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1、 1 课程设计报告题目： ASCII码键盘编码电路设计学生姓名：学生学号： 1214030301 系别：电子工程学院专业：通信工程届别： 2012届指导教师：廖晓纬电子工程学院制2015 年 5 月 29 日成绩名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - 1 目录1. 绪论 . . 2 3. 设计简介与要求 . 2 3.1 设计简介 . 3 3.2 设计要求 . 3 4.ASCII 码键盘编码设计原理和设计方案制定. 3
2、4.1 74LS148D 芯片参数及工作原理. 3 4.2 74LS04D 芯片参数及工作原理. 4 4.3 74LS85D 芯片参数及工作原理. 5 4.4 74LS183 芯片参数及工作原理. 6 4.5 74LS32 芯片参数及工作原理. 7 5.ASCII 码键盘编码设计方案实施. . 9 5.1 总设计方案 . 9 5.2 控制电路部分的实现. 10 5.3 结果的高两位进行准确修正的实现. 11 5.4 输出电路部分 . 12 5.6 系统整体电路图 . 13 6.ASCII 码电路设计仿真 . 13 7. 课程设计心得 . 16 8. 附录 . 16 8.1 器件清单 . 16名
3、师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 2 ASCII 码键盘编码电路设计学生 :陈功指导老师 :廖晓纬电子工程学院12 级通信工程1. 绪论ASCII 码是目前计算机中用得最广泛的字符集及其编码，是由美国国家标准局(ANSI) 制定的 ASCII 码（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码），它已被国际标准化组织（ISO）定为国际标准，称
4、为ISO 646标准。适用于所有拉丁文字字母，ASCII 码有 7 位码和 8 位码两种形式。因为 1 位二进制数可以表示（ 21=）2 种状态： 0、1；而 2 位二进制数可以表示（22）=4 种状态： 00、01、10、11；依次类推， 7 位二进制数可以表示（ 27=）128种状态，每种状态都唯一地编为一个7 位的二进制码，对应一个字符（或控制码），这些码可以排列成一个十进制序号0127。所以，7 位 ASCII 码是用七位二进制数进行编码的，可以表示128个字符。第 032 号及第 127号( 共 34个)是控制字符或通讯专用字符， 如控制符：LF （换行）、CR （回车）、 FF （
5、换页）、 DEL （删除）、 BEL （振铃）等；通讯专用字符： SOH（文头）、 EOT （文尾）、 ACK （确认）等；第 33126号( 共 94个) 是字符，其中第 4857号为 09 十个阿拉伯数字；6590 号为 26 个大写英文字母，97122号为 26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。2. 内容摘要本次课程设计共有8*8=64个键， 在外加两个控制键 Shift键和 Ctrl 键的作用下，共完成 128个键的 ASCII 码输出。其中，Shift 键为英文大小写字母及其它符号控制键。Ctrl键为文字符号（也称控制符号）和字符控制符。本次试验的 ASCII 码输出
6、,用与该 ASCII 码编码相应的灯泡表示。3. 设计简介与要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告3 3.1 设计简介 ASCII键盘编码电路的任务是把键盘上所按下之按钮产生的开关信号，编成一个对应的 ASCII 代码从输出端输出。3.2 设计要求用若干数字芯片和灯泡实现按下某一按钮，输出对应的ASCII 代码。主要技术指标：（1）外接电源： UO =1
7、2V （2）灯泡工作电压UL =6V（3）灯泡功率 W=1W 4.ASCII 码键盘编码设计原理和设计方案制定4.1 74LS148D 芯片参数及工作原理图一 74LS148D 芯片管脚图74ls148 优先编码器管脚功能介绍:16 脚的集成芯片， 电源是 VCC(16)GND(8),I0I7 为输入信号， A2,A1,A0 为三位二进制编码输出信号，IE 是使能输入端， OE是使能输出端， GS为片优先编码输出端0-7 编码输入端 ( 低电平有效 ) 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
8、- - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告4 芯片管脚EI 选通输入端 ( 低电平有效 ) A0、A1、A2 三位二进制编码输出信号即编码输出端( 低电平有效 ) GS 片优先编码输出端即宽展端( 低电平有效 ) EO 选通输出端，即使能输出端4.2 74LS04D 芯片参数及工作原理 74LS04是 6 非门( 反相器 )他的工作电压5V，他的内部含有6 个 coms反相器，74LS04的作用就是反相把1 变成 0。图二 74LS04D 芯片管脚图输入输出A B Y 低电平低电平低电平低电平高电平
9、低电平高电平低电平低电平高电平高电平高电平表一74LS04D芯片功能表名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告5 4.3 74LS85D 芯片参数及工作原理可进行二进制码和BCD 码的比较，对两个4 位字的比较结果由三个输出端（FAB，FAB，FA B输出。将若干85 级联可比较较长的字，此时低级位的FAB，FAB，FAB 连接到高位级相应的输入 AB、AB、
10、AB，并使低位级的AB 为高电平。引出端符号A0A3 字 A 输入端B0B3 字 B 输入端AB AB 级联输入端AB AB 级联输入端AB AB 级联输入端FAB A 等于 B 输出端FAB A 大于 B 输出端FAB A 小于 B 输出端图三74LS85D芯片引脚及其功能图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告6 比较输入级联输入输出A3，B3 A2，B
11、2 A1，B1 A0，B0 AB AB A=B AB AB A=B A3B3 X X X X X X H L L A3B3 X X X X X X L H L A3=B3 A2B2 X X X X X H L L A3=B3 A2B2 X X X X X L H L A3=B3 A2=B2 A1=B1 X X X X H L L A3=B3 A2=B2 A1=B1 X X X X L H L A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0B0 X X X H L L A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0 B0 X X X L H L A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 H L L H
12、 L L A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 L H L L H L A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 L L H L L H A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 X X H L L H A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 H H L L L L A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0 L L L H H L H=高电平L=低电平x=不定表二 74LS85D 芯片功能表4.4 74LS183 芯片参数及工作原理图四 74LS183D 芯片引脚图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
13、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告7 1A、1B、2A、2B 运算数输入端1CIn 、2 CIn 进位输入端1COn 1、2COn 1 进位输出端1F、2F 和输出端。输入输出CIn B A F 2COn1 L L L L L L L H H L L H L H L L H H L H H L L H L H L L L H H H L L H H H H H H H = 高电平L= 低电平表三 74LS183芯片功能表4.5 74LS32 芯片
14、参数及工作原理74LS32是四 2 输入或门，常用在各种数字电路以及单片机系统中。表达式为： Y=A+B 引脚排列图管脚功能：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为输入端， Y为输出端， GND 为电源负极， VCC 为电源正极。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - -
15、- - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告8 图五 74LS32 引脚图表四 74ls32真值表A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告9 5.ASCII 码键盘编码设计方案实施5.1 总设计方案1 方框图2 设计一个键盘， 共有 8*8=64 个键，在外加两个控
16、制键Shift键和 Ctrl 键的作用下，共完成 128 个键的 ASCII 码输出。其中，Shift 键为英文大小写字母及其它符号控制键。 Ctrl键为文字符号（也称控制符号）和字符控制符。表五 开关信号产生的编码表高位低位000 001 010 011 100 101 110 111 000 、H h P p X x SP NUL ( BS 0 DEL 8 CAN 001 A a I i Q q Y y ! SOH ) HT 1 DC1 9 EM 010 B b J j R r Z z “STX * LF 2 DC2 : SUB 011 C c K k S s # ETX + VT 3 D
17、C3 ; ESC 100 D d L l T t | $ EOT FF 4 DC4 RS 111 G g O o W w _ DEL , BEL / SI 7 ETB ? US 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告10 在选择仿真软件时我选择了multisim12 仿真软件。因为 Multisim提炼了 SPICE仿真的复杂内容， 这样无需懂得深入的SP
18、ICE技术就可以很快地进行捕获、 仿真和分析新的设计，更适用于电子学教育。Multisim 是美国国家仪器 (NI)有限公司推出的以Windows 为基础的仿真工具， 适用于板级的模拟 /数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。5.2 控制电路部分的实现图六 ASCII 码键盘电路输入控制部分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院
19、2015 届通信工程专业课程设计报告11 如上图 1，此部分采用两个 DSWPK_8 开关来控制信号的输入。其中上边的开关控制八列即 ASCII 码高三位，下边的开关控制八行即ASCII 码低三位。 74LS148D即优先编码器主要是对输入进行编码，由于此编码器是低电平有效故需要反相器。采用四个 74LS04D即六反相器对 74LS148D的输入与输出进行电平的转换，即高低电平的转换。将 U1 、U2反相器和 U5编码器的 VCC 接 12V，GND 接地。 U1的六个输入端依次接到开关的前六个代表着前六列，U2第 5 个和第 6 个输入端接到开关的后两个代表着后四列。U1的六个输出端接到U5
20、即编码器的前六个输入端， U2第 5 个和第六个输出端接到 U5即编码器的后两个输入端。将U5编码器的三个输出端接到U2反相器前三个输入端，至此U2反相器前三个输出端就是未修正的列ASCII 码。下面的 U3 、U4反相器和 U6编码器的行接法与列接法类似。5.3 高位修正电路当按下某键时，会显示该设计键盘的高档键的ASCII 码， 对比本编码与标准 ASCII码编码表可知，本编码的前四列高档字符比标准ASCII 码小 64（1000000B)，抵挡字符比标准 ASCII 码小 96（1100000B)；后四列高档字符跟标准ASCII 码相同，而抵挡字符比标准 ASCII 码大 32(1000
21、00B)。因此在编码后需要对编码值进行修订得到正确的 ASCII 码。而当按下这两个外加键时，会显示出相应的抵挡键的ASCII 码。图七实现 shift键和 Ctrl键的部分电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告12 当不按下 Shift时对键盘上的前四列上档字符需要使用加法器对其高位加1000B ，当按住 shift时要输出低档字符的ASCII 需要
22、使用加法器对其高位加上1100B 。对键盘的后四列，其上档字符的编码正好等于标准ASCII 码无需处理，当按住 ctrl输出其下档字符时，由于其编码比ASCII 码大 32，需要对其高位减去100B,即加上 1100B （100B的补码），电路图实现如上。5.4 输出电路部分图八 ASCII 码键盘电路输出部分输出电路部分采用74LS183D译码器，连接灯泡。输出端采用小灯泡来显示输入键的标准 ASCII 码，当小灯泡亮时说明是1，而当小灯泡不亮时则为0. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
23、 - - - - 第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告13 表六 元器件清单5.6 系统整体电路图图九整体电路图6.ASCII 码电路设计仿真名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告14 图十 仿真电路初始状态实验总体电路图如下所示，当打开仿真按钮，由于所有的开关都置零，
24、通过优先编码器编出来的是000000，此时 X1灯会亮，这是初始状态。进入测试后，例如，列线的开关表示为0 时，行线的开关也为 0 时，选择了键盘设计中的有第一行第一列，即编码为000000，当不按 Shift 键时，只有 X1灯亮，表示的是 64，即“ ”，当按下 Shift键时， X1、X2灯亮，表示的是 96，即“、”。图十一仿真电路闭合shift键又如：当列线的开关表示5，行线的开关表示0，即选择了键盘设计中的第一行第五列，即编码为100000，当不按 Ctrl键时， X2灯亮，表示的是32，即“ SP ”，当按下 Ctrl键时，所有的灯都不亮，表示的是0 即“NUL ”。名师资料总结
25、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告15 图十二仿真电路表示出5 列 1 行 ASCII 码图十三仿真电路表示出5 列 1 行（行高位）ASCII 码名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - -
26、 淮南师范学院电子工程学院2015 届通信工程专业课程设计报告16 7. 课程设计心得通过这次 ASCII 码键盘编码电路设计， 我在知识方面进一步的掌握了74LS148 、74LS04 、74LS85 、74LS183芯片的主要参数和功能，并能熟练的运用它们。在此课程设计中我学到很多知识和技能，学会了使用软件Multisim12 ，并让我对以前所学的电路和数电知识有了更深层次的理解与巩固。增强了我在互联网络搜集、 查阅相关文献资料并组织材料的综合能力。对于电路设计的认识： 通过这次电路设计， 让我了解到在设计电路时， 首先要对设计的电路有一个宏观的认识，清楚设计的电路需要有哪些功能，了解元器
27、件的特性后再进行元器件的筛选。 之后解决设计电路中遇到的难题，例如如何对结果的高两位进行准确的修正。 最后对设计完成的电路进行仿真测试，并观测多组仿真结果。 达到了学以致用的效果， 并在实践中加强了对所学知识的理解程度。了解到只有自己动手操作才能很好的掌握数字逻辑电路设计的思路和方法，开拓我的视野， 同时，只有耐心及坚持不懈才能赢得最后的胜利。8. 附录8.1 器件清单元器件类别元器件名称元器件参数数目数字芯片U1A，U2A ，U3A ，U4A 。 U5A， U6A ， U7A 74LS183D 7 U8,U9,U10,U11 74LS04D 4 U12,U13 74LS148D 2 U14 74LS183D 1 灯泡X1，X2，X3，X4，X5 ，X6，X7 6V，1W 7 开关S1，S2 DSWPK_8 2 S3，S4 SPTS_NO_SB 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -