ASCII碼鍵盤編碼電路設(shè)計(jì)

成績(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：ASCII碼鍵盤編碼電路設(shè)計(jì)學(xué)生:學(xué)生學(xué)號(hào)： 1214030301系 肌 電子工程學(xué)院專業(yè)：通信工程屆 肌 2012屆指導(dǎo)教師： 廖曉緯電子工程學(xué)院制2015年5月29日目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.緒論 2設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介與要求 33.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 3\o"CurrentDocument"3.2設(shè)計(jì)要求 3\o"CurrentDocument"ASCII碼鍵盤編碼設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方案制定 3\o"CurrentDocument"74LS148D芯片參數(shù)及工作原理 474LS04D芯片參數(shù)及工作原理 474LS85D芯片參數(shù)及工作原理 574LS183芯片參數(shù)及工作原理 774LS32芯片參數(shù)及工作原理 8ASCII碼鍵盤編碼設(shè)計(jì)方案實(shí)施 105.1總設(shè)計(jì)方案 105.2控制電路部分的實(shí)現(xiàn)145.3結(jié)果的高兩位進(jìn)行準(zhǔn)確修正的實(shí)現(xiàn) 155.4輸出電路部分 165.6系統(tǒng)整體電路圖 17ASCII碼電路設(shè)計(jì)仿真 17\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì)心得 20附錄 218.1器件清單 21

ASCII碼鍵盤編碼電路設(shè)計(jì)ASCII碼鍵盤編碼電路設(shè)計(jì)3III學(xué)生:功指導(dǎo)老師:廖曉緯

電子工程學(xué)院12級(jí)通信工程1.緒論ASCII碼是目前計(jì)算機(jī)中用得最廣泛的字符集及其編碼，是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（ANSI）制定的ASCII碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼），它已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，稱為ISO646標(biāo)準(zhǔn)。適用于所有拉丁文字字母，ASCII碼有7位碼和8位碼兩種形式。因?yàn)?位二進(jìn)制數(shù)可以表示（21=）2種狀態(tài)：0、1；而2位二進(jìn)制數(shù)可以表示（22）=4種狀態(tài)：00、01、10、11；依次類推，7位二進(jìn)制數(shù)可以表示（27=）128種狀態(tài)，每種狀態(tài)都唯一地編為一個(gè)7位的二進(jìn)制碼，對(duì)應(yīng)一個(gè)字符（或控制碼），這些碼可以排列成一個(gè)十進(jìn)制序號(hào)0~127。所以，7位ASCII碼是用七位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼的，可以表示128個(gè)字符。第0~32號(hào)及第127號(hào)（共34個(gè)）是控制字符或通訊專用字符，加控制符：LF（換行）、CR（回車）、FF（換頁(yè)）、DEL（刪除）、BEL（振鈴）等；通訊專用字符：SOH（文頭）、EOT（文尾）、ACK（確認(rèn)）等；第33~126號(hào)（共94個(gè)）是字符，其中第48~57號(hào)為0~9十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字；65~90號(hào)為26個(gè)大寫英文字母，97~122號(hào)為26個(gè)小寫英文字母，其余為一些標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)等。2落摘要本次課程設(shè)計(jì)共有8*8=64個(gè)鍵，在外加兩個(gè)控制鍵Shift鍵和Ctrl鍵的作用下，共完成128個(gè)鍵的ASCII碼輸出。其中，Shift鍵為英文大水寫字母及其它符號(hào)控制鍵。Ctrl鍵為文字符號(hào)（也稱控制符號(hào)）和字符控制符。本次試驗(yàn)的ASCII碼輸出，用與該ASCII碼編碼相應(yīng)的燈泡表示。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介與要求3.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介ASCII鍵盤編碼電路的任務(wù)是把鍵盤上所按下之按鈕產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)，編成一個(gè)對(duì)應(yīng)的ASCII代碼從輸出端輸出。3.2設(shè)計(jì)要求用若干數(shù)字芯片和燈泡實(shí)現(xiàn)按下某一按鈕，輸出對(duì)應(yīng)的ASCII代碼。主要技術(shù)指標(biāo)：（1） 外接電源:U=12VO（2） 燈泡工作電壓U=6VL（3） 燈泡功率W=1WASCII碼鍵盤編碼設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方案制定4.174LS148D芯片參數(shù)及工作原理SN74LS148(TOPVIEW]INPUTS圖一74LS148DSN74LS148(TOPVIEW]INPUTS圖一74LS148D芯片管腳圖741S148優(yōu)先編碼器管腳功能介紹：16腳的集成7片，電源是VCC（16）GND（8）,I0—I7為輸入信號(hào)，A2,A1,A0為三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)，IE是便能輸入端，OE是便能輸出端，GS為片優(yōu)先編碼輸出端0-7編碼輸入端（低電平有效）。芯片管腳EI選通輸入端（低電平有效）A0、A1、A2三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)即編碼輸出端（低電平有效）GS片優(yōu)先編碼輸出端即寬展端（低電平有效）EO選通輸出端，即使能輸出端4.274LS04D芯片參數(shù)及工作原理74LS04是6非門（反相器）他的工作電壓5V，他的部含有6個(gè)，反相器,74LS04的作用就是反相把1變成0。

H T1、 !■* 1麟 p<導(dǎo) Y事 Aft Y-O^U4>^-13-15ri aj vi 甘m cwb圖二74LS04D芯片管腳圖輸入輸出ABY低電平低電平低電平低電平高電平低電平高電平低電平低電平高電平高電平高電平表一74LS04D芯片功能表4.374LS85D芯片參數(shù)及工作原理可進(jìn)行二進(jìn)制碼和BCD碼的比較，對(duì)兩個(gè)4位字的比較結(jié)果由三個(gè)輸出端（FA>B,FA=B,FA<B=輸出。將若干85級(jí)聯(lián)可比較較長(zhǎng)的字，此時(shí)低級(jí)位的FA>B,FA=B,FA<B連接到高位級(jí)相應(yīng)的輸入A>B、A=B、A<B,并使低位級(jí)的A=B為高電平。弓I出端符號(hào)A0-A3字入輸入端B0-B3字B輸入端A>BA>B級(jí)聯(lián)輸入端A=BA=B級(jí)聯(lián)輸入端

A<BA<B級(jí)聯(lián)輸入端FA=BA等于B輸出端FA>BA大于B輸出端FA<BA小于B輸出端數(shù)福輸入B3E[%JVCC級(jí)聯(lián)輸入A<B［：2153A3級(jí)聯(lián)輸入A-BE3 514JB2級(jí)聯(lián)輸入AA&I：4S133A2輸山A次匚512JA1輸出A=BC611JB1輸出A<B匚7101A0:GND匚893B0圖三74LS85D芯片引腳及其功能圖比較輸入級(jí)聯(lián)輸入輸出A3,B3A2,B2A1,B1A0,B0A〉BA〈BA=BA〉BA〈BA=BA3>B3XXXXXXHLLA3<B3XXXXXXLHLA3=B3A2〉B2XXXXXHLLA3=B3A2<B2XXXXXLHLA3=B3A2=B2A1=B1XXXXHLLA3=B3A2=B2A1=B1XXXXLHLA3=B3A2=B2A1=B1A0〉B0XXXHLL

A3=B3A2=B2A1=B1A0〈B0XXXLHLA3=B3A2=B2A1=B1A0=B0HLLHLLA3=B3A2=B2A1=B1A0=B0LHLLHLA3=B3A2=B2A1=B1A0=B0LLHLLHA3=B3A2=B2A1=B1A0=B0XXHLLHA3=B3A2=B2A1=B1A0=B0HHLLLLA3=B3A2=B2A1=B1A0=B0LLLHHLH=高電平L=低電平乂=不定表二74LS85D芯片功能表4.474LS183芯片參數(shù)及工作原理1A[1J1VCCNC[213]2A312]2B1Cn[411［坎廿1Cn+1[510]2Cn+1w69]NCGND[7B]2e圖四74LS183D芯片引腳圖1A、1B、2A、2B運(yùn)算教輸入端1CIn、2CIn進(jìn)位輸入端1COn+1、2COn+1進(jìn)。輸出端

LHLHLLHHLHHLLHLHLLLHHHLLHHHHHHH=高電平L=低電平表三74LS183芯片功能表4.574LS32芯片參數(shù)及工作原理74LS32是四2輸入或門，常用在各種教字電路以及單片機(jī)系統(tǒng)中。表達(dá)式為：Y=A+B弓1腳排列圖管腳功能：左下1--1A，2--1B，3--1Y；4--2A,5--2B,6--2Y；7--GND；右起:右上8--3Y,9--3A,10--3B；11--4Y,12--4A,13--4B；14--VCC其中A,B為輸入端，Y為輸出端，GND為電源負(fù)極，VCC為電源正極。圖五74LS32引腳圖

ABY000011101111表四74ls32真值表5.ASCII碼鍵盤編碼設(shè)計(jì)方案實(shí)施5.1總設(shè)計(jì)方案1方框圖2

設(shè)計(jì)一個(gè)鍵盤，共有8*8=64個(gè)鍵，在外加兩個(gè)控制鍵Shift鍵和^「1鍵的作用下,共完成128個(gè)鍵的ASCII碼輸出。其中,Shift鍵為英文大小寫字母及其它符號(hào)控制鍵。高位低位000001010011100101110111000、HPXSPNUBsDel8CAN001AIQY'SOHt1DCMe010BJRZ“ST*2DC:SU011CKS[#3DCESC100DLT\$EO,4DCSF101:MmU]%ENQ一C5NA=G110FNV^&ACK■soSYNL111GOWw_DE'B'si7ETUsCtrl鍵為文字符號(hào)（也稱控制符號(hào)）和字符控制符。表五開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生的編碼表在選擇仿真軟件時(shí)我選擇了multisim12仿真軟件。因?yàn)镸ultisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜容，這樣無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，更適用于電子學(xué)教育。Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器(NI)推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。5.2控制電路部分的實(shí)現(xiàn)圖六ASCII碼鍵盤電路輸入控制部分加上圖1,此部分采用兩個(gè)DSWPK_8開(kāi)關(guān)來(lái)控制信號(hào)的輸入。其中上邊的開(kāi)關(guān)控制八列即ASCII碼高三位，下邊的開(kāi)關(guān)控制八行即ASCII碼低三位。74LS148D即優(yōu)先編碼器主要是對(duì)輸入進(jìn)行編碼，由于此編碼器是低電平有效故需要反相器。采用四個(gè)74LS04D即大反相器對(duì)74LS148D的輸入與輸出進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)換，即高低電平的轉(zhuǎn)換。將U1、U2反相器和貝編碼器的VCC接12V,GND接地°U1的六個(gè)輸入端依次接到開(kāi)關(guān)的前六個(gè)代表著前大列，U2第5個(gè)和第6個(gè)輸入端接到開(kāi)關(guān)的后兩個(gè)代表著后四列。U1的六個(gè)輸出端接到U5即編碼器的前六個(gè)輸入端，。2第5個(gè)和第六個(gè)輸出端接到U5即編碼器的后兩個(gè)輸入端。將U5編碼器的三個(gè)輸出端接到U2反相器前三個(gè)輸入端，至此U2反相器前三個(gè)輸出端就是未修正的列ASCII^o下面的U3、U4反相器和U6編碼器的行接法與列接法類似。5.3高位修正電路當(dāng)按下某鍵時(shí)，會(huì)顯示該設(shè)計(jì)鍵盤的高檔鍵的ASCII碼，對(duì)此本編碼與標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼編碼表可知，本編碼的前四列高檔字符比標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼水64（1000000B），抵擋字符比標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼水96（1100000B）；后四列高檔字符跟標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼相同，而抵擋字符比標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼大32（100000B）。因此在編碼后需要對(duì)編碼值進(jìn)行修訂得到正確的ASCII碼。而當(dāng)按下這兩個(gè)外加鍵時(shí)，會(huì)顯示出相應(yīng)的抵擋鍵的ASCII碼。圖七實(shí)現(xiàn)shift鍵和Ctrl催的部分電路當(dāng)不按下Shift時(shí)對(duì)鍵盤上的前四列上檔字符需要使用加法器對(duì)其高位加1000B，

當(dāng)按任shift時(shí)要輸出低檔字符的ASCII需要使用加法器對(duì)其高位加上1100B。對(duì)鍵盤的后四列，其上檔字符的編碼正好等于標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼無(wú)需處理，當(dāng)按任Ctrl輸出其下檔字符時(shí)，由于其編碼比ASCII碼大32，需要對(duì)其高位減去100B,即加上1100B（100B的補(bǔ)碼），電路圖實(shí)現(xiàn)加上。5.4輸出電路部分輸出電路部分采用74LS183D譯碼器，連接燈泡。輸出端采用水燈泡來(lái)顯示輸入鍵的標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼，當(dāng)小燈泡亮?xí)r說(shuō)明是1,而當(dāng)小燈泡不亮?xí)r則為0.表六元器件清單5.6系統(tǒng)整體電路圖圖九整體電路圖表六元器件清單5.6系統(tǒng)整體電路圖圖九整體電路圖ASCII碼電路設(shè)計(jì)仿真KrfC74LM41KrfC74LM41圖十仿真電路初始狀態(tài)實(shí)驗(yàn)總體電路圖如下所示，當(dāng)打開(kāi)仿真按鈕，由于所有的開(kāi)關(guān)都置零，通過(guò)優(yōu)先編碼器編出來(lái)的是000000,此時(shí)X1燈會(huì)亮，這是初始狀態(tài)。進(jìn)入測(cè)試后，例如，列線的開(kāi)關(guān)表示為0時(shí)，行線的開(kāi)關(guān)也為0時(shí)，選擇了鍵盤設(shè)計(jì)中的有第一行第一列，即編碼為000000，當(dāng)不按Shift^時(shí)，只有片燈亮，表示的是64,即“”，當(dāng)按下Shift鍵時(shí)，X1、X2燈亮，表示的是96,即“、”。13—113—1圖十一仿真電路閉合shift鍵又加：當(dāng)列線的開(kāi)關(guān)表示5,行線的開(kāi)關(guān)表示0,即選擇了鍵盤設(shè)計(jì)中的第一行第五列，即編碼為100000,當(dāng)不按Ctrl^時(shí)，X2燈亮，表示的是32,即“SP”，當(dāng)按下Ctrl^時(shí)，所有的燈都不亮，表示的是0即“NUL”。

圖十二仿真電路表示出5列1行ASCII碼圖十二仿真電路表示出5列1行ASCII碼圖十三仿真電路表示出5列1行（行高位）ASCII碼課程設(shè)計(jì)心得通過(guò)這次ASCII碼鍵盤編碼電路設(shè)計(jì),我在知識(shí)方面進(jìn)一步的掌握了74LS148、74LS04、74LS85、74LS183芯片的主要參數(shù)和功能，并能熟練的運(yùn)用它們。在此課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到很多知識(shí)和技能，學(xué)會(huì)了使用軟件Multisim12，并讓我對(duì)以前所學(xué)的電路和數(shù)電知識(shí)有了更深層次的理解與鞏固。增強(qiáng)了我在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并組織材料的綜合能力。對(duì)于電路設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)：通過(guò)這次電路設(shè)計(jì)，讓我了解到在設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要對(duì)設(shè)計(jì)的電路有一個(gè)宏觀的認(rèn)識(shí)，清楚設(shè)計(jì)的電路需要有哪些功能，了解元器件的特性后再進(jìn)行元器件的篩選。之后解決設(shè)計(jì)電路中遇到的難題，例如如何對(duì)結(jié)果的高兩位進(jìn)行準(zhǔn)確的修正。最后對(duì)設(shè)計(jì)完成的電路進(jìn)