音樂教室控制臺(tái)

1、目錄一、內(nèi)容概述 1二、設(shè)計(jì)原理與思路 11、課題設(shè)計(jì)要求：12、課題設(shè)計(jì)思路：1三、芯片簡介 21、74LS4822、數(shù)碼顯示器 2四、總電路圖 3五、個(gè)人設(shè)計(jì) 41、總設(shè)計(jì) 42、顯示電路 4六、心得體會(huì) 5七、參考文獻(xiàn) 5一、內(nèi)容概述一、內(nèi)容概述本文主要介紹用數(shù)電知識(shí)設(shè)計(jì)音樂教室控制臺(tái)。將 555 時(shí)基電路組成的定時(shí)電路的的輸出信號(hào)作為可逆計(jì)數(shù)器 74LS190 的輸入脈沖，外接撥碼開關(guān)在相應(yīng)的情況下實(shí)現(xiàn)置數(shù)和計(jì)數(shù)功能，而后，計(jì)數(shù)器的輸出再分別與由七段顯示譯碼器 74LS48 和數(shù)碼管構(gòu)成的顯示電路及由 2 線-4 線譯碼器和 4 線-16 線譯碼器構(gòu)成的數(shù)據(jù)分配電路相連接，即構(gòu)成了音樂

2、教室控制臺(tái)設(shè)計(jì)電路的主體。待整體設(shè)計(jì)電路完善，亦可借助軟件 Proteus 對其進(jìn)展仿真。音樂教室控制臺(tái)在音樂教學(xué)中可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)指導(dǎo)和一對多的輪流指導(dǎo)，具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。二、二、設(shè)計(jì)原理與思路設(shè)計(jì)原理與思路1 1、課題設(shè)計(jì)要求：、課題設(shè)計(jì)要求：（1）音樂教室分多個(gè)教室，教師和學(xué)生不在同一個(gè)屋，要求教師對某一位學(xué)生通過語音進(jìn)展單獨(dú)課堂指導(dǎo)，可任意指定要指導(dǎo)的學(xué)生，也可按順序指導(dǎo)，共有學(xué)生 40 名（2）教師所在的屋設(shè)有數(shù)碼顯示以顯示學(xué)生的代號(hào)00-39 ，并設(shè)有撥碼開關(guān)，可設(shè)置要單個(gè)指導(dǎo)的學(xué)生代號(hào)或輪流指導(dǎo)的初始學(xué)生代號(hào)（3）在教師的指導(dǎo)過程中，當(dāng)學(xué)生的編號(hào)由數(shù)碼管顯示出來的同時(shí)對應(yīng)的學(xué)生端的

3、40 個(gè)發(fā)光二極管中的某一個(gè)要點(diǎn)亮，表示該學(xué)生正在承受教師的指導(dǎo). .- 優(yōu)選（4）單個(gè)指導(dǎo)時(shí)，指導(dǎo)時(shí)間由教師決定，輪流指導(dǎo)時(shí)時(shí)間為每人 10 分鐘（5）輪流指導(dǎo)時(shí),有正序和反序兩種方式。正序從 N 到 39，再返回 N；反序從 N 到 N-1，直到 00，再返回 N。2 2、課題設(shè)計(jì)思路：、課題設(shè)計(jì)思路：依給出的課題設(shè)計(jì)要求為原理，分析要實(shí)現(xiàn)的功能及其內(nèi)在聯(lián)系，可總結(jié)出本課題的主要模塊和流程框圖如圖 1 所示：圖 1 主要模塊和流程框圖 555 時(shí)基電路構(gòu)成的定時(shí)器輸出產(chǎn)生的脈沖作為計(jì)數(shù)電路的時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)電路由兩片 74LS190 和撥碼開關(guān)組成，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和置數(shù)功能，然后，計(jì)數(shù)器的輸出又分

4、別作為顯示電路和數(shù)據(jù)分配器的輸入。其中，顯示電路用到兩片 74LS48 和兩個(gè)共陰極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)分配電路用到一片 74LS139 和四片 74HC154 及四個(gè)集成二極管，每個(gè)集成二極管又包含十個(gè)小的二極管。三、三、芯片簡介芯片簡介由于在后續(xù)中的模塊設(shè)計(jì)中，我負(fù)責(zé)顯示局部，所以僅對顯示局部用到的 74LS48 芯片和共陰極數(shù)碼管加以介紹。1 1、74LS4874LS48各引腳功能如圖 2 所示。16 引腳：電源正極； 8 引腳：電源地；7、1、2、6 引腳：輸入端(A、B、C、D)13、12、11、10、9、15、14 引腳：輸出端； 3 引腳：測燈；4 引腳：消隱；5 引腳：滅零。圖 2 引

5、腳圖555 時(shí)基電路計(jì)數(shù)電路顯示電路數(shù)據(jù)分配電路. .- 優(yōu)選2 2、 數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器LED 數(shù)碼管分為共陰管和共陽管。現(xiàn)只介紹共陰管，其電路和引腳如圖 3、4。一個(gè) LED 數(shù)碼管可用來顯示一位 09 十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光的顏色不同略有差異，約為 22.5V，每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流在 510mA。LED 數(shù)碼管要顯示 BCD 碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個(gè)專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力。 圖 3 圖 4四、總電路圖四、總電路圖圖5 總電路圖五、個(gè)人設(shè)計(jì)五、個(gè)人設(shè)計(jì)我負(fù)責(zé)了本課題的總設(shè)計(jì)和顯示局部。參與了仿

6、真電路的連接。1 1、總設(shè)計(jì)、總設(shè)計(jì)按照要求,我們要實(shí)現(xiàn)教師對學(xué)生的單獨(dú)指導(dǎo)和輪流指導(dǎo),指導(dǎo)時(shí)間可調(diào)且當(dāng)教師所選學(xué)生的學(xué)號(hào)顯示時(shí),學(xué)生端對應(yīng)的二極管要發(fā)光.因此，我想到用 555 定時(shí)電路構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生可調(diào)的脈沖信號(hào)，并作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖。然后，計(jì)數(shù)器輸出學(xué)生學(xué)號(hào)對應(yīng)的 8421 碼，經(jīng)數(shù)據(jù)分配器，實(shí)現(xiàn)當(dāng)學(xué)生的編號(hào)由數(shù)碼管顯示出來的同時(shí)對應(yīng)的學(xué)生端的 40 個(gè)發(fā)光二極管中的某一個(gè)點(diǎn)亮的要求。總結(jié)下來，包括定時(shí)電路，計(jì)數(shù)電路，數(shù)據(jù)分配電路和顯示電路。其中，定時(shí)電路由一片555及其外圍電路組成，外圍電路中有一可變電阻，用來調(diào)節(jié)定時(shí)電路的輸出脈沖周期。計(jì)數(shù)電路由兩片74L S190可逆計(jì)數(shù)器

7、和撥碼電路來計(jì)0039個(gè)數(shù),能夠由置數(shù)功能來實(shí)現(xiàn)教師對學(xué)生的單獨(dú)指導(dǎo)，由計(jì)數(shù)功能和U/D端實(shí)現(xiàn)教師對學(xué)生的正序輪流指導(dǎo)和負(fù)序輪流指導(dǎo)。數(shù)據(jù)分配電路采用1片74LS139譯碼器和4片74HC154譯碼器構(gòu)成,后接40個(gè)發(fā)光二極管來模擬學(xué)生端收到的信號(hào),此題只進(jìn)展單向信息傳送,如果要實(shí)現(xiàn)雙向信息傳送,即教師也可聽到學(xué)生彈琴或視唱,那么需另加其他電路,這里暫不考慮。顯示電路是由兩片4輸入七段譯碼器74LS48驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管的顯示， 選擇共陰極數(shù)碼管，它是將發(fā)光二極管的陰極一并接地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平時(shí)，對應(yīng)的段位才能發(fā)光，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)顯示。在后續(xù)的模塊設(shè)計(jì)中，我負(fù)責(zé)顯示局部。2 2、顯示電路顯示電路顯示

8、電路局部，它是由兩片 4 輸入七段譯碼器 74LS48 驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)，原理圖如圖 6 示：選擇共陰極數(shù)碼管，它是將發(fā)光二極管的陰極一并接地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平時(shí)，對應(yīng)的段位才能發(fā)光，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)顯示。圖中，左邊的數(shù)碼管對應(yīng)十位顯示，右邊的數(shù)碼管對應(yīng)個(gè)位顯示。其中與十位數(shù)碼管相連的74LS48的輸入為00Q1Q0，相應(yīng)的輸出中為1的端那么驅(qū)動(dòng)對應(yīng)數(shù)碼管段位，使其發(fā)光。由于Q3Q2=00，所以十位只顯示0，1，2，3四位數(shù)。而與個(gè)位數(shù)碼管相連的74LS48的輸入為Q3Q2Q1Q0，所以它. .- 優(yōu)選可顯示09十個(gè)數(shù)，十位顯示與個(gè)位顯示就組成了兩位數(shù)據(jù)從0039的顯示。 總體上來講，該局部沒有

9、什么難點(diǎn)，只要掌握了74LS48芯片的功能及共陰極數(shù)碼管的接法即可。圖6 顯示電路局部六、心得體會(huì)六、心得體會(huì)剛拿到這個(gè)課題時(shí)，小組的其他成員不禁叫苦，我倒沒覺得有什么負(fù)擔(dān)，在我眼中，這是一次難得的鍛煉時(shí)機(jī)。作為小組的組長，我并沒有因?yàn)橄肽脗€(gè)人的高分就攬下大局部的工作，首先我讓他們選擇自己感興趣的局部，最后剩下的局部就是我的。在整個(gè)過程中，盡管他們有不懂的地方，我也會(huì)耐心地給他們講解，看到辯論后他們的成績都還不錯(cuò)，我內(nèi)心狂喜。 其中，最讓我感動(dòng)的是在做電路仿真時(shí)所有的小組成員積極提出自己的見解，幾經(jīng)嘗試，我們最終完成了所有局部的仿真，如圖5所示?？梢哉f，仿真電路是我們小組成員用汗水譜成的。 或許，要想作為一個(gè)好的帶頭者，大度包容是根本。七、參考文獻(xiàn)七、參考文獻(xiàn)1 周潤景,X麗娜. Prot