【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方式，此時(shí)的 QA QB QC依次為D2 D1 D0,而置入QB的0則移到QD，使得S1S0=11，同時(shí)打開與門將QA QB QC中的數(shù)據(jù)并行輸出。另一方面，下一個(gè)CP脈沖到來，又將發(fā)生前面所述的并行置數(shù)操作，開始新的一輪串/并變換。 3位串行碼/并行碼變換電路工作過程CLRS1S0功能CPDRQAQBQCQDS1 S0Q0Q1Q20清零000011000111置數(shù)1D0D00110100001右移2D1D1D0010100001右移3D2D2D1D0011D2D1D011置數(shù)1D0D001101000循環(huán)…………………………… 編碼器碼流輸出一 碼流輸出過程在本設(shè)計(jì)中，除了設(shè)計(jì)能使串行碼流變換為并行碼流的串并變換電路外，還必須設(shè)計(jì)出碼流輸出部分的電路，也就是能夠?qū)IC單片機(jī)所輸出的4位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的并串變換電路，由串并變換電路輸入PIC單片機(jī)的3B碼并行數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī)處理后得到相應(yīng)的4B碼，并以并行方式輸出，并串變換電路的作用就是將此4位并行碼流轉(zhuǎn)變?yōu)榇写a流，使其能夠由B3端口接收，從而完成譯碼的過程。，這樣才能保證碼流輸入與輸出之間的同步，降低誤碼率。二 并串變換電路器件選型在此次電路設(shè)計(jì)中，采用一片74194，一個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，一個(gè)三輸入與門及一個(gè)二輸入與門，就可以構(gòu)成一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的并串轉(zhuǎn)換電路。其中二輸入與門在具體電路設(shè)計(jì)時(shí)仍采用的是四2輸入與門，器件型號(hào)為7408，在使用時(shí)只需取其一對(duì)端口即可；三輸入與門則采用的是三3輸入與門，器件型號(hào)為7411，使用時(shí)也僅需其中一對(duì)端口；D觸發(fā)器則采用有預(yù)置，清零端的雙上升沿D觸發(fā)器，器件型號(hào)為7474，具體使用時(shí)采用其中一組作為D觸發(fā)器。三 并串變換電路設(shè)計(jì)1. 電路設(shè)計(jì) 由于高速通用4位雙向移位寄存器74194既可以用于串并變換，也可以用于并串變換，因此在此部分的電路設(shè)計(jì)中仍然選用74194作為4位并串變換電路的核心器件。但由于74194只有4位，在進(jìn)行4位碼的變換時(shí)，4個(gè)輸入引腳全部用來接收并行數(shù)據(jù)，故不能像3位碼的變換一樣，將其中一個(gè)引腳設(shè)置一個(gè)循環(huán)標(biāo)志位（如上一節(jié)中的QD），為了使74194能夠循環(huán)長(zhǎng)時(shí)間工作，還必須用一個(gè)D觸發(fā)器來作為循環(huán)標(biāo)志位。74194的ABCD用于并行數(shù)據(jù)輸入，而這個(gè)D觸發(fā)器的輸出端將被連接到74194的右移輸入端SR上，通過串入不同碼字來控制S1S0的狀態(tài)，從而達(dá)到在置數(shù)，右移不同狀態(tài)間切換的目的，使其能長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)工作。 圖 4B碼并串轉(zhuǎn)換電路2. 工作過程此4B碼的并串轉(zhuǎn)換電路的過程較3B碼的串并變換電路復(fù)雜，其工作過程可分為兩個(gè)階段，即清零預(yù)置階段和并串轉(zhuǎn)換階段。特別需要注意的是工作過程中的各元件的次序，簡(jiǎn)述如下（記觸發(fā)器為D，三輸入與門的輸出端為X，二輸入與門的輸出端為Y）。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)易知：X=QAQBQ’ ，Y=XCP，即在清零過程結(jié)束后有Y=QAQBQ’；Y端直接與D端和S1相接，故有D=S1=Y且由于S0一直保持高電平即S1=1，所以74194的工作方式由Y端來控制；右移串行輸入端SR則與Q’端相接，故有SR=Q’。根據(jù)D觸發(fā)器的特性方程Q(n+1)=D知：現(xiàn)態(tài)的D端狀態(tài)決定了次態(tài)的Q和Q’端的狀態(tài)，而根據(jù)電路結(jié)構(gòu)有D=Y，故現(xiàn)態(tài)的Y端決定了次態(tài)的Q’，即Q(n+1)=Y（除了清零脈沖時(shí)，Q’被直接置1）。綜上所述，此設(shè)計(jì)中最重要的兩個(gè)控制端口Q’和Y實(shí)際是互為因果的關(guān)系，他們之間相互影響相互作用，使整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)行。 階段一：清零預(yù)置 在這個(gè)階段中，首先清零脈沖來到，使74194和觸發(fā)器D同時(shí)清零。此時(shí)QA＝QB＝QC＝QD＝0，由QAQB=0故Y=0，使得S1S0＝01，74194工作于右移串入狀態(tài)；而由于D也同時(shí)被清零使得Q＝0，Q’=1，故SR=1，在下一CP脈沖來到時(shí)SR被置數(shù)使QA＝1。因此，2個(gè)脈沖后SR連續(xù)兩次右移使QA=QB=1故有Y=1，使得S1S0=11，清零預(yù)置過程完成，74194進(jìn)入置數(shù)工作狀態(tài)，下一個(gè)CP脈沖來到時(shí)，就可以并行輸入D0 D1 D2 D3四位數(shù)據(jù)。階段二：并串轉(zhuǎn)換 在清零預(yù)置過程結(jié)束以后S1S0=11使得74194進(jìn)入置數(shù)工作狀態(tài)。當(dāng)這個(gè)階段的第一個(gè)CP脈沖來到時(shí)，D3 D2 D1 D0同步置入QA QB QC QD，由于將QD作為輸出端，故此時(shí)輸出第一個(gè)串行碼D3；由于上態(tài)的Y=1＝D，故使現(xiàn)態(tài)的Q’=0，盡管D0 D1可能全為1，仍使現(xiàn)態(tài)的Y=0，由此決定了S1S0＝01從而使74194工作于右移狀態(tài)，并且SR=Q’=0；連續(xù)3個(gè)CP脈沖以后，QD依次串行輸出D2 D1 D0，達(dá)到了并串變換的目的，由于連續(xù)的右移，此時(shí)QAQBQC=110，使Y=1，故有S1S0=11，這樣就使74194再一次進(jìn)入置數(shù)工作狀態(tài)，在下一個(gè)CP脈沖來到時(shí)將再次進(jìn)行4位同步置數(shù)，D0 D1 D2 D3被置入QA QB QC QD，開始新一輪的并串變換。表 4位并行碼/串行碼變換電路工作過程CLRS1S0功 能CPQAQBQCQDYDQ’SRS1S00清零000000110110101右移右移1211010000010111110111111010101置數(shù)右移右移右移1234D0011D1D001D2D1D00D3D2D1D000010001011101110101011111循環(huán)置數(shù)…1…D0…D1…D2…D3…0…0…0…0…01… 譯碼器設(shè)計(jì) 譯碼器碼流輸入一 碼流輸入過程本次畢業(yè)設(shè)計(jì)除了要求設(shè)計(jì)3B4B編碼器外，還要求設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，所謂譯碼器就是要將已經(jīng)編碼的4B碼重新解碼為3B碼。這是一個(gè)編碼的逆過程，輸入的碼流是4B碼，；輸出的則是3B碼，,。4B碼的輸入過程與3B碼的輸入相仿，仍是一個(gè)串并變換的過程，只不過是要將串行碼流變換成4位的并行輸出碼流。因此其輸入電路仍是采用一個(gè)串并變換電路來完成。二 串并變換電路器件選型 在此次電路設(shè)計(jì)中，采用一片74194，一個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，四個(gè)二輸入與門及一個(gè)反相器，就可以構(gòu)成一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的串并轉(zhuǎn)換電路。其中二輸入與門在具體電路設(shè)計(jì)時(shí)仍采用的是四2輸入與門，器件型號(hào)為7408，在使用時(shí)正好將其4對(duì)端口全部用上；反相器則仍是采用六反相器，器件型號(hào)7404，具體使用時(shí)取其中一個(gè)端口即可；D觸發(fā)器則還是采用有預(yù)置，清零端的雙上升沿D觸發(fā)器，器件型號(hào)為7474，具體使用時(shí)采用其中一組作為D觸發(fā)器。三 串并變換電路設(shè)計(jì)1. 電路設(shè)計(jì)盡管是完成4位的串并轉(zhuǎn)換，一片74194仍然足夠完成此轉(zhuǎn)換過程。由于需要并行輸出4位的數(shù)據(jù)，如果74194的并行輸出端全部用來輸出數(shù)據(jù)，就會(huì)缺少S1S0的狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制端，使之不能在置數(shù)和右移兩種狀態(tài)之間切換，也就無法達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)運(yùn)行的要求。因此，我們還必須選用一塊D觸發(fā)器，使其能夠作為并行輸出端之一，而將QD留作工作狀態(tài)控制位，從而達(dá)到循環(huán)控制的目的。： 圖 4B碼串并轉(zhuǎn)換電路 2. 工作過程此電路設(shè)計(jì)再次用到了D觸發(fā)器，因此各端口之間的因果關(guān)系變得十分重要，簡(jiǎn)述如下：根據(jù)電路結(jié)構(gòu)：QD經(jīng)反相器輸出后直接與S1相接，即S1=QD|反|，而S0一直接高電平，故74194的工作方式由QD控制；同時(shí)QD經(jīng)反相器后還直接與4個(gè)與門相接，并行數(shù)據(jù)的同步輸出也有QD控制。SR與D觸發(fā)器的輸出端Q直接相連，即SR=Q，故74194右移串入的數(shù)據(jù)來自Q。根據(jù)D觸發(fā)器的特點(diǎn)：Q端置入的是D端在上一個(gè)CP脈沖過去后所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，如：清零脈沖過去后，D端即接收到串入數(shù)據(jù)D=D0，但此時(shí)觸發(fā)器并沒有觸發(fā)，故Q端輸出仍然為0；當(dāng)下一個(gè)CP脈沖來到時(shí)，Q端載入D端所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)D0，而D端則讀入新的數(shù)據(jù)D1。電路具體工作時(shí)，首先清零脈沖來到，使74194與D觸發(fā)器同時(shí)清零，此時(shí)74194的輸出端QA=QB=QC=QC＝0，觸發(fā)器的輸出端Q=0；四個(gè)與門均關(guān)閉，但QD經(jīng)反相器后輸入S1，使S1S0=11故74194進(jìn)入置數(shù)工作狀態(tài)，下一個(gè)CP脈沖到來時(shí)即可將0111置入QAQBQCQD，同時(shí)SR=Q=0。清零之后的第一個(gè)CP脈沖來到時(shí)，即將輸入端0111置數(shù)，使得QA=0，QB=QC=QD=1，而QD經(jīng)反相器后使S1S0＝01故74194進(jìn)入右移工作狀態(tài)并且使4個(gè)與門繼續(xù)關(guān)閉；同時(shí)，觸發(fā)器D的輸出端Q=D0，使得SR＝D0。連續(xù)3個(gè)CP脈沖之后，觸發(fā)器的輸出Q=D3，使得SR=D3，SR在這個(gè)過程中連續(xù)的右移，使QA=D2，QB＝D1，QC=D0，這樣Q0Q1Q2Q3中的數(shù)據(jù)全部置位完畢。而QD=0，經(jīng)反相器后打開4個(gè)與門將4位并行數(shù)據(jù)同步輸出，達(dá)到串并轉(zhuǎn)換的目的；同時(shí)QD也使工作方式選擇端S1S0＝11，這樣74194再次進(jìn)入置數(shù)工作狀態(tài)，在下一個(gè)CP脈沖到來時(shí)將重新載入0111，開始新一輪的串并轉(zhuǎn)換。： 4位串行碼/并行碼變換電路工作過程CLRS1S0功能CPDRAQBQCQDS1S0SR0清零00000110111010101置數(shù)右移右移右移1234D0D1D2D3D0D1D2D30D0D1D210D0D1110D0111001010111D0D1D2D311循環(huán)置數(shù)…1…D0…