按鍵狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)與制作

1、目錄說明書頁面設(shè)置為：每頁35行；每行40字符應(yīng)列出各組成部分的大小標(biāo)題、分章分節(jié)并逐項(xiàng)標(biāo)注頁碼。摘要1緒論11 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求22 方案比較及認(rèn)證22.1單元電路方案比較2按鍵標(biāo)識(shí)方案2按鍵優(yōu)先方案22.2整體電路方案比較3方案一3方案二4方案比較53 電路原理說明63.1系統(tǒng)框圖63.2單元電路原理的說明63.3整體電路圖與原理說明94 器件選擇及功能說明104.1元器件清單104.2 硬件原理及主要芯片功能說明10編碼器10觸發(fā)器11顯示譯碼器125硬件電路的仿真及制作135.1 仿真軟件135.2 仿真過程145.3 仿真結(jié)果分析145.4 電路的制作及調(diào)試記錄155.5電路工作結(jié)果分

2、析156 成果評(píng)價(jià)及改進(jìn)方法16結(jié)束語17參考文獻(xiàn)18附錄19附錄1個(gè)人設(shè)計(jì)電路元器件清單19附錄2小組設(shè)計(jì)電路元器件清單19附錄3個(gè)人設(shè)計(jì)電路仿真圖（1）20附錄4個(gè)人設(shè)計(jì)電路仿真圖（2）20附錄5小組設(shè)計(jì)電路仿真圖21摘要本次電子電工技術(shù)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)為設(shè)計(jì)與制作按鍵狀態(tài)掃描顯示電路。數(shù)字電路的相關(guān)知識(shí)為本次設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用內(nèi)容。在設(shè)計(jì)中，使用了編碼器、鎖存器、譯碼顯示及七段數(shù)碼管、邏輯門等數(shù)字電路中的常見元器件，并設(shè)計(jì)出了兩套方案，借助仿真軟件multisim，成功驗(yàn)證了設(shè)計(jì)電路的正確性。通過比較，選擇較優(yōu)的方案搭建實(shí)際電路，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果符合本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求。最后，本文對(duì)此次課程設(shè)計(jì)

3、中的收獲和體會(huì)進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞：按鍵 掃描 仿真 制作 緒論按鍵狀態(tài)掃描電路，廣泛應(yīng)用于生活中的各個(gè)角落，比如說計(jì)算器，按鍵顯示燈，就連電腦當(dāng)中對(duì)按鍵的記錄也是由這種技術(shù)發(fā)展而來的。此課程設(shè)計(jì)是基于鍵盤按鍵功能的模擬，需要運(yùn)用現(xiàn)有所學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí)，主要實(shí)現(xiàn)以下設(shè)計(jì)的功能1.按鍵顯示：按下一個(gè)按鈕輸出顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)字，十個(gè)按鈕分別用09顯示 2.按鍵保持：按鍵后的顯示一直保持到新的按鍵作用 3.優(yōu)先按鍵：如果多個(gè)按鍵同時(shí)作用，只響應(yīng)最先作用的按鍵。本文對(duì)按鍵狀態(tài)掃描顯示電路的設(shè)計(jì)方案作了詳細(xì)的說明與分析，主要根據(jù)各芯片的功能，采用合理的布線實(shí)現(xiàn)滿足設(shè)計(jì)的要求，本實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用到了各芯片編碼

4、、觸發(fā)、譯碼顯示等功能。電路的設(shè)計(jì)用到了TTL系列的74芯片，外加一些基本的電阻、開關(guān)、電源與導(dǎo)線，電路比較簡單但卻實(shí)現(xiàn)了所需要的功能，通過對(duì)其電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)使其盡量使用較少的器材就足以實(shí)現(xiàn)所需的功能，這也符合時(shí)代的潮流與趨勢(shì)，本文的最后給出了參考文獻(xiàn)與元件清單，這也是為了電路的理論到實(shí)踐起到了關(guān)鍵性的作用。最后，本文對(duì)該電路設(shè)計(jì)作了總體的評(píng)價(jià)，歸納好經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并作出總結(jié)。按鍵狀態(tài)掃描顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求本次電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是“按鍵狀態(tài)掃描顯示電路”，要求有10個(gè)按鍵輸入，分別用09十個(gè)數(shù)符標(biāo)識(shí)。在電路工作過程中，當(dāng)有鍵按下時(shí)，顯示其標(biāo)識(shí)符，并保持顯示符直到新的按鍵作

5、用，并且如果多個(gè)按鍵同時(shí)作用，只響應(yīng)最先作用的按鍵。 2 方案比較及認(rèn)證2.1單元電路方案比較2.1.1按鍵標(biāo)識(shí)方案該電路用無鎖的按鍵開關(guān)代替按鍵,用開關(guān)的通斷控制信號(hào)的輸入,開關(guān)按下時(shí)接通,輸入0,開關(guān)斷開輸入1,編碼電路有兩種方案：方案一：可以采用8線-3線優(yōu)先編碼器74LS148芯片,10輸入可以用兩片74LS148級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn),輸入低有效,因此開關(guān)閉合時(shí)表示輸入信號(hào)。方案二：可以采用10線-4線優(yōu)先編碼器74LS147芯片，將9條數(shù)據(jù)線（19）進(jìn)行4線BCD編碼。當(dāng)19均為高電平時(shí)，編碼輸出（ABCD）為十進(jìn)制零。故不需單設(shè)IN0輸入端。比較兩個(gè)方案，方案二的實(shí)現(xiàn)更簡單，只需用到一片編碼器

6、芯片即可完成所需的功能。2.1.2按鍵優(yōu)先方案該電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)當(dāng)多個(gè)按鍵同時(shí)作用，只響應(yīng)最先作用的按鍵。我想到可以用觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，使當(dāng)多個(gè)按鍵同時(shí)作用，僅第一個(gè)按鍵按下時(shí)觸發(fā)器工作，其余按鍵按下時(shí)觸發(fā)器輸出不變。觸發(fā)器的輸出端連接譯碼顯示電路。實(shí)現(xiàn)對(duì)觸發(fā)器的控制有兩種方案：方案一：通過74LS148的標(biāo)志位輸出端的輸出控制觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)， 觸發(fā)器采用74LS175，由74LS148的功能表可知，它有標(biāo)志位輸出端GS，當(dāng)74LS148無輸入時(shí)GS 輸出1，有輸入時(shí)輸出0。將兩片74LS148的GS端通過二輸入與非門接到74LS175的CP輸入端。當(dāng)74LS148無輸入時(shí)，GS 輸出

7、1，與非門輸出輸出端為0，CP輸入端為0，觸發(fā)器不工作。當(dāng)有輸入時(shí)，有輸入的芯片GS 端輸出10，與非門輸出01，CP輸入端01，觸發(fā)器工作。如果有多個(gè)輸入，不影響GS 端的輸出，即CP輸入端不變，譯碼顯示不變，從而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)按鍵同時(shí)作用，只響應(yīng)最先作用的按鍵的功能。方案二：通過輸入信號(hào)控制觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)器采用74LS175,上升沿觸發(fā)，輸入信號(hào)經(jīng)過與非門連接至74LS175的CP輸入端，當(dāng)輸入信號(hào)全為1時(shí)，與非門輸出0，CP輸入端為0；當(dāng)有一個(gè)開關(guān)閉合，輸入為0時(shí)，與非門輸出01，CP輸入端為01，觸發(fā)器工作。如果再閉合多個(gè)開關(guān)，與非門輸出仍為1，CP輸入也不變，觸發(fā)器輸出不變，后面

8、連接的譯碼顯示輸出也不變，因此滿足該電路的設(shè)計(jì)要求。 比較兩個(gè)方案，方案一的實(shí)現(xiàn)更簡單，只需將將兩片74LS148的GS端通過二輸入與非門接到74LS175的CP輸入端即可，用到的芯片更少，電路更簡單。2.2整體電路方案比較2.2.1方案一圖1按鍵狀態(tài)掃描顯示電路原理圖（方案一）圖1所示的電路中用到的元器件有：兩塊74LS148編碼器芯片、74LS175觸發(fā)器芯片、74LS08二輸入四與門、74LS37二輸入四與非門、74LS48譯碼器芯片、7段數(shù)碼管、排阻、10個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干。圖1所示的電路原理說明：左側(cè)十個(gè)按鍵從上到下分別標(biāo)示90，按鍵公共端接低電平。編碼部分使用了兩塊8線-3線編碼器7

9、4LS148芯片、三個(gè)與門74LS08及一個(gè)與非門74LS37構(gòu)成16線-4線編碼器。由此產(chǎn)生的編碼輸入到4D觸發(fā)器74LS175中。通過74LS148的標(biāo)志位輸出端GS的輸出控制觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)74LS148無輸入時(shí)GS 輸出1，有輸入時(shí)輸出0。將兩片74LS148的GS端通過二輸入與非門接到74LS175的CLK輸入端。當(dāng)74LS148無輸入時(shí)，GS 輸出1，與非門輸出輸出端為0，CP輸入端為0，觸發(fā)器不工作。當(dāng)有輸入時(shí)，有輸入的芯片GS 端輸出10，與非門輸出01，CP輸入端01，觸發(fā)器工作。如果有多個(gè)輸入，不影響GS 端的輸出，即CP輸入端不變，譯碼顯示（譯碼顯示部分由74LS48

10、和共陰極七段數(shù)碼管構(gòu)成，圖中合二為一）不變，從而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)按鍵同時(shí)作用，只響應(yīng)最先作用的按鍵的功能。2.2.2方案二圖2按鍵狀態(tài)掃描顯示電路原理圖（方案二）圖2所示電路中用到的元器件有：74LS147編碼器芯片、74LS175觸發(fā)器芯片、74LS21四輸入二與門、74LS00二輸入四與非門、74LS48譯碼器芯片、7段數(shù)碼管、排阻、10個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干。圖2所示電路原理說明：電路圖左側(cè)為按鍵控制部分，十個(gè)按鍵從左到右分別標(biāo)示09，按鍵公共端接低電平。0號(hào)按鍵上端接74LS00芯片輸入端，19號(hào)按鍵上端依次接到74LS147的9個(gè)輸入端。編碼部分使用了10 線-4 線編碼器74LS147芯片，由

11、此產(chǎn)生的編碼輸入到4D觸發(fā)器74LS175中?？芍?，在沒有按鍵按下的時(shí)候，編碼器的9個(gè)輸入端口均為高電平，由74LS147功能表可知此時(shí)其4個(gè)輸出端口也均為高電平，故與門74LS21的輸出為高電平，即與非門74LS00的其中一個(gè)輸入管腳為高電平。同時(shí)與0號(hào)按鍵上端相連的另一個(gè)輸入管腳也為低電平，故74LS00的輸出為低電平，即74LS175芯片的時(shí)鐘控制端為低電平，觸發(fā)器輸出保持。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，74LS00的兩個(gè)輸入端必有一個(gè)為低電平，輸出為高電平，使得觸發(fā)器時(shí)鐘控制端由0跳變到1，由D觸發(fā)器特性方程可知反向輸出等于輸入求反。當(dāng)按下的鍵為19號(hào)按鍵時(shí),輸入信號(hào)經(jīng)過74LS147編碼反向輸出，

12、74LS175的反向輸出，輸入到顯示譯碼器74LS48的為相應(yīng)按鍵序號(hào)的8421BCD碼，由顯示譯碼器、7段數(shù)碼管的配合(譯碼顯示部分由74LS48和共陰極七段數(shù)碼管構(gòu)成,圖中合二為一),可達(dá)到顯示按鍵相應(yīng)數(shù)字的功能。當(dāng)按下的鍵為0號(hào)按鍵時(shí), 即其他按鍵均未被按下，故74LS147的輸入全高，輸出全高，4D觸發(fā)器輸出全高，經(jīng)過顯示譯碼器、7段數(shù)碼管最終顯示數(shù)字為零。達(dá)到了在電路工作過程中，當(dāng)有鍵按下時(shí)，顯示其標(biāo)識(shí)符的要求。當(dāng)之后又有按鍵按下時(shí)，4D觸發(fā)器由于沒有CLK端上跳沿的觸發(fā)條件，故輸出一直保持，數(shù)碼管顯示數(shù)字不變。達(dá)到了保持顯示符直到新的按鍵作用，并且如果多個(gè)按鍵同時(shí)作用，只響應(yīng)最先作

13、用的按鍵的要求。2.2.3方案比較兩個(gè)方案均能實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求，相比較而言方案二的電路使用的芯片數(shù)量較少，較充分地利用了芯片的功能，所用芯片易于購買，接線清晰，電路簡潔，連接實(shí)物時(shí)完全會(huì)降低出錯(cuò)的概率，而且降低了實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用。方案一實(shí)現(xiàn)的功能與方案二完全相同，接線較方案二復(fù)雜，信號(hào)損失變大，有可能導(dǎo)致反應(yīng)滯后，實(shí)物結(jié)果可能沒有仿真電路那么明顯，故選用方案二為最終方案。3 電路原理說明3.1系統(tǒng)框圖圖3按鍵狀態(tài)掃描顯示電路系統(tǒng)框圖由圖3所示電路原理框圖說明：此框圖由五個(gè)單元電路組成，信號(hào)由開關(guān)電路輸入，在譯碼顯示電路輸出顯示按鍵信號(hào)。3.2單元電路原理的說明開關(guān)電路：圖4開關(guān)電路模塊原理圖圖4所示電路

14、由+5V 電源、十個(gè) 1k電阻、十個(gè)無鎖的按鍵開關(guān)構(gòu)成，其作用為：提供輸入信號(hào)。每個(gè)開關(guān)相互獨(dú)立。電路中開關(guān)閉合輸入 0，斷開則輸入 1。這十個(gè)開關(guān)分別對(duì)應(yīng)09這十個(gè)模擬的按鍵。以此開關(guān)電路為編碼電路提供低有效的輸入信號(hào)，開關(guān)電路與組合門電路相連則是為觸發(fā)電路提供觸發(fā)信號(hào)。中間的RPACK是十個(gè)180歐的電阻，起到了一個(gè)保護(hù)電路的作用。編碼電路：圖5編碼電路模塊原理圖圖5所示電路由74LS147芯片構(gòu)成，作用：接受輸入信號(hào)進(jìn)行編碼為四位二進(jìn)制數(shù)。觸發(fā)電路：圖6觸發(fā)電路模塊原理圖圖6所示電路由74LS175芯片構(gòu)成，作用：對(duì)編碼后的信號(hào)進(jìn)行鎖存，并接受觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先按鍵的功能，將處理后的輸出

15、信號(hào)送入譯碼顯示電路。組合門電路：圖7組合門電路模塊原理圖圖7所示電路由74LS21和74LS00構(gòu)成，作用：構(gòu)成五輸入與非門，為觸發(fā)電路提供觸發(fā)信號(hào)。 譯碼顯示電路：圖8譯碼顯示電路模塊原理圖圖8所示電路由74LS48芯片和七段數(shù)碼管構(gòu)成，作用：將輸出信號(hào)譯碼顯示為0到9的十進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)。 3.3整體電路圖與原理說明圖9按鍵狀態(tài)掃描顯示電路整體原理圖圖9所示電路原理說明：電路圖左側(cè)為按鍵控制部分，十個(gè)按鍵從左到右分別標(biāo)示09，按鍵公共端接低電平。0號(hào)按鍵上端接74LS00芯片輸入端，19號(hào)按鍵上端依次接到74LS147的9個(gè)輸入端。編碼部分使用了10 線-4 線編碼器74LS147芯片，由

16、此產(chǎn)生的編碼輸入到4D觸發(fā)器74LS175中?？芍?，在沒有按鍵按下的時(shí)候，編碼器的9個(gè)輸入端口均為高電平，由74LS147功能表可知此時(shí)其4個(gè)輸出端口也均為高電平，故與門74LS21的輸出為高電平，即與非門74LS00的其中一個(gè)輸入管腳為高電平。同時(shí)與0號(hào)按鍵上端相連的另一個(gè)輸入管腳也為低電平，故74LS00的輸出為低電平，即74LS175芯片的時(shí)鐘控制端為低電平，觸發(fā)器輸出保持。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，74LS00的兩個(gè)輸入端必有一個(gè)為低電平，輸出為高電平，使得觸發(fā)器時(shí)鐘控制端由0跳變到1，由D觸發(fā)器特性方程可知反向輸出等于輸入求反。當(dāng)按下的鍵為19號(hào)按鍵時(shí),輸入信號(hào)經(jīng)過74LS147編碼反向輸出，

17、74LS175的反向輸出，輸入到顯示譯碼器74LS48的為相應(yīng)按鍵序號(hào)的8421BCD碼，由顯示譯碼器、7段數(shù)碼管的配合(譯碼顯示部分由74LS48和共陰極七段數(shù)碼管構(gòu)成,圖中合二為一),可達(dá)到顯示按鍵相應(yīng)數(shù)字的功能。當(dāng)按下的鍵為0號(hào)按鍵時(shí), 即其他按鍵均未被按下，故74LS147的輸入全高，輸出全高，4D觸發(fā)器輸出全高，經(jīng)過顯示譯碼器、7段數(shù)碼管最終顯示數(shù)字為零。達(dá)到了在電路工作過程中，當(dāng)有鍵按下時(shí)，顯示其標(biāo)識(shí)符的要求。當(dāng)之后又有按鍵按下時(shí)，4D觸發(fā)器由于沒有CLK端上跳沿的觸發(fā)條件，故輸出一直保持，數(shù)碼管顯示數(shù)字不變。達(dá)到了保持顯示符直到新的按鍵作用，并且如果多個(gè)按鍵同時(shí)作用，只響應(yīng)最先作

18、用的按鍵的要求。4 器件選擇及功能說明4.1元器件清單表1元器件清單表序號(hào)元器件名稱數(shù)量174LS1471274LS211374LS001474LS1751574LS4816七段共陰數(shù)碼管1710腳排阻18018單刀單擲開關(guān)109導(dǎo)線若干105V穩(wěn)壓源14.2 硬件原理及主要芯片功能說明編碼器用文字、符號(hào)或數(shù)碼表示特定對(duì)象的過程稱為編碼。在數(shù)字電路中用二進(jìn)制代碼表示有關(guān)信號(hào)稱為二進(jìn)制編碼。實(shí)現(xiàn)編碼操作的電路就是編碼器。本次課程設(shè)計(jì)使用的編碼器芯片為74LS147，其引腳圖及功能表如下：圖1074LS147芯片引腳圖表274LS147芯片功能表觸發(fā)器觸發(fā)器（Flip Flop）是一種可以存儲(chǔ)電路

19、狀態(tài)的電子元件。最簡單的是由兩個(gè)與非門，兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端組成的RS觸發(fā)器。復(fù)雜一些的有帶時(shí)鐘（CLK）段和D（Data）端，在CLK端為高電平時(shí)跟隨D端狀態(tài)，而在CLK端變?yōu)榈碗娖降乃查g鎖存信號(hào)的D觸發(fā)器。更常用的是兩個(gè)簡單D觸發(fā)器級(jí)聯(lián)而成的在時(shí)鐘下跳沿鎖存信號(hào)的邊緣D觸發(fā)器。本次課程設(shè)計(jì)使用的觸發(fā)器芯片為74LS175，其引腳圖及功能表如下：圖1174LS175芯片引腳圖及功能表4.2.3顯示譯碼器發(fā)光二極管點(diǎn)亮只須使其正向?qū)纯桑鶕?jù)LED的公共極是陽極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對(duì)共陽極的低電平有效的譯碼器；針對(duì)共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。由于本次課程設(shè)計(jì)采用的是共陰數(shù)

20、碼管，故使用共高電平輸出有效的顯示譯碼器74LS48。其引腳圖及功能表如下：圖12 74LS48芯片引腳圖表3：74LS48芯片功能表74LS48與共陰數(shù)碼管構(gòu)成的譯碼顯示模塊如下所示：圖13顯示譯碼模塊原理圖5硬件電路的仿真及制作5.1 仿真軟件在數(shù)字電路的仿真中，一般使用的是PROTUES軟件。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真

21、，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。其功能模塊包括：智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）；完善的電路仿真功能（Prospice）；獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）；實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)。5.2 仿真過程運(yùn)行Proteus的ISIS軟件，在其原理圖繪制處安放好各元件，按電路原理圖連接電路。電路連接完成后，開始仿真，電路仿真結(jié)果正常。其仿真時(shí)效果如下：圖14

22、：按鍵掃描顯示電路仿真圖5.3 仿真結(jié)果分析當(dāng)仿真電路處于正常工作狀態(tài)時(shí)，分別點(diǎn)下“09”十個(gè)按鍵，電路中的顯示數(shù)碼管馬上顯示按下的按鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)字，證明設(shè)計(jì)要求（1）完成。 當(dāng)按鍵松手后，之前顯示的數(shù)字仍然保持，直到下一個(gè)按鍵作用才變化為下一個(gè)顯示，可知達(dá)到設(shè)計(jì)要求（2）的要求。 若先將某一按鍵按下并鎖住，再按下另一個(gè)按鍵也鎖住，此時(shí)顯示的仍然是第一次按下的按鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)字。先松開第一次按下的按鍵，再松開第二次按下的按鍵，顯示的數(shù)字仍然沒變，由此可知，在幾個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)，此電路只能接收第一次按下的按鍵，即設(shè)計(jì)要求（3）的要求也滿足。 綜上所述，仿真電路成功。 5.4 電路的制作及調(diào)試記錄電路的

23、制作過程中，為了確保結(jié)果正確，在使用各個(gè)元件前，應(yīng)先檢查其功能是否正確。當(dāng)確定元件功能正常后，將元件整齊均勻的分布在面包板上，這樣在排線時(shí)更加方便。在使用導(dǎo)線前，也要檢查其通斷狀況，避免引導(dǎo)線問題導(dǎo)致電路出現(xiàn)問題。在一切正常的情況下，按電路原理圖將導(dǎo)線連接好，接通電源，開始測(cè)試電路工作狀態(tài)。測(cè)試結(jié)果并不理想，數(shù)碼管顯示的數(shù)字不完整，并且沒有按按鍵的編號(hào)順序顯示數(shù)字。經(jīng)過我們對(duì)數(shù)碼管的檢查，電路各節(jié)點(diǎn)電位的檢查，初步判斷為接觸不良造成的。由于面包板老化較為嚴(yán)重，我們決定焊接電路板。電路板正面布置芯片、電阻、開關(guān)、數(shù)碼管，電路板背面布置電源線和地線。為了保證電路可調(diào)整的余地，我們?cè)诟鱾€(gè)芯片引腳邊上

24、布置了插針，其余走線通過杜邦線與插針相連便可完成布線，接通電源后數(shù)碼管沒有數(shù)字顯示，經(jīng)檢查為焊點(diǎn)短路造成芯片燒壞引起的，切斷電源，排除故障，再進(jìn)行測(cè)試，工作結(jié)果與仿真結(jié)果相同，可知電路制作成功。 5.5電路工作結(jié)果分析接通5V穩(wěn)壓電源，分別閉合 “09”十個(gè)按鍵，電路中的顯示數(shù)碼管馬上顯示按下的按鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)字，證明設(shè)計(jì)要求（1）完成。 在一個(gè)按鍵按下的條件下，再去閉合其他按鍵，之前顯示的數(shù)字仍然保持，直到當(dāng)前作用的按鍵斷開、下一個(gè)按鍵作用才變化為下一個(gè)顯示，可知達(dá)到設(shè)計(jì)要求（2）的要求。 若先將某一按鍵閉合，再閉合另一個(gè)按鍵，此時(shí)顯示的仍然是第一次按下的按鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)字。先斷開第一次按下的按鍵，

25、再斷開第二次按下的按鍵，顯示的數(shù)字仍然沒變，由此可知，在幾個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)，此電路只能接收第一次按下的按鍵，即設(shè)計(jì)要求（3）的要求也滿足。 綜上所述，電路制作成功。 6 成果評(píng)價(jià)及改進(jìn)方法本次制作的按鍵狀態(tài)掃描顯示電路可以實(shí)現(xiàn)所要求的功能，使用芯片簡單易獲得，接線簡單，并且電路工作穩(wěn)定。但是本次制作的電路主要是運(yùn)用數(shù)字電路的知識(shí)制作出的，其電路及原理較為繁瑣。而且，當(dāng)按鍵較多時(shí)，采用這種方法就需要非常多的芯片，這是不符合實(shí)際的，所以在一般情況下，類似的按鍵狀態(tài)掃描顯示電路可以用單片機(jī)編程制作，其方法更為簡單，并且易于制作。除此之外，如果有4*4的矩陣按鍵開關(guān)，可以按以下電路圖制作：圖15：基于

26、51單片機(jī)的按鍵掃描顯示電路原理圖結(jié)束語在本次電工電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，我收獲了許多。一開始拿到題目時(shí)，我以為按鍵狀態(tài)掃描顯示電路實(shí)現(xiàn)的功能很簡單，只需要通過編碼、譯碼顯示、再加一個(gè)鎖存電路便可以完成。然而，真正實(shí)現(xiàn)的過程可遠(yuǎn)沒有紙上談兵那樣簡單。首先，在設(shè)計(jì)電路原理圖的過程中，我就遇到了障礙，觸發(fā)信號(hào)的選取就是一個(gè)頭疼的問題，通過借鑒網(wǎng)上設(shè)計(jì)按鍵掃描顯示電路的一些思路以及自己對(duì)各元器件功能的仔細(xì)研究，我終于設(shè)計(jì)出兩套可行的方案。然而，當(dāng)將原理圖搬到仿真軟件里進(jìn)行仿真時(shí)，又遇到了問題，依次按下按鍵時(shí)，數(shù)碼管顯示的數(shù)字并不按順序顯示，為此我把每個(gè)狀態(tài)下的各點(diǎn)電位認(rèn)真的整理了一遍，修改了部分接線，使數(shù)碼管顯示的數(shù)字按順序顯示。制作實(shí)物時(shí)，我更深地體會(huì)到了理論和實(shí)踐之間的差距。我們?cè)诿姘迳戏磸?fù)接了3次線也未能成功。焊板子又遇到焊點(diǎn)短路、虛焊等情況。這讓我認(rèn)識(shí)到，遇到故障時(shí)，不要慌亂，而應(yīng)當(dāng)冷靜地檢查電路、排除故障，所謂“失敗乃成功之母”，經(jīng)過多次故障排除，我們也從中收獲了許多。經(jīng)過這次實(shí)踐，我的自主創(chuàng)新能力得到了提高。只給出任務(wù)要求，而其他細(xì)節(jié)都需要自己上網(wǎng)看書查找資料。我一開始對(duì)各種芯片了解甚少，慢慢的幾天之后，芯片各個(gè)引腳功能都深深地刻在我的腦海里。雖然很辛苦，但是，獨(dú)立自主地完成仿真和實(shí)物制作的喜悅是貨真價(jià)實(shí)的。同時(shí)，我也了解到精益求精的精神對(duì)于設(shè)計(jì)者來說是不可或缺的，原來