數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)電路板的設(shè)計(jì)和制作

石育玲 劉會(huì)龍 馬潔 穆玉珠

摘 要 實(shí)驗(yàn)電路板系統(tǒng)設(shè)計(jì)—按鍵顯示模塊中有涉及編碼器、譯碼器、比較器、數(shù)碼管等相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用。它們是數(shù)字電路技術(shù)的基本元器件，為了促進(jìn)相關(guān)知識(shí)更好的理解并運(yùn)用于課堂實(shí)踐中去，設(shè)計(jì)了數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)電路板的按鍵顯示模塊。它幫助老師更好的講解和展示編碼器、譯碼器和比較器的使用原理和意義；同時(shí)，也促進(jìn)同學(xué)們高效的吸取知識(shí)。

【關(guān)鍵詞】編碼器 譯碼器 比較器 數(shù)碼管顯示

隨著國(guó)家的進(jìn)步現(xiàn)代技術(shù)的提高，我們也開始重視數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)器件的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐，《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》中有涉及編碼器、譯碼器、比較器、數(shù)碼管等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，為以后的深度研究和相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)介紹基于數(shù)電課本相關(guān)知識(shí)合理運(yùn)用于實(shí)踐學(xué)習(xí)中，方便老師把課本知識(shí)具體化，同學(xué)把相關(guān)知識(shí)實(shí)踐化。

1 按鍵顯示綜合實(shí)驗(yàn)原理圖設(shè)計(jì)

如圖1所示。

第一部分：主要是由10個(gè)6腳開關(guān)、1片74LS147、1片74LS00、 1片74LS85、3個(gè)10歐姆的電阻、3個(gè)LED等構(gòu)成。這里隨意按動(dòng)一個(gè)按鍵（按鍵平時(shí)不按是輸出為1，按下輸出0），通過10線—4線編碼器74LS147進(jìn)行編碼，送至74LS00取反，求反的結(jié)果送到74LS85的4個(gè)輸入端“ABCD”—可進(jìn)行二進(jìn)制碼和BCD碼的比較。并對(duì)兩個(gè)4位字的比較結(jié)果由三個(gè)輸出端（Fa>Fb，F(xiàn)a=Fb，F(xiàn)a

第二部分：主要是由10個(gè)6腳按鍵開關(guān)、1片74LS147、1片74LS00、1片74LS48、7個(gè)的限流電阻（100歐姆～200歐姆）、1個(gè)共陰極數(shù)碼管組成。開關(guān)對(duì)應(yīng)0～9號(hào)，當(dāng)按下其中任意一個(gè)開關(guān)，此時(shí)輸出由“1”變?yōu)椤?”，通過10線—4線編碼器74LS147進(jìn)行編碼，送至74LS00取反，求反的結(jié)果送4線—7線譯碼器74LS48進(jìn)行譯碼，最后通過數(shù)碼管顯示相應(yīng)按鍵按下的數(shù)字。

2 數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)電路板的PCB設(shè)計(jì)

如圖4所示。

系統(tǒng)板PCB是通過Altium Designer軟件繪制而成，它包含第一部分的“比較亮燈顯示”模塊和第二部分的“數(shù)碼字符顯示”模塊。其中，PCB板相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：線寬35mil、焊盤內(nèi)徑40mil 外徑X—70mil Y—100mil、排針PIN HEADER、開關(guān)—不鎖六角開關(guān)、電阻—100歐姆。

3 數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)電路板的按鍵顯示實(shí)物

如圖5所示。

4 結(jié)論與展望

通過《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教程》相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，把書本知識(shí)具體化。通過常見的編碼器芯片和譯碼器器件及其數(shù)值比較器和共陰極的7段顯示數(shù)碼管組成我們按鍵顯示的核心部分。增強(qiáng)了我們動(dòng)手實(shí)踐能力也提高了我們對(duì)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知和熟悉度；另一方面方便老師課堂事物進(jìn)行演示教學(xué)，提高了教學(xué)質(zhì)量和同學(xué)的興趣度。當(dāng)然，按鍵顯示模塊還可以拓展到很多地方，比如：可以增強(qiáng)D觸發(fā)器74LS74芯片構(gòu)成搶答器模塊，總開關(guān)可以由支持人控制，當(dāng)開關(guān)被按下輸出低電平；選手微動(dòng)開關(guān)平時(shí)為0，按下為1，提高一個(gè)CP上升沿，相應(yīng)觸發(fā)器輸出Q=1，同時(shí)其他觸發(fā)器的D=0，故其他選手的動(dòng)作不起作用。

（通訊作者：穆玉珠）

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作者單位

西南民族大學(xué) 四川省成都市 610041