按键状态扫描显示电路的设计与制作_课程设计任务书(编辑修改稿)

按键状态扫描显示电路的设计与制作_课程设计任务书(编辑修改稿)内容摘要：

方案一和方案二的总体电路图分别如图 23，图 24 所示。 图 23 方案一的总体设计图（弃选） 图 24 方 案二的总体设计图 （采用） 单元电路的设计 3． 按键控制电路 按键控制系统不仅仅是几个开关，图 31 就是一个典型错误。 图 31 错误的开关连接 图 32 正确的开关连接 图 31 中没有加上拉电阻，当按键没有按下时，芯片输入管脚悬空，不利于电路功能的实现。 正确的按键电路应该是加上 10k 的上拉电阻，使得当按键都没有按下时，芯片输入为高电平。 否则，若按照图 31 的接法，没有一个按键按下时，芯片的输入有可能是高电平，也有可能是低电平，造成芯片输入混乱，对后面的逻辑电路造成重大的影 响。 如图 32 所示，从上到下的按键分别表示 1,2,3,4,5,6,7,8,9.。 .通过按键的闭合即可完成相关信号的输入。 编码电路 按键状态扫描显示电路的设计我采用的是 74LS147 十进制优先编码器，它的真值表和管脚图如下。 表 3 74LS147 真值表 其中 74LS147 的 第 9 脚 NC 为空。 74LS147 优先编码器有 9 个输入端和 4 个输出端。 某个输入端为 0，代表输入某一个十进制数。 当 9 个输入端全为 1 时，代表输入的是十进制数 0。 4 个 输出端反映输入十进制数的 BCD 码编码输出。 74147 将 9 条 数 据 线 （ 1－ 9） 进行 4 线 BCD 编码 ， 即对最高位数据线进 行译 码。 当 1－ 9 均为 高 电平时，编码输出（ ABCD）为十进制零。 故不 需单设 /IN0 输 入端。 74LS147优先编码器的输入端和输出端都是低电平有效，即当某一个输入 端低电平 0时， 4个输出端就以低电平 0的输出其对应的 8421 BCD编码。 当 9个输入 图 33 74LS47 管脚图 全 为 1时， 4个输入出也全为 1，代表输入十进制数 0的 8421 BCD编码输出。 选用 74LS147 有一个明显的缺陷，就是它只有九个输入端子，不能实现“ 0”按键的功能。 但是，幸运的是，“ 0”按键的功能比较简单。 可以在后续电路中实现，具体情况我将要在后续电路中介绍。 触发电路的设计 如图 35 所示，为带有清零端的八 D 触发器 74LS273。 只有在清除端保持高电平时，数据才能通过触发器传递到后续电路。 触发控制端为 11 脚 CLK，采用上升沿触发。 通过 D 触发器，我们可以将输入的相关信号“锁存”（因为必须要有上升沿的脉冲触发才能使信号通过，有点类似于锁存）起来。 防止信号的任意跳变。 74LS273 是 8 位数据 /地址锁存器，他是一种带清除功能的 8D 触发器 1 脚是复位 CLR,低电平有效 ,当 1 脚是低电平时 ,输出脚 2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)全部输出 0,即全部复位。 当 1 脚为高电平时 ,11(CLK)脚是锁存控制端 ,并且是上升沿触发锁存 ,当 11 脚有一个上升沿 ,立即锁存输入脚 1 1 1 18 的电平状态 ,并且立即呈现在在输出脚 2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、 9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)上； 第一脚 WR：主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清除，输出全为 0（低电平）； CP（ CLK）：触发端，上升沿触发，即当 CP 从低到高电平时， D0~D7 的数据通过芯片，为 0 时将数据锁存， D0~D7 的数据不变 1D～ 8D 为数据输入端， 1Q～ 8Q 为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作 8位地址锁存器。 图 34 74LS273 的电气符号 引脚图和逻辑功能表 通过真值 表以及芯片的相关功能，我们已经了解 74LS273 的相关功能。 在本次相关电路的设计中，通过反相器作用的信号输入到芯片 74LS273，由于芯片为八 D触发器。 由 D 触发器的基本功能，输出 Q 端与输入 D 相同，如果同时有多个按键作用的时候，此时 74LS273 芯片起到锁存器的作用，只显示出最初输入的信号。 同时，当按键恢复到没有按下去的时候 ，信号通过相关逻辑作用后，反馈给CLK。 在 CLK 的作用下，实现清零的功能。 清零以后， D 触发器就不再锁存以前加入的信号。 当有按键按下去的时候，此时芯片输入的就是作用按键的信号，再通过 D 触发器的作用，就可以完成新输入信号的锁存。 逻辑反馈电路的设计 逻辑反馈电路如图 35 所示，有四个个或门（实际操作时，用或非门加上一个非门代替或门，具体原理为： L=A+B = AB ）和一个开关组成。 其中出现的开关是“ 0”开关。 当图 36 中的四个非门有一个输出为高电平，就会输入一个上升沿信号到 CLK端，并且输出一个高电平到清零端，使得输出的信号通过。 而且如果最先按下的 按键没有按下，高电平会持续输入到 CLK 端，阻止其他信号的输入。 从而实现“如果多个按键同时作用，只响应最先作用的按键”的功能。 图 35 逻辑反馈电路 CLK 端的具体逻辑输入为： CLK=Q1+Q2+。