純數(shù)字電路4人投票系統(tǒng)設(shè)計(jì) 附Proteus仿真電路圖

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2019-12-28 23:45 上傳

根據(jù)真值表可以得到如下邏輯表達(dá)式。

點(diǎn)陣的顯示有兩種，最終結(jié)果為通過則顯示√，不通過則顯示×。8*8點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)如圖：

可以看到，其有16個(gè)引腳，16個(gè)引腳分為兩組，分別對應(yīng)點(diǎn)陣中二極管的輸入和輸出，從圖中可以看到，R組對應(yīng)輸入，C組對應(yīng)輸出。當(dāng)點(diǎn)陣中二極管滿足輸入為高電平輸出為低電平時(shí)，即可點(diǎn)亮，但由于同一行的二極管輸入并聯(lián)，同一列的二極管輸出并聯(lián)，故若只點(diǎn)亮一個(gè)點(diǎn)，需保證其對應(yīng)輸入R為高，其余R為低，對應(yīng)輸出C為低，其余C為高。通過快速點(diǎn)亮不同二極管，由于人眼的感應(yīng)延遲，形成圖形效果。

故勾叉的顯示，可以通過快速依次點(diǎn)亮圖形對應(yīng)二極管實(shí)現(xiàn)。

如圖可以確定×的點(diǎn)亮引腳組合：

（R1,C1）、（R1,C8）、（R2,C2）、（R2,C7）、（R3,C3）、（R3,C6）、（R4,C4）、（R4,C5）、（R5,C5）、（R5,C4）、（R6,C6）、（R6,C3）、（R7,C7）、（R7,C2）、（R8,C8）、（R8,C1）

如圖勾的顯示

√的點(diǎn)亮引腳組合：（R5,C1）、（R6，C2）、（R7，C3）、（R6，C4）、（R5，C5）、（R4，C6）、（R3，C7）、（R2，C8）

當(dāng)引腳組合的點(diǎn)亮條件（R為正,C為負(fù)）依次滿足即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣點(diǎn)的依次點(diǎn)亮。

使用3-8譯碼器和相應(yīng)的與或非門對漢字進(jìn)行編碼，行選線和列選線產(chǎn)生電路分別為顯示屏的行與列提供選通線，通過高位的控制信號實(shí)現(xiàn)勾或叉的顯示，計(jì)數(shù)器為譯碼器提供地址輸入，計(jì)數(shù)脈沖由信號發(fā)生器提供輸入。

電路的工作原理是：時(shí)鐘脈沖輸入時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，由表決邏輯電路作3-8譯碼器的選通，計(jì)數(shù)器的輸出低三位做地址輸入的3-8譯碼器輸出以驅(qū)動(dòng)列選線產(chǎn)生電流，計(jì)數(shù)器同時(shí)為行選線提供地址線，隨著計(jì)數(shù)器的變化，點(diǎn)陣逐行掃描，顯示屏上顯示出圖形。

總體框圖如下：

3 線8 線譯碼器：74LS138

計(jì)數(shù)器：74LS90

點(diǎn)陣：ULM-1088BS

三輸入與門：CD7013

三輸入或門：CD7015

兩輸入與門：74LS08

非門：74LS04

單刀雙擲開關(guān)

根據(jù)組合邏輯，表決邏輯電路如下

圖 1：表決邏輯電路圖

使用單刀雙擲開關(guān)代表四人投票選擇，當(dāng)開關(guān)撥向上，輸入高電平，代表支持。當(dāng)開關(guān)撥向下，輸入低電平代表不支持。

圖 2：分頻電路仿真圖

分頻電路如圖所示，左邊為地址計(jì)數(shù)器，右邊的Q3為輸出

譯碼電路如圖所示，由三片74ls138構(gòu)成，左ABC為地址輸入端，三片輸入端均并聯(lián)至計(jì)數(shù)器輸出端Q0Q1Q2，右邊輸出分別通過門電路作行選通或列選通的控制信號。在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)控制下，實(shí)現(xiàn)行和列的循環(huán)掃描。

本實(shí)驗(yàn)需產(chǎn)生兩種圖形，‘√’，‘×’，將其在點(diǎn)陣中的數(shù)字表示如下

圖 3：列選線仿真電路圖

圖 4：點(diǎn)陣顯示電路仿真圖

圖 5：總電路仿真圖

圖 6：74ls90功能表

圖 7：74ls90引腳圖

圖 8：74ls138功能表

圖 9：74ls90引腳圖

圖 10：CD4075引腳圖

圖 11：CD407引腳圖

圖 12：74ls04引腳圖

（1）短路檢測：在完成電路的焊接后，首先使用萬用表對各相鄰焊點(diǎn)進(jìn)行短路檢測，檢測到有不該短路的焊點(diǎn)發(fā)生短路，將其重焊。

（2）斷路檢測：使用萬用表對各導(dǎo)線連接的焊點(diǎn)進(jìn)行通斷檢測，對出現(xiàn)問題的焊點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)錫或重焊。

（3）通電檢測：無短路發(fā)熱現(xiàn)象

（4）功能檢測：第一次調(diào)試點(diǎn)陣無法點(diǎn)亮，由于各連線和焊點(diǎn)無短路斷路現(xiàn)象，推斷是電路連接錯(cuò)誤，無點(diǎn)陣點(diǎn)點(diǎn)亮，從點(diǎn)陣反推，檢查138輸出到點(diǎn)陣輸入連接無錯(cuò)誤，然后是138譯碼電路使能，138譯碼電路在未使能情況電平全為高，兩種情況會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)此情況，一種是輸入無效，一種是使能端錯(cuò)接，首先檢測，使能端連接及通電時(shí)電平無誤后，檢測其輸入，輸入端與90的連接無問題，對90的輸出電平進(jìn)行檢測，測得其電平電壓2.3V，此為不正常電平電壓，對其供電接地進(jìn)行檢測，查詢引腳，發(fā)現(xiàn)是引腳接錯(cuò)。

修正后將開關(guān)撥至通過狀態(tài)組合，√圖形成功顯示。撥至不通過狀態(tài)，不能正常顯示‘×’狀態(tài)。只能顯示半×，對未顯示的×部分電路反向檢測，其到138之間的邏輯電路無問題，檢測138選擇，138的選擇通過非門實(shí)現(xiàn)，檢測非門電平，發(fā)現(xiàn)控制電路對非門電平切換無影響，檢測其連線，未接，修復(fù)后功能正常實(shí)現(xiàn)。在后面依然出現(xiàn)一些不穩(wěn)定的問題，這在芯片與底座連接和焊接之間有一定關(guān)系。

本設(shè)計(jì)在最開始設(shè)計(jì)時(shí)并未想到使用組合邏輯，完全通過在proteus上通過仿真拼湊功能，是第一次使用點(diǎn)陣，并未想到可以將其引腳狀態(tài)作為輸出，而把3-線8線譯碼器的輸出作為輸入，來設(shè)計(jì)其中間的邏輯電路，第一次使用點(diǎn)陣，也走了不少彎路，最開始以為點(diǎn)陣是可同時(shí)點(diǎn)亮，則可以通過對多位引腳直接同時(shí)置位輸出圖形，并未想到會(huì)用時(shí)序，在幾次proteus試驗(yàn)和查閱資料后才基本了解其點(diǎn)亮模式，整個(gè)電路的設(shè)計(jì)也是從點(diǎn)陣開始，以行掃為中心，列掃編碼圖形，再反推選用138譯碼芯片，利用138從1到8順序選擇的特性，而138譯碼器的驅(qū)動(dòng)，需用計(jì)數(shù)進(jìn)位芯片，故選用了90，這樣步步推進(jìn)才達(dá)到整個(gè)電路的完成，但這樣并未結(jié)束，在后期小組又發(fā)現(xiàn)可以從138到點(diǎn)陣輸入輸出入手，推導(dǎo)邏輯電路，但由于時(shí)間，并未完全理清，但至少知道能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。本次設(shè)計(jì)遇到許多困難，無論設(shè)計(jì)與焊接，但通過為條件與功能的思考，從邏輯上分析可能出現(xiàn)的問題，有條而不紊，最終也功能完整的實(shí)現(xiàn)了功能，在設(shè)計(jì)與焊接，調(diào)試，每一步都需有耐心，不能用抱怨封死思路，這也是本次的一些感受。

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2019-12-28 16:23 上傳

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