多路可編程控制器設計與制作

1、多路可編程控制器設計與制作程控制器就具有這種功能。電路設計設計要求設計并制作出一種用于控制霓虹燈的控制器，它具有如下功能：可以控制每段霓虹燈的點亮或熄滅。(3)每間隔一段時間，霓虹燈的圖樣變化一次。(4)圖樣變化的間隔時間可以調節(jié)。霓虹燈受控顯示的基本原理我們以背景霓虹燈的一種顯示效果為例，介紹控制霓虹燈顯示的基本原理。設有一排n 段水平排列的霓虹燈，某種顯示方式為從左到右每間隔0.2s 段霓虹燈的控制”。隨后，控制器將一幀n n 段霓虹燈的控制端，其中，最左邊的1000000。當 n 個數(shù)據(jù)送完以()0.2s1 段霓虹燈被點亮，其余霓虹燈熄滅。隨后，控制器又在極短的時間內將數(shù)據(jù)1100000

2、 送至霓虹燈的控制端，并定時0.2s，0.2s 2 0.2s 顯示一幀圖樣。如此下去，最后控制1111111 n n 段霓虹燈被全部點亮。只要改變送至每段霓虹燈的數(shù)據(jù)，即可改變霓虹燈的顯示方式，顯然，我們可以通過合理地組合數(shù)據(jù)(編程)來得到霓虹燈的不同顯示方式。系統(tǒng)框圖根據(jù)設計要求，確定如圖 1 所示系統(tǒng)框圖?？驁D中，右邊的D 圖1系統(tǒng)方框圖為 n 個發(fā)光二極管，它們與 n 段霓虹燈相對應，二極管亮，則0n霓虹燈亮。下面介紹框圖中各部分的功能與實現(xiàn)方法。移位寄存器移位寄存器用于寄存控制發(fā)光二極管亮、滅的數(shù)據(jù)，對應n n 位輸出。移位寄存器的輸入信號取自存儲器輸出的8 位并行數(shù)據(jù)。為使電路簡單，

3、此移位寄存器可以采用 8 位并入并出的移位寄存器，也可以采用并入串出的移位寄存器。只讀存儲器只讀存儲器內部通過編程已寫入控制霓虹燈顯示方式的數(shù)據(jù)，控制器每間隔一段時間（顯示定時）n 位數(shù)據(jù)送至移位寄存器，所送的數(shù)據(jù)內容由存儲器的地址信號確定。存n 顯示方式(每種顯示方式包含 k 幀畫面)，要求存儲器的容量為：c=knm（bit）只讀存儲器可以采用常用的EPROM，如 2764、27128、27256、27512 等。地址計數(shù)器64Kb 容量的存儲器對應的地 16 16 位計數(shù)器，其余可依此類推。地址計數(shù)器給出存儲器的全部地0000H開始計數(shù)。地址計數(shù)器可以采用一般的二進制計數(shù)器，如74161、

4、74162 等?？刂崎T與定時器控制門用于控制計數(shù)脈沖是否到達地址計數(shù)器?？刂崎T的控制信號來自定時器，定時器啟動時，控制門被關閉，地址計數(shù)器停止計數(shù)，寄存器的數(shù)據(jù)被鎖存。此段時間發(fā)光二極管發(fā)光。達到定時值時，定時器反相，計數(shù)器重新開始計數(shù)?？刂崎T可以用一般的與門或或門來實現(xiàn)，定時器可以采用單穩(wěn)態(tài)電路來實現(xiàn)，也可以用計數(shù)器實現(xiàn)。長度計數(shù)器長度計數(shù)器與地址計數(shù)器對應同一個計數(shù)脈沖。長度計數(shù)器工作時，地址計數(shù)器也在工作。計數(shù)器工作期間，存儲器對應地址的數(shù)據(jù)被逐級移位至對應的寄存器。長度計數(shù)器的計數(shù)長度為 n/8，該長度恰好保證一幀圖樣(n 位)的數(shù)據(jù)從存儲器中讀出送寄存器鎖存。長度計數(shù)器達到長度值時自

5、動清零，同時啟動定時器工作。定時器啟動期間，長度計數(shù)器與地址計數(shù)器的計數(shù)脈沖均被封閉。長度計數(shù)器電路可視計數(shù)的具體長度來確定。當計數(shù)長度較短時，可以采用移位寄存器來實現(xiàn)。實用電路根據(jù)上面的分析，設計出如圖 2 所示的實用電路。32 32 圖2霓虹燈顯示控制器電路圖電路中的移位寄存器采用 74LS374，當與 74LS374 的 11 腳相連的移位脈沖產(chǎn)生上升沿 位數(shù)據(jù)從上至下從一個寄存器移位至另一個寄存器，構成8 11 4 個。電路中的存儲器采用具有8K 地址的EPROM 27642764 11、12A 2764 2K 32 段霓虹1211、12A 6K 地址對應的圖樣。12電路中的地址計數(shù)器

6、由 3 塊 74LS161 組成，它產(chǎn)生11 位地址數(shù)據(jù)，計數(shù)輸出直接與存儲器的地址線相連。P定時器采用 555 組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實現(xiàn)，改變可變電阻R 的數(shù)值，可以改變定時P器的定時時間，即每幀畫面顯示的時間。顯示時間一般定在0.11s 之間。555 lkHzlMHz 之間取值。電路制作與測試所需儀器設備與器件EPROM 擦除器等。參考步驟器件檢測的各種麻煩。電路安裝在萬能板上安裝并焊接好全部器件。由于電路連線較多，不宜在面包板上安裝。檢測電路檢測由 組成的時鐘振蕩器的輸出波形，正常情況應能在它的第3 頻率為幾千赫茲的矩形波。如不能觀測到輸出波形，則應檢測555（1）的工作狀態(tài)，找到 故障

7、所在。將電位器RP3 所示的波形。如沒有波形或波形為連續(xù)矩形波，則檢測定時器555（2）3 腳的電平。正常時可以觀測到輸出電平以短于1s 的時間周期跳變。如果不出現(xiàn)跳變，則定時電路的邏輯關系進行分析，排除故障。圖3計數(shù)脈沖的波形檢測存儲器各地址線的電平，在低地址端應能觀測到電平的跳變。如地址線電平不發(fā)生變化，則應檢測由4 74LS161 構成的地址計數(shù)器工作是否正常，通過檢測各IC 腳或波形，排除故障。檢測寄存器 74LS374 找出故障所在，予以排除。排列發(fā)光二極管將 32 個發(fā)光二極管按你喜歡的方式排列成一定的圖形或字符。確定顯示方式根據(jù)排列的圖形，確定發(fā)光二極管的顯示方式。（ 6）確定存儲器各地址對應的數(shù)據(jù)所示。表中，每行第一個十六進制數(shù)為存儲器的一個起始地址，其余16 個數(shù)為該地址及與15 個地址的數(shù)據(jù)，也用十六進制數(shù)表示。表 1 某種顯示方式下各地址對應的數(shù)據(jù)讀者讀懂表 1 的內容以后，就可以自己編輯顯示方式了。輸入數(shù)據(jù)讀者可以利用任何讀寫