數(shù)字音量控制電路 [文檔在線提供].doc

河河南南城城建建學(xué)學(xué)院院數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告帶數(shù)字顯示的八檔音量控制器姓名：武勝敏學(xué)號(hào)：061408107專業(yè)班級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)0614081班指導(dǎo)老師：樊曉紅梁成武所在院系：計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系20010年9月2日成績(jī)?cè)u(píng)定一、指導(dǎo)教師評(píng)語（根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量、答辯情況及其平時(shí)表現(xiàn)綜合評(píng)定）。課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)等級(jí)：指導(dǎo)教師簽字：年月日摘要隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)深入到各個(gè)領(lǐng)域，電子電路的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析技術(shù)EDA已成為電子電路系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的有力工具，并發(fā)展成為電子學(xué)領(lǐng)域的重要分支。本設(shè)計(jì)是在前導(dǎo)驗(yàn)證性認(rèn)知實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行更高層次的命題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)帶有數(shù)字顯示的八檔音量控制器，在教師指導(dǎo)下獨(dú)立查閱資料、設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試特定功能的電子電路。以此培養(yǎng)利用模擬、數(shù)字電路知識(shí)，解決電子線路中常見實(shí)際問題的能力，積累實(shí)際電子制作經(jīng)驗(yàn)，目的在于鞏固基礎(chǔ)、注重設(shè)計(jì)、培養(yǎng)技能、追求創(chuàng)新、走向?qū)嵱谩?.設(shè)計(jì)要求：帶數(shù)字顯示的八檔音量控制器1)用兩個(gè)按鍵控制音量，一個(gè)用于增加音量，一個(gè)用于減小音量；2)音量控制分為8檔，每按鍵一下，增加或減小一檔；3)當(dāng)音量增加（減?。┑阶畲螅ㄗ钚。r(shí)，繼續(xù)按音量增減開關(guān)無效，即音量被保持，不在繼續(xù)增（減）；4)開機(jī)時(shí)自動(dòng)恢復(fù)音量到最小狀態(tài)；5)用數(shù)碼管顯示音量的大小值，并隨著音量的變化即時(shí)改變。2.設(shè)計(jì)方法：使用555定時(shí)器接成多諧振蕩器，它的輸出作為脈沖源，向兩個(gè)4位雙向通用移位寄存器74LS194芯片提供移位脈沖。通過觸摸控制電路來改變移位寄存器的左移和右移，移位寄存器左、右的移動(dòng)則控制發(fā)光二極管的亮度，光的亮度影響光敏電阻，最后達(dá)到控制音量大小的效果，音量的大小即檔數(shù)在通過編碼器由顯示譯碼器上顯示出來。3.取得成果：通過查閱資料、電路設(shè)計(jì)、軟件仿真，實(shí)現(xiàn)了帶數(shù)字顯示的八檔音量控制器的電路設(shè)計(jì)與測(cè)試，所設(shè)計(jì)的電路能夠滿足音量控制的基本要求，但是由于所學(xué)知識(shí)有限在部分地方與設(shè)計(jì)要求有一定出入，在仿真過程中有些功能不能實(shí)現(xiàn)。目錄一、概述.31.1設(shè)計(jì)目的.31.2設(shè)計(jì)要求.31.3設(shè)計(jì)方法.3二、系統(tǒng)總體方案.42.1設(shè)計(jì)思想.42.2、模塊介紹.4三、硬件設(shè)計(jì).53.1脈沖源電路圖.53.2雙向移位寄存電路.53.3編碼電路.63.4譯碼顯示電路.73.5音量控制電路.7四、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì).94.1設(shè)計(jì)中遇到的問題及解決方法.94.2心得體會(huì).9參考文獻(xiàn).10附系統(tǒng)原理圖.11一、概述1.1設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)是在前導(dǎo)驗(yàn)證性認(rèn)知實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行更高層次的命題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立查閱資料、設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試特定功能的電子電路。培養(yǎng)學(xué)生利用模擬、數(shù)字電路知識(shí)，解決電子線路中常見實(shí)際問題的能力，使學(xué)生積累實(shí)際電子制作經(jīng)驗(yàn)，目的在于鞏固基礎(chǔ)、注重設(shè)計(jì)、培養(yǎng)技能、追求創(chuàng)新、走向?qū)嵱谩?.2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)帶數(shù)字顯示的8檔音量控制器，要求實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)用兩個(gè)按鍵控制音量，一個(gè)用于增加音量，一個(gè)用于減小音量；(2)音量控制分為8檔，每按鍵一下，增加或減小一檔；(3)當(dāng)音量增加（減?。┑阶畲螅ㄗ钚。r(shí)，繼續(xù)按音量增減開關(guān)無效，即音量被保持，不在繼續(xù)增（減）；(4)開機(jī)時(shí)自動(dòng)恢復(fù)音量到最小狀態(tài)；(5)用數(shù)碼管顯示音量的大小值，并隨著音量的變化即時(shí)改變。1.3設(shè)計(jì)方法使用一個(gè)555定時(shí)器和幾個(gè)電阻、電容接成多諧振蕩器，以它輸出方波脈沖作為脈沖源，向兩個(gè)4位雙向通用移位寄存器74LS194芯片提供移位脈沖。觸摸控制電路通過控制S1和S0控制移位寄存器的左、右移輸入，而移位寄存器左、右的移動(dòng)則控制了電路中發(fā)光二極管的亮度，光的亮度影響到音控電路部分的光敏電阻的大小，最后達(dá)到控制音量大小的效果。兩個(gè)74LS194芯片的8個(gè)輸出端接一個(gè)8線-3線優(yōu)先編碼器74HC148芯片，74HC148芯片的輸出端分別接BCD碼七段譯碼驅(qū)動(dòng)器的輸入端，通過BCD碼顯示譯碼器顯示音量的大小檔位。二、系統(tǒng)總體方案2.1設(shè)計(jì)思想具有顯示控制的8檔音量控制器，設(shè)計(jì)要求的功能包括：開機(jī)顯示最低值，音量增加（減少）到最大值（最小值）時(shí)停止增（減），這主要通過移位寄存器實(shí)現(xiàn)。顯示音量的大小，需要編碼器和顯示器；控制音量的大小主要光的亮度影響到音控電路部分的光敏電阻的大小，最后達(dá)到控制音量大小的效果。查找74系列的各種芯片，找出適合芯片的邏輯功能和管腳排布，在紙上畫出電路草圖，逐個(gè)模塊進(jìn)行理論驗(yàn)證。2.2、模塊介紹電路共分五大模塊，每個(gè)模塊完成獨(dú)立的功能，總體功能框架如下圖（1）所示：圖（1）功能框架圖雙向移位寄存器使用了兩個(gè)74LS194。觸摸電路模塊主要使用了兩個(gè)2N5685和兩個(gè)2N1132三極管以及兩個(gè)10千歐的電阻和兩個(gè)電容。編碼電路用到74LS147優(yōu)先編碼器。阻抗變換電路用到了13個(gè)電阻、9個(gè)發(fā)光二極管、8個(gè)二極管、兩個(gè)電容、一個(gè)2N2219三極管。脈沖源阻抗變換電路編碼器雙向移位寄存器BCD-七段顯示器觸摸控制電路三、硬件設(shè)計(jì)3.1脈沖源電路圖555定時(shí)器與電阻、電容組成多諧振蕩器以產(chǎn)生矩形方波，向雙向移位寄存器提供脈沖。555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路圖如圖2示。圖2555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路圖3.2雙向移位寄存電路由兩片74LS194芯片串聯(lián)起來構(gòu)成，A、B兩個(gè)按鍵開關(guān)分別連接兩塊74LS194芯片的S1、S0端，通過雙向移位實(shí)現(xiàn)八檔控制。兩片74LS194芯片的八個(gè)輸出端接74HC148編碼器。電路圖如圖3示。圖3由兩片74LS194芯片串聯(lián)起來構(gòu)成的雙向移位寄存電路圖圖474LS194管腳圖3.3編碼電路兩片74LS194芯片的八個(gè)輸出端連接74HC147芯片的輸入端，74HC147芯片的輸入端有效信號(hào)為低電平，當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端無低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相對(duì)應(yīng)的輸入端的代碼。故輸入端16要與緊跟其后的編碼信號(hào)構(gòu)成與門。編碼電路如圖4示圖574HC148的管腳圖圖6編碼電路3.4譯碼顯示電路經(jīng)編碼產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)由BCD七段顯示譯碼器顯示輸出音量大小。譯碼顯示電路如圖5示.圖7譯碼顯示電路3.5音量控制電路音量控制電路由兩個(gè)74L