯片的相關(guān)功能，我們已經(jīng)了解 74LS273 的相關(guān)功能。在 CLK 的作用下，實(shí)現(xiàn)清零的功能。其中出現(xiàn)的開關(guān)是“ 0”開關(guān)。 圖 35 邏輯反饋電路 CLK 端的具體邏輯輸入為： CLK=Q1+Q2+Q3 +Q4 對于 MR 輸入表達(dá)式，根據(jù)設(shè)計(jì)的方案，寫出 MR 的邏輯表達(dá)式： MR=CLK+D0 圖 35 中的開關(guān)起到清零的作用， 由于設(shè)計(jì)的電路中有一些芯片需要控制使能端，才能使芯片工作在所需要的狀態(tài)。當(dāng)該按鍵按下 時，輸出低電平到清零端清零。可直接驅(qū)動 LED 顯示器。 LE：鎖定控制端，當(dāng) LE=0 時，允許譯碼輸出。 CD4511 的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻就可工作。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出 ，還有兩個引腳 16 分別表示的是 VDD、 VSS 2. CD4511 的工作原理 ： （１） CD4511 的工作真值表 如表 3 所示 （ 2 ） 鎖存功能 譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反相器組成 ,傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端 LE 的電平狀態(tài)。消隱控制電路如圖 36 所示。 . 圖 37 共陰極數(shù)碼管 圖 38 共陽極 圖 39 數(shù)碼顯示管管腳圖 另外，我們所選用的 CD4511 只能搭配共陰極數(shù)碼顯示 管。 4 利用 protues， Multisim 仿真電路 NI Multisim 軟件是一個專門用于電子電路仿 真與設(shè)計(jì)的 EDA 工具軟件。 NI Multisim 軟件絕對是電子學(xué)教學(xué)的首選軟件工具。包括 SPICE 仿真、RF仿真、 MCU 仿真、 VHDL 仿真、電路向?qū)У裙δ堋＠?，其支持單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真 51 系列、 808 AVR、 PIC、 Motorola 的 68系列等常用的 MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如 37 led、示波器等。 本次設(shè)計(jì)是通過查閱各種資料和我們的討論的思考做出做出來的，在設(shè)計(jì)的過程中我們每個人都提出了自己的想法，用各種不同的芯片以實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能。在改正自己的錯誤的過程中，我發(fā)現(xiàn)自己做動手分析問題的能力增強(qiáng)了，自己對設(shè)計(jì)的原理理解也更清
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