ASCII码键盘编码电路设计

1、成绩课程设计报告题目:ASCIl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 33.1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 44.2 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 84.5 74LS32芯片参数及工作原理 95. ASCII码键盘编码设计方案实施 115.1 总设计

2、方案 115.2控制电路部分的实现 155.3结果的高两位进行准确修正的实现 165.4输出电路部分 175.6系统整体电路图 186. ASCII码电路设计仿真 187. 课程设计心得 228. 附录 228.1器件清单 22ASCIl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，称为IS

3、O 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 （换页）、DEL （删除）、BEL （振铃）等；通讯

4、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,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

5、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 UL = 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SN74LS148(TOP WEVVIOUTPUTSINPUTSOUTPUTVCCEoGS321OAOIHI 12Lll1I 9| AA占nEOGS321打4AO6T曰A2AlYYYUkJz3* I67 I 9 |67ElA2AI GINP

6、UTSOlJTPUTS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）,IOI7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）。芯片管脚EI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,74LS

7、04的作用就是反相把1变成0VIT11aA«IiDT<1I皿24>o-O=CS-O-1J4S£J¥1*AlVIC Nb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, 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, FA V B连接到高位级相应的输入A > B、

8、A = B、AVB ,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>BA >B级联输入端A = B A = B级联输入端AVBAV B级联输入端FA = B A等于B输出端FA > B A大于B输出端FA V B A小于B输出端数掘输入B3： I163 VCC级联输入AfB匚215J A3级联输入3S 143B2级联输入A>p4S 133 A2输出AB512JAlft出A=B匚6HJBl输川A<B匚710IAOJ GND 匚8gJBO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 ,B1A

9、0 ,B0ABA BA=BABA BA=BA3>BXXXXXXHLL3A3<BXXXXXXLHL3A3=BA2XXXXXHLL3B2A3=BA2<BXXXXXLHL32A3=BA2=BAI=BXXXXHLL321A3=BA2=BAI=BXXXXLHL321A3=BA2=BAI=BA0XXXHLL321B0A3=BA2=BAI=BA0XXXLHL321B0A3=BA2=BAI=BAo=BHLLHLL3210A3=BA2=BAI=BAo=BLHLLHL3210A3=BA2=BAI=BAO=BLLHLLH3210A3=BA2=BAI=BAO=BXXHLLH3210A3=BA2=BA

10、I=BAO=BHHLLLL3210A3=BA2=BA1=BAO=BLLLHHL3210H=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1A1I Chc213ZAZ12ICn411ISCn1Cn+ll5IOI 2Cntl1珥59INCGND762E图四74LS183D 芯片引脚图1A、1B、2A、2B运算数输入端ICIn、2 Cln进位输入端ICOn + 1、2COn + 1进位输出端仆、2F和输出端输入输出CInBAF2COn + 1LLLLLLLHHLLHLHLLHHLHHLLHLHLLLHHHLLHHHHHHH =高电平L=低电平表三74

11、LS183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-VCCA,表四74ls32真值表25.ASCII码键盘编码设计方案实施5.1总设计方案1方框图高位000001010011100101110111低位00HPXSP(080NC、hPXULBSDELAN00AIQY!)191SDEaiqyOHHTC1M01BJ

12、RZ*20STDSbjrZXLFC2UB01CKS#+31ETDESCCkSXVTC310DLT$4V0EDFdlt|OTFFC4S10EMU%-5=1mENGeUNQCRAKS11FNV&6>0ACKSOSYNRSfnV11GOW/7?1DEBSIET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。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MuItiSim

13、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。MUItiSim 是美国国家仪器（Nl）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ASCIl码键盘电路输入控制部分如上图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

14、，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 ASCIl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

15、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( 1000OooB),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UISA=r>->r4L63ZDUlTAT4LS3DILJleAUIA74 LSIIa2 DU2A74L3183UuAXlX374LSIe3DU4AX4图

16、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ASCIl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Ul 7 41-SlIB3D皿X3I TJLaiiae VTLi!CIJSA74LS1B3D« V74LS1B3DXfl皿4 V图八ASCIl码键

17、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Oooooo ,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o时，行线的开关也为o时，选择了键盘设计中的有第一行第一列，即编码为 oooooo ,当不按Shift键时，只有X1灯亮, 表示的是64 ,即“”，当按下Shift键时，XI、

18、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O ,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ASCIl码-<Bii4W肯一匚一-尸-=iLidLB-MMIPjMjBUno丄-Ftfllteli*UUT.«¥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ASCIl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。最后对设计完成的电路进行仿真测试，