【文章內(nèi)容簡介】 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)計中，除了設(shè)計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)計出碼流輸出部分的電路，也就是能夠?qū)IC單片機所輸出的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單片機的3B碼并行數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機處理后得到相應(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)計中，采用一片74194，一個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，一個三輸入與門及一個二輸入與門，就可以構(gòu)成一個符合設(shè)計要求的并串轉(zhuǎn)換電路。其中二輸入與門在具體電路設(shè)計時仍采用的是四2輸入與門，器件型號為7408，在使用時只需取其一對端口即可；三輸入與門則采用的是三3輸入與門，器件型號為7411，使用時也僅需其中一對端口；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，器件型號為7474，具體使用時采用其中一組作為D觸發(fā)器。三 并串變換電路設(shè)計1. 電路設(shè)計 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，在進行4位碼的變換時，4個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，將其中一個引腳設(shè)置一個循環(huán)標(biāo)志位（如上一節(jié)中的QD），為了使74194能夠循環(huán)長時間工作，還必須用一個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)，從而達到在置數(shù)，右移不同狀態(tài)間切換的目的，使其能長時間循環(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，Q’被直接置1）。綜上所述，此設(shè)計中最重要的兩個控制端口Q’和Y實際是互為因果的關(guān)系，他們之間相互影響相互作用，使整個系統(tǒng)循環(huán)運行。 階段一：清零預(yù)置 在這個階段中，首先清零脈沖來到，使74194和觸發(fā)器D同時清零。此時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也同時被清零使得Q＝0，Q’=1，故SR=1，在下一CP脈沖來到時SR被置數(shù)使QA＝1。因此，2個脈沖后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進入置數(shù)工作狀態(tài)，下一個CP脈沖來到時，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進入置數(shù)工作狀態(tài)。當(dāng)這個階段的第一個CP脈沖來到時，D3 D2 D1 D0同步置入QA QB QC QD，由于將QD作為輸出端，故此時輸出第一個串行碼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CP脈沖以后，QD依次串行輸出D2 D1 D0，達到了并串變換的目的，由于連續(xù)的右移，此時QAQBQC=110，使Y=1，故有S1S0=11，這樣就使74194再一次進入置數(shù)工作狀態(tài)，在下一個CP脈沖來到時將再次進行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 譯碼器碼流輸入一 碼流輸入過程本次畢業(yè)設(shè)計除了要求設(shè)計3B4B編碼器外，還要求設(shè)計一個譯碼器，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)計中，采用一片74194，一個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，四個二輸入與門及一個反相器，就可以構(gòu)成一個符合設(shè)計要求的串并轉(zhuǎn)換電路。其中二輸入與門在具體電路設(shè)計時仍采用的是四2輸入與門，器件型號為7408，在使用時正好將其4對端口全部用上；反相器則仍是采用六反相器，器件型號7404，具體使用時取其中一個端口即可；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，器件型號為7474，具體使用時采用其中一組作為D觸發(fā)器。三 串并變換電路設(shè)計1. 電路設(shè)計盡管是完成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，也就無法達到長時間循環(huán)運行的要求。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QD經(jīng)反相器后還直接與4個與門相接，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：Q端置入的是D端在上一個CP脈沖過去后所儲存的數(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，但此時觸發(fā)器并沒有觸發(fā)，故Q端輸出仍然為0；當(dāng)下一個CP脈沖來到時，Q端載入D端所儲存的數(shù)據(jù)D0，而D端則讀入新的數(shù)據(jù)D1。電路具體工作時，首先清零脈沖來到，使74194與D觸發(fā)器同時清零，此時74194的輸出端QA=QB=QC=QC＝0，觸發(fā)器的輸出端Q=0；四個與門均關(guān)閉，但QD經(jīng)反相器后輸入S1，使S1S0=11故74194進入置數(shù)工作狀態(tài)，下一個CP脈沖到來時即可將0111置入QAQBQCQD，同時SR=Q=0。清零之后的第一個CP脈沖來到時，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進入右移工作狀態(tài)并且使4個與門繼續(xù)關(guān)閉；同時，觸發(fā)器D的輸出端Q=D0，使得SR＝D0。連續(xù)3個CP脈沖之后，觸發(fā)器的輸出Q=D3，使得SR=D3，SR在這個過程中連續(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個與門將4位并行數(shù)據(jù)同步輸出，達到串并轉(zhuǎn)換的目的；同時QD也使工作方式選擇端S1S0＝11，這樣74194再次進入置數(shù)工作狀態(tài)，在下一個CP脈沖到來時將重新載入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…D