ASCII码键盘编码电路设计说明

1、成绩课程设计报告题 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：通信工程届另【J：2012 届指导教师：廖晓纬电子工程学院制2015年5月29日目录1. 绪论 . 23. 设计简介与要求 23.1 设计简介 33.2 设计要求 34. ASCII 码键盘编码设计原理和设计方案制定 34.1 74LS148D 芯片参数及工作原理 34.2 74LS04D 芯片参数及工作原理 44.3 74LS85D 芯片参数及工作原理 54.4 74LS183 芯片参数及工作原理 64.5 74LS32 芯片参数及工作原理 75. ASCII 码键盘编码设计

2、方案实施 . 95.1 总设计方案 95.2 控制电路部分的实现 105.3 结果的高两位进行准确修正的实现 115.4 输出电路部分 125.6 系统整体电路图 136. ASCII 码电路设计仿真 137. 课程设计心得 168. 附录 168.1 器件清单 16ASCII 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

3、息交换码），它已被国际标准化组织（ISO）定为国际标准，称为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

4、符，如控制符：LF（换 行）、CR（回车）、FF （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； 65 90 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

5、符号）和字符控制符 。本次试验的 ASCII 码输出 , 用与该 ASCII 码编码相应的灯泡表示。3. 设计简介与要求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 =12V（2）灯泡工作电压 U=6V（3）灯泡功率W=1W4. 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|l6jHI11| 13| |12n|io|AA占占A£OGS321打r-C4AO36

6、7EtA2AlYYYYY丄| 2 |367 I 4dlSN74LS148(TOPOUTPUTS1讯户UTSOUTPUT0AOA2INPUTSOUTPUTSAl GNUEO GS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）,I017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，0E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）芯片管脚El选通输入端（低电平有效）AO、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

7、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。1r1皿>A12吕T11闿A讪| |1-C>-14>*L>e-1?3-1丁XITfJL3"半AlVIC图二74LS04D芯片管脚图输入输出ABY低电平低电平低电平低电平高电平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（FA>B, FA= B

8、, FAV B=输出。将若干85级联可比较较长的字，此时低级位的FA> B, FA= B, FAV B连接到高位级相应的输入A> B、A= B、AV B,并使低位级的 A= B为高电平。引出端符号A0- A3字A输入端B0- B3字B输入端A> B A > B级联输入端A= B A = B级联输入端AV B A V B级联输入端FA= B A等于B输出端FA> B A大于B输出端FAV B A小于B输出端数据输入B3匚1 16J VCC级联输入2ISJ A3级联输入a=bC3 s 14o2B2级联输入A>fiP4 S 13:A2输 Lil A>B C5

9、122 Al输出A=B匚6HJ Bl输!I|A<b£7101 AOGND匚8J BO图三74LS85D芯片引脚及其功能图比较输入级联输入输出A3, B3A2, B2A1, B1AO, B0ABA BA=BA BA BA=BA3>B3XXXXXXHLLA3<B3XXXXXXLHLA3=B3A2B2XXXXXHLLA3=B3A2<B2XXXXXLHLA3=B3A2=B2A仁B1XXXXHLLA3=B3A2=B2A仁B1XXXXLHLA3=B3A2=B2A仁B1AOBOXXXHLLA3=B3A2=B2A仁B1A0 BOXXXLHLA3=B3A2=B2A仁B1A0=B

10、0HLLHLLA3=B3A2=B2A仁B1A0=B0LHLLHLA3=B3A2=B2A仁B1A0=B0LLHLLHA3=B3A2=B2A仁B1A0=B0XXHLLHA3=B3A2=B2A仁B1A0=B0HHLLLLA3=B3A2=B2A仁B1A0=B0LLLHHLH= 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1A11 Vcc网213ZA1B12iCn411jeCn1Cn+ll510ISCnti1珥59NCGND7|2e图四74LS183D芯片引脚图1A、1B 2A 2B运算数输入端1CIn、2 CIn进位输入端1C0n 1、2C0n 1进位输

11、出端仆、2F和输出端。输入输出CInBAF2C0n+ 1LLLLLLLHHLLHLHLLHHLHHLLHLHLLLHHHLLHHHHHHH =高电平L=低电平表三74LS183芯片功能表4.5 74LS32芯片参数及工作原理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，丫为输出端，GN助电源负极，VCC为电源正极5. ASCII码键盘

12、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。咼000001010011100101110111位低位000HPXSP(08、hpxNULBSDELCAN001AIQY!)19aiqySOHHTDC1EM010BJRZa*2bjrzSTXLFDC2SUB011CKS#+3cksETXVTDC3ESC100DLT$4<dlt|EOTFFDC4FS101EMmU%-5=

13、euENQRCNAKGS110FNVA&6>ASRfnvCKSOYNS111GOW/7?gowDELBELSIETBUS表五开关信号产生的编码表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SPICE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

14、实现图六ASCII码键盘电路输入控制部分如上图1,此部分采用两个DSWPKJ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, GN處地。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即编码器的前六个输入端，U2第5个

15、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(100000B)。因此在编码后需要对编码值进行修订得到正确

16、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U14U15AU1AXIU2A74LS1S2DX?iLJlLAX3 VU4AX4图七实现shift键和Ctrl键的部分电路当不按下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U1已皿

17、LJ4A74L31B3D74LS183D皿74LS1B3D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.表六兀器件清单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，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

18、时，只有X1灯亮，表 示的是64,即“ ，当按下Shift键时，XI、X2灯亮，表示的是96，即“、”。图一仿真电路闭合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