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(duì)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(duì)應(yīng)輸入,C組對(duì)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(duì)應(yīng)輸入R為高,其余R為低,對(duì)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(duì)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。
3. 總體方案:3. 方案原理使用3-8譯碼器和相應(yīng)的與或非門對(duì)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(hào)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(hào)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)
表決邏輯電路根據(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
5. 譯碼電路譯碼電路如圖所示,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(hào)。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。
6. 列選線產(chǎn)生電路本實(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
7. 點(diǎn)陣顯示電路圖 4:點(diǎn)陣顯示電路仿真圖
5. 總電路圖 5:總電路仿真圖
6. 各部分定性說明以及定量計(jì)算: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
7. 在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及排除措施:(1)短路檢測(cè):在完成電路的焊接后,首先使用萬用表對(duì)各相鄰焊點(diǎn)進(jìn)行短路檢測(cè),檢測(cè)到有不該短路的焊點(diǎn)發(fā)生短路,將其重焊。
(2)斷路檢測(cè):使用萬用表對(duì)各導(dǎo)線連接的焊點(diǎn)進(jìn)行通斷檢測(cè),對(duì)出現(xiàn)問題的焊點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)錫或重焊。
(3)通電檢測(cè):無短路發(fā)熱現(xiàn)象
(4)功能檢測(cè):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(cè),使能端連接及通電時(shí)電平無誤后,檢測(cè)其輸入,輸入端與90的連接無問題,對(duì)90的輸出電平進(jìn)行檢測(cè),測(cè)得其電平電壓2.3V,此為不正常電平電壓,對(duì)其供電接地進(jìn)行檢測(cè),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(duì)未顯示的×部分電路反向檢測(cè),其到138之間的邏輯電路無問題,檢測(cè)138選擇,138的選擇通過非門實(shí)現(xiàn),檢測(cè)非門電平,發(fā)現(xiàn)控制電路對(duì)非門電平切換無影響,檢測(cè)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。
8. 設(shè)計(jì)心得體會(huì):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?gòu)澛罚铋_始以為點(diǎn)陣是可同時(shí)點(diǎn)亮,則可以通過對(duì)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。
附錄:
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