ASCII碼鍵盤編碼電路設計

1、 成績課程設計報告題 目： ASCII碼鍵盤編碼電路設計 學生姓名： 學生學號： 1214030301 系 別： 電子工程學院 專 業(yè)： 通信工程 屆 別： 2012屆 指導教師： 廖曉緯 電子工程學院制2015年5月29日目錄1.緒論23.設計簡介與要求23.1設計簡介33.2設計要求34.ASCII碼鍵盤編碼設計原理和設計方案制定34.1 74LS148D芯片參數(shù)及工作原理34.2 74LS04D芯片參數(shù)及工作原理44.3 74LS85D芯片參數(shù)及工作原理44.4 74LS183芯片參數(shù)及工作原理64.5 74LS32芯片參數(shù)及工作原理85.ASCII碼鍵盤編碼設計方案實施95.1 總設計

2、方案95.2控制電路部分的實現(xiàn)105.3結果的高兩位進行準確修正的實現(xiàn)115.4 輸出電路部分135.6系統(tǒng)整體電路圖146.ASCII碼電路設計仿真147.課程設計心得178. 附錄178.1器件清單17ASCII碼鍵盤編碼電路設計學生:陳功指導老師:廖曉緯電子工程學院12級通信工程1.緒論ASCII碼是目前計算機中用得最廣泛的字符集及其編碼，是由美國國家標準局(ANSI)制定的ASCII碼（American Standard Code for Information Interchange，美國標準信息交換碼），它已被國際標準化組織（ISO）定為國際標準，稱為ISO 646標準。適用于所有

3、拉丁文字字母，ASCII碼有7位碼和8位碼兩種形式。因為1位二進制數(shù)可以表示（21=）2種狀態(tài)：0、1；而2位二進制數(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7位的二進制碼，對應一個字符（或控制碼），這些碼可以排列成一個十進制序號0127。所以，7位ASCII碼是用七位二進制數(shù)進行編碼的，可以表示128個字符。第032號及第127號(共34個)是控制字符或通訊專用字符，如控制符：LF（換行）、CR（回車）、FF（換頁）、DEL（刪除）、BEL（振鈴）等；通訊專用字符：SOH（文頭）、EOT（文尾）、ACK

4、（確認）等；第33126號(共94個)是字符，其中第4857號為09十個阿拉伯數(shù)字；6590號為26個大寫英文字母，97122號為26個小寫英文字母，其余為一些標點符號、運算符號等。2.內(nèi)容摘要 本次課程設計共有8*8=64個鍵，在外加兩個控制鍵Shift鍵和Ctrl鍵的作用下，共完成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。本次試驗的ASCII碼輸出,用與該ASCII碼編碼相應的燈泡表示。3.設計簡介與要求3.1設計簡介 ASCII鍵盤編碼電路的任務是把鍵盤上所按下之按鈕產(chǎn)生的開關信號，編成一個對應的

5、ASCII代碼從輸出端輸出。3.2設計要求用若干數(shù)字芯片和燈泡實現(xiàn)按下某一按鈕，輸出對應的ASCII代碼。主要技術指標：（1） 外接電源：UO = 12V（2） 燈泡工作電壓UL = 6V （3） 燈泡功率W=1W4.ASCII碼鍵盤編碼設計原理和設計方案制定4.1 74LS148D芯片參數(shù)及工作原理圖一 74LS148D芯片管腳圖74ls148優(yōu)先編碼器管腳功能介紹:16腳的集成芯片，電源是VCC(16)GND(8),I0I7為輸入信號，A2,A1,A0為三位二進制編碼輸出信號，IE是使能輸入端，OE是使能輸出端，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

6、端(低電平有效)A0、A1、A2 三位二進制編碼輸出信號即編碼輸出端(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4.2 74LS04D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，他的內(nèi)部含有6個coms反相器，74LS04的作用就是反相把1變成0。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4.3 74LS85D芯片參數(shù)及工作原理 可進行二進制碼和BCD碼的比較，對兩個 4 位字的比較結果由三個輸出端（FAB，F(xiàn)AB，F(xiàn)AB輸

7、出。將若干 85 級聯(lián)可比較較長的字，此時低級位的FAB，F(xiàn)AB，F(xiàn)AB連接到高位級相應的輸入AB、AB、AB，并使低位級的AB為高電平。引出端符號A0A3 字A輸入端B0B3 字B輸入端AB AB 級聯(lián)輸入端AB AB 級聯(lián)輸入端AB AB 級聯(lián)輸入端FAB A等于B輸出端FAB A大于B輸出端FAB A小于B輸出端圖三 74LS85D芯片引腳及其功能圖比較輸入級聯(lián)輸入輸出A3，B3A2，B2A1，B1A0，B0ABABA=BABABA=BA3>B3XXXXXXHLLA3<B3XXXXXXLHLA3=B3A2B2XXXXXHLLA3=B3A2<B2XXXXXLHLA3=B3

8、A2=B2A1=B1XXXXHLLA3=B3A2=B2A1=B1XXXXLHLA3=B3A2=B2A1=B1A0B0XXXHLLA3=B3A2=B2A1=B1A0B0XXXLHLA3=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 x=不定表二 74LS85D芯片功能表4.4 74LS183芯片參數(shù)及工作原理圖四 7

9、4LS183D芯片引腳圖1A、1B、2A、2B 運算數(shù)輸入端 1CIn 、2 CIn 進位輸入端 1COn1、2COn1 進位輸出端1F、2F 和輸出端。輸入輸出CInBAF2COn1LLLLLLLHHLLHLHLLHHLHHLLHLHLLLHHHLLHHHHHHH =高電平 L= 低電平表三74LS183芯片功能表4.5 74LS32芯片參數(shù)及工作原理74LS32是四2輸入或門，常用在各種數(shù)字電路以及單片機系統(tǒng)中。 表達式為：Y=A+B 引腳排列圖管腳功能：左下1-1A，2-1B， 3-1Y；4-2A，5-2B，6-2Y；7-GND； 右起：右上8-3

10、Y，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碼鍵盤編碼設計方案實施5.1 總設計方案1方框圖2高位低位000001010011100101110111000    、H    hP    pX    xSP   NUL(  &

11、#160; BS0 DEL8   CAN001A    aI     iQ    qY    y!   SOH)    HT1   DC19    EM010B    bJ    jR    rZ    z“   STX

12、*    LF2   DC2:   SUB011C    cK    kS    s    #   ETX+    VT3   DC3;   ESC100D    dL    lT    t    |

13、$   EOT    FF4   DC4<    FS101E    eM     mU    u    %   ENQ-     CR5   NAK=   GS110F    fN      nV &#

14、160;  v    &   ACK.    SO6   SYN>    RS111G    gO    oW    w_   DEL,   BEL/    SI7   ETB?   US 設計一個鍵盤，共有8*8=64個鍵，在外加兩個控制鍵Sh

15、ift鍵和Ctrl鍵的作用下，共完成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。表五 開關信號產(chǎn)生的編碼表在選擇仿真軟件時我選擇了multisim12仿真軟件。因為Multisim提煉了SPICE仿真的復雜內(nèi)容，這樣無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，更適用于電子學教育。Multisim是美國國家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力

16、。5.2控制電路部分的實現(xiàn)圖六 ASCII碼鍵盤電路輸入控制部分 如上圖1，此部分采用兩個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(yōu)先編碼器主要是對輸入進行編碼，由于此編碼器是低電平有效故需要反相器。采用四個74LS04D即六反相器對74LS148D的輸入與輸出進行電平的轉換，即高低電平的轉換。 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

17、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。5.3高位修正電路當按下某鍵時，會顯示該設計鍵盤的高檔鍵的ASCII碼，對比本編碼與標準ASCII碼編碼表可知，本編碼的前四列高檔字符比標準ASCII碼小64（1000000B)，抵擋字符比標準ASCII碼小96（1100000B)；后四列高檔字符跟標準ASCII碼相同，而抵擋字符比標準ASCII碼大32(100000B)。因此在編碼后需要對編碼值進行修訂得到正確的ASC

18、II碼。而當按下這兩個外加鍵時，會顯示出相應的抵擋鍵的ASCII碼。圖七 實現(xiàn)shift鍵和Ctrl鍵的部分電路 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1100B（100B的補碼），電路圖實現(xiàn)如上。5.4 輸出電路部分圖八 ASCII碼鍵盤電路輸出部分 輸出電路部分采用74LS183D譯碼器，連接燈泡。輸出端采用

19、小燈泡來顯示輸入鍵的標準ASCII碼，當小燈泡亮時說明是1，而當小燈泡不亮時則為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6.ASCII碼電路設計仿真圖十 仿真電路初始狀態(tài) 實驗總體電路圖如下所示，當打開仿真按鈕，由于所有的開關都置零，通過優(yōu)先編碼器編出來的是000000，此時X1燈會亮，這是初始狀態(tài)。 進入測試后，例如，列線的開關表示為0時，行線的開關也為0時，選擇了鍵盤設計中的有第一行第一列，即編碼為000000，當不按Shift 鍵時，只有X1燈亮，表示的是64，即“”，當按下Shift鍵時，X1、X2燈亮，表示的是96，即“、”。圖十一 仿真電路閉合shift鍵又如：當列線的開關表示5，行線的開關表示0，即選擇了鍵盤設計中的第一行第五列，即編碼為100000，當不按Ctrl鍵時，X2燈亮，表示的是32，即“SP”，當按下Ctrl鍵時，所有的燈都不亮，表示的是0即“NUL”。圖十二