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1、数 字 电 路 课 程 设 计 报 告论 文 题 目 ASCII码键盘编码电路设计 学生专业班级 通信工程2011级1班 学生姓名（学号） 刘成（20112760） 设计小组其他同学姓名（学号） 王骏（20112836） 指 导 教 师 宋彩霞 完 成 时 间 2013年10月26日 实 习 地 点 信息楼214 2013 年 10 月 27 日ASCII码键盘编码电路设计一、课程的选择与设计要求：ASCII码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。ASCII码编码表请参看有关教材。键盘共8*8=64个键，在外加两个控制键Shift 键
2、和Ctrl键作用下，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。键盘字母排列参见下图。当按下某键，变将键所在的列线与行线接通，于是将列线上的“1”电平传给行线，而没有按下之按键所在的列线与行线不同，这些行线仍保持低电平。HPXSP(08AIQY!)19BJRZ“*2:CKS#+3;DLT$,4GOW，/7? 二、设计任务分析： ASCII码键盘编码电路的任务是把键盘上所按下按钮产生的开关信号，编成一个对应的ASCII代码从输出端输出。键盘共8*8=64个键，在外加两个控制键Shift 键和Ctrl键
3、作用下，共完成128个键的ASCII码输出。其中，Shift 键为英文大小写字母及其它符号控制键。Ctrl键为文字符号（也称控制符号）和字符控制符。当按下某键，变将键所在的列线与行线接通，于是将列线上的“1”电平传给行线，而没有按下之按键所在的列线与行线不同，这些行线仍保持低电平。这个任务可以分解为如下几个部分：1、开关：通过控制键盘产生开关信号，也就是用高八个开关低八个开关和外加两个开关来控制信号的高低。2、开关信号的编码如下。高位低位000001010011100101110111000 、H hP pZ zSP NUL( BS0DEL8 CAN001A aI iQ qY y! SOH)
4、HT1 DC19 EM010B bJ jR rZ z“ STX* LF2 DC2: SUB011C CK kS s # ETX+ VT3 DC3; ESC100D DL lT t |$ EOT FF4 DC4 RS111G gO oW w_ DEL, BEL/ SI7 ETB? US3、Shift键和Ctrl键的实现：当按下某键时，在输出端会显示该键上档的ASCII码，对于键盘的前四列当按下该键的同时，按下Shift键输出端输出该键下档字符的ASCII码。对键盘的后四列当按下该键的同时，按下Ctrl键输出端输出该健下档字符的ASCII码。4、ASCII码的输出：任意接通键盘按键的行、列，输出的
5、ASCII码即为行列交点处字符的ASCII码。三、具体设计过程的描述：对比本编码与标准ASCII码可知，本编码的前四列上档字符比标准ASCII码小64（1000000B），下档字符比标准ASCII码小96（1100000B）。后四列上档字符与标准ASCII码相同，下档字符比标准ASCII码大32（100000B）。因此在编码后需对编码值进行修正以得到正确的ASCII码。本设计采用加法器对编码进行修正。观察本编码与标准ASCII码差值可知，只需要对编码所得高位部分进行适量的修正即可得到标准结果。本设计采用串行进位加法器以实现该逻辑功能。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，
6、当按住shift时要输出低档字符的ASCII时，高位需加上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），即得到所按键的ASCII码。由于在未按下shift或ctrl在修正时所加的数不同，故本设计采用数值比较器对编码进行前四列与后四列的区分。四、设计方案的确定：图1 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
7、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，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，如图1。图2如上图
8、2是最后一部分，此部分的作用是对74LS148D编码后的码进行修改，同时增加Ctrl和Shift在电路中的作用，主要作用为：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。采用U14即74LS85D数值比较器来区分前后四列。其具体方法是：前三个输入即A3、A2、A1为011，B
9、3、B2、B1为编码器编码后的码。则OAGTB即AB与OAEQB即A=B输出端为前四列，与shift相接。OALTB即AB输出端为后四列，与ctrl相接。最终实验时七个小灯泡的亮与否代表着最后的ASCII码，亮代表高电位1，不亮代表低电位0，读ASCII码时是从上向下读的。图3整体电路如上图3。五、各元件的主要参数与系统实施：1、74LS14807 编码输入端(低电平有效) EI 选通输入端(低电平有效) A0、A1、A2 编码输出端(低电平有效) GS 宽展端(低电平有效) EO 选通输出端优先编码器74ls148功能表输入输出EII0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSEO1xxx
10、xxxxx11111011111111111100xxxxxxx0000010xxxxxx01001100xxxxx011010100xxxx0111011100xxx01111100100xx011111101100x011111111010001111111111102、74LS04供电电压： 4.75V-5.25V输出高电平电流： -0.4mA输出低电平电流： 8mA74HC04是内含6组相同的反相器。即1A输入高电平，1Y输出低电平 六反相器3、74LS85A0A3字A输入端B0B3字B输入端AB AB 级联输入端AB AB 级联输入端 AB AB 级联输入端 FAB A等于B输出端F
11、AB A大于B输出端FAB A小于B输出端74LS85功能表4、74LS183引出端符号1A、1B、2A、2B运算数输入端1CIn 、2 CIn进位输入端1COn1、2COn1进位输出端1F、2F 和输出端功能表任意接通键盘按键的行、列，输出的ASCII码即为行列交点处字符的ASCII码。例如：行线接001，列线接000 ，未按shift输出为1000001B 即为A的ASCII码，如下图4。图4按住shift时输出为1100001B即为a的ASCII码，如下图5。图5行线接000，列线接100，未按ctrl时输出为0100000B即为的ASCII码，如下图6。图6按下ctrl时输出为0000000B即为NUL的ASCII码，如下图7。图7六、安装调试中的主要问题及解决方法：在本次实习中电路图前半部分挺容易想出来的，但在ASCII码修正时有前后四列之分很难解决。刚开始并没有想到用数值比较器只是用两根线来代表shift和ctrl，并以此来
