1、-. z.數 字 電 路 課 程 設 計 報 告論 文 題 目 ASCII碼鍵盤編碼電路設計 學生專業班級 通信工程2011級1班 學生*成20112760設計小組其他同學*王駿20112836 指 導 教 師 宋彩霞 完 成 時 間 2013年10月26日 實 習 地 點 信息樓214 2013 年 10 月 27 日ASCII碼鍵盤編碼電路設計一、課程的選擇與設計要求：ASCII碼鍵盤編碼電路的任務是把鍵盤上所按下之按鈕產生的開關信號，編成一個對應的ASCII代碼從輸出端輸出。ASCII碼編碼表請參看有關教材。鍵盤共8*8=64個鍵，在外加兩個控制鍵Shift 鍵和Ctrl鍵作用下，共完成

2、128個鍵的ASCII碼輸出。其中，Shift 鍵為英文大小寫字母及其它符號控制鍵。Ctrl鍵為文字符號也稱控制符號和字符控制符。鍵盤字母排列參見下列圖。當按下*鍵，變將鍵所在的列線與行線接通，于是將列線上的1電平傳給行線，而沒有按下之按鍵所在的列線與行線不同，這些行線仍保持低電平。HP*SP(08AIQY!)19BJRZ*2:CKS#+3;DLT$,4GOW，/7 二、設計任務分析： ASCII碼鍵盤編碼電路的任務是把鍵盤上所按下按鈕產生的開關信號，編成一個對應的ASCII代碼從輸出端輸出。鍵盤共8*8=64個鍵，在外加兩個控制鍵Shift 鍵和Ctrl鍵作用下，共完成128個鍵的ASCII

3、碼輸出。其中，Shift 鍵為英文大小寫字母及其它符號控制鍵。Ctrl鍵為文字符號也稱控制符號和字符控制符。當按下*鍵，變將鍵所在的列線與行線接通，于是將列線上的1電平傳給行線，而沒有按下之按鍵所在的列線與行線不同，這些行線仍保持低電平。這個任務可以分解為如下幾個局部：1、開關：通過控制鍵盤產生開關信號，也就是用高八個開關低八個開關和外加兩個開關來控制信號的上下。2、開關信號的編碼如下。高位低位000001010011100101110111000 、H hPpZ zSP NUL( BS0DEL8 CAN001A aI iQ qY y! SOH) HT1 DC19 EM010B bJ jR r

4、Z z ST* LF2 DC2: SUB011CCK kS s # ET*+ VT3 DC3; ESC100DDL lT t |$ EOT FF4 DC4 RS111G gO oW w_ DEL, BEL/ SI7 ETB US3、Shift鍵和Ctrl鍵的實現：當按下*鍵時，在輸出端會顯示該鍵上檔的ASCII碼，對于鍵盤的前四列當按下該鍵的同時，按下Shift鍵輸出端輸出該鍵下檔字符的ASCII碼。對鍵盤的后四列當按下該鍵的同時，按下Ctrl鍵輸出端輸出該健下檔字符的ASCII碼。4、ASCII碼的輸出：任意接通鍵盤按鍵的行、列，輸出的ASCII碼即為行列交點處字符的ASCII碼。三、具體設

5、計過程的描述：比照本編碼與標準ASCII碼可知，本編碼的前四列上檔字符比標準ASCII碼小641000000B，下檔字符比標準ASCII碼小961100000B。后四列上檔字符與標準ASCII碼一樣，下檔字符比標準ASCII碼大32100000B。因此在編碼后需對編碼值進展修正以得到正確的ASCII碼。本設計采用加法器對編碼進展修正。觀察本編碼與標準ASCII碼差值可知，只需要對編碼所得高位局部進展適量的修正即可得到標準結果。本設計采用串行進位加法器以實現該邏輯功能。對鍵盤上的前四列上檔字符需要使用加法器對其高位加1000B，當按住shift時要輸出低檔字符的ASCII時，高位需加上1100B

6、。對鍵盤的后四列，其上檔字符的編碼正好等于標準ASCII碼無需處理，當按住ctrl輸出其下檔字符時，由于其編碼比ASCII碼大32，需要對其高位減去100B,即加上1100B100B的補碼，即得到所按鍵的ASCII碼。由于在未按下shift或ctrl在修正時所加的數不同，故本設計采用數值比擬器對編碼進展前四列與后四列的區分。四、設計方案確實定：圖1 如上圖1，此局部采用兩個DSWPK_8開關來控制信號的輸入。其中上邊的開關控制八列即ASCII碼高三位，下邊的開關控制八行即ASCII碼低三位。74LS148D即優先編碼器主要是對輸入進展編碼，由于此編碼器是低電平有效故需要反相器。采用四個74LS

7、04D即六反相器對74LS148D的輸入與輸出進展電平的轉換，即上下電平的轉換。將U1、U2反相器和U5編碼器的VCC接12V，GND接地。U1的六個輸入端依次接到開關的前六個代表著前六列，U2第5個和第6個輸入端接到開關的后兩個代表著后四列。U1的六個輸出端接到U5即編碼器的前六個輸入端，U2第5個和第六個輸出端接到U5即編碼器的后兩個輸入端。將U5編碼器的三個輸出端接到U2反相器前三個輸入端，至此U2反相器前三個輸出端就是未修正的列ASCII碼。下面的U3、U4反相器和U6編碼器的行接法與列接法類似，如圖1。圖2如上圖2是最后一局部，此局部的作用是對74LS148D編碼后的碼進展修改，同時

8、增加Ctrl和Shift在電路中的作用，主要作用為：當不按下Shift時對鍵盤上的前四列上檔字符需要使用加法器對其高位加1000B，當按住shift時要輸出低檔字符的ASCII需要使用加法器對其高位加上1100B。對鍵盤的后四列，其上檔字符的編碼正好等于標準ASCII碼無需處理，當按住ctrl輸出其下檔字符時，由于其編碼比ASCII碼大32，需要對其高位減去100B,即加上1100B100B的補碼，電路圖實現如上。采用U14即74LS85D數值比擬器來區分前后四列。其具體方法是：前三個輸入即A3、A2、A1為011，B3、B2、B1為編碼器編碼后的碼。則OAGTB即AB與OAEQB即A=B輸出

9、端為前四列，與shift相接。OALTB即AB輸出端為后四列，與ctrl相接。最終實驗時七個小燈泡的亮與否代表著最后的ASCII碼，亮代表高電位1，不亮代表低電位0，讀ASCII碼時是從上向下讀的。圖3整體電路如上圖3。五、各元件的主要參數與系統實施：1、74LS14807 編碼輸入端(低電平有效) EI 選通輸入端(低電平有效) A0、A1、A2 編碼輸出端(低電平有效) GS 寬展端(低電平有效) EO 選通輸出端優先編碼器74ls148功能表輸入輸出EII0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSEO1*11111011111111111100*0000010*01001100*01

10、1010100*0111011100*01111100100*011111101100*011111111010001111111111102、74LS04輸出高電平電流： -0.4mA輸出低電平電流： 8mA74HC04是含6組一樣的反相器。即1A輸入高電平，1Y輸出低電平 六反相器3、74LS85A0A3字A輸入端B0B3字B輸入端AB AB 級聯輸入端AB AB 級聯輸入端 AB AB 級聯輸入端 FAB A等于B輸出端FAB A大于B輸出端FAB A小于B輸出端74LS85功能表4、74LS183引出端符號1A、1B、2A、2B運算數輸入端1CIn 、2 CIn進位輸入端1COn1、2

11、COn1進位輸出端1F、2F 和輸出端功能表任意接通鍵盤按鍵的行、列，輸出的ASCII碼即為行列交點處字符的ASCII碼。例如：行線接001，列線接000 ，未按shift輸出為1000001B 即為A的ASCII碼，如下列圖4。圖4按住shift時輸出為1100001B即為a的ASCII碼，如下列圖5。圖5行線接000，列線接100，未按ctrl時輸出為0100000B即為的ASCII碼，如下列圖6。圖6按下ctrl時輸出為0000000B即為NUL的ASCII碼，如下列圖7。圖7六、安裝調試中的主要問題及解決方法：在本次實習中電路圖前半局部挺容易想出來的，但在ASCII碼修正時有前后四列之

12、分很難解決。剛開場并沒有想到用數值比擬器只是用兩根線來代表shift和ctrl，并以此來用加法器對其ASCII碼修正，始終沒想出解決的方法。后來有人提議用數值比擬器把前后四列分開這個問題才被解決，具體方法見上面的74LS85D數值比擬器分析。其次遇到的另一個問題是開關太多假設一個一個分開按顯得電路圖很亂，并且不好分析。為此我們用能同時控制8個不同電路的開關來代替。最后電路原理圖雖然設計出來了，由于芯片引腳比擬多故在連線時一不小心就弄錯接口使之運行失敗，只是連這個圖就連了三遍才運行成功，因此理論與實踐都得重視啊。七、收獲與體驗：通過本次實習我學到了很多東西，通過和小組同學的討論意識到自己考慮的太片面了，而且討論時有一些自己想不通的也能解決。這讓我知道了團隊合作的好處，在以后處理問題是一定要做好全面的思考，注重各方面的因素。在知識方面進一步的掌握了74LS148、74LS04、74LS85、74LS183芯片的主要參數和功能，并能熟練的運用它們。同時以前不管什么事情都是自己做，現在才明白與人合作效率要高得多。此次課程設計涉及或、非門，簡單組合邏輯電路芯片的使用以及對電路元器件的認識，在電路設計中更用到了軟件Mult