数字音量控制电路 [文档在线提供].doc

河河南南城城建建学学院院数字逻辑电路课程设计报告带数字显示的八档音量控制器姓名：武胜敏学号：061408107专业班级：计算机科学与技术0614081班指导老师：樊晓红梁成武所在院系：计算机科学与工程系20010年9月2日成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。课程设计成绩评定成绩等级：指导教师签字：年月日摘要随着集成电路技术的迅速发展和计算机深入到各个领域，电子电路的计算机辅助设计与分析技术EDA已成为电子电路系统分析和设计的有力工具，并发展成为电子学领域的重要分支。本设计是在前导验证性认知实验的基础上，进行更高层次的命题设计实验带有数字显示的八档音量控制器，在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。以此培养利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。1.设计要求：带数字显示的八档音量控制器1)用两个按键控制音量，一个用于增加音量，一个用于减小音量；2)音量控制分为8档，每按键一下，增加或减小一档；3)当音量增加（减小）到最大（最小）时，继续按音量增减开关无效，即音量被保持，不在继续增（减）；4)开机时自动恢复音量到最小状态；5)用数码管显示音量的大小值，并随着音量的变化即时改变。2.设计方法：使用555定时器接成多谐振荡器，它的输出作为脉冲源，向两个4位双向通用移位寄存器74LS194芯片提供移位脉冲。通过触摸控制电路来改变移位寄存器的左移和右移，移位寄存器左、右的移动则控制发光二极管的亮度，光的亮度影响光敏电阻，最后达到控制音量大小的效果，音量的大小即档数在通过编码器由显示译码器上显示出来。3.取得成果：通过查阅资料、电路设计、软件仿真，实现了带数字显示的八档音量控制器的电路设计与测试，所设计的电路能够满足音量控制的基本要求，但是由于所学知识有限在部分地方与设计要求有一定出入，在仿真过程中有些功能不能实现。目录一、概述.31.1设计目的.31.2设计要求.31.3设计方法.3二、系统总体方案.42.1设计思想.42.2、模块介绍.4三、硬件设计.53.1脉冲源电路图.53.2双向移位寄存电路.53.3编码电路.63.4译码显示电路.73.5音量控制电路.7四、课程设计心得体会.94.1设计中遇到的问题及解决方法.94.2心得体会.9参考文献.10附系统原理图.11一、概述1.1设计目的本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。1.2设计要求设计一个带数字显示的8档音量控制器，要求实现以下功能：(1)用两个按键控制音量，一个用于增加音量，一个用于减小音量；(2)音量控制分为8档，每按键一下，增加或减小一档；(3)当音量增加（减小）到最大（最小）时，继续按音量增减开关无效，即音量被保持，不在继续增（减）；(4)开机时自动恢复音量到最小状态；(5)用数码管显示音量的大小值，并随着音量的变化即时改变。1.3设计方法使用一个555定时器和几个电阻、电容接成多谐振荡器，以它输出方波脉冲作为脉冲源，向两个4位双向通用移位寄存器74LS194芯片提供移位脉冲。触摸控制电路通过控制S1和S0控制移位寄存器的左、右移输入，而移位寄存器左、右的移动则控制了电路中发光二极管的亮度，光的亮度影响到音控电路部分的光敏电阻的大小，最后达到控制音量大小的效果。两个74LS194芯片的8个输出端接一个8线-3线优先编码器74HC148芯片，74HC148芯片的输出端分别接BCD码七段译码驱动器的输入端，通过BCD码显示译码器显示音量的大小档位。二、系统总体方案2.1设计思想具有显示控制的8档音量控制器，设计要求的功能包括：开机显示最低值，音量增加（减少）到最大值（最小值）时停止增（减），这主要通过移位寄存器实现。显示音量的大小，需要编码器和显示器；控制音量的大小主要光的亮度影响到音控电路部分的光敏电阻的大小，最后达到控制音量大小的效果。查找74系列的各种芯片，找出适合芯片的逻辑功能和管脚排布，在纸上画出电路草图，逐个模块进行理论验证。2.2、模块介绍电路共分五大模块，每个模块完成独立的功能，总体功能框架如下图（1）所示：图（1）功能框架图双向移位寄存器使用了两个74LS194。触摸电路模块主要使用了两个2N5685和两个2N1132三极管以及两个10千欧的电阻和两个电容。编码电路用到74LS147优先编码器。阻抗变换电路用到了13个电阻、9个发光二极管、8个二极管、两个电容、一个2N2219三极管。脉冲源阻抗变换电路编码器双向移位寄存器BCD-七段显示器触摸控制电路三、硬件设计3.1脉冲源电路图555定时器与电阻、电容组成多谐振荡器以产生矩形方波，向双向移位寄存器提供脉冲。555定时器构成的多谐振荡器电路图如图2示。图2555定时器构成的多谐振荡器电路图3.2双向移位寄存电路由两片74LS194芯片串联起来构成，A、B两个按键开关分别连接两块74LS194芯片的S1、S0端，通过双向移位实现八档控制。两片74LS194芯片的八个输出端接74HC148编码器。电路图如图3示。图3由两片74LS194芯片串联起来构成的双向移位寄存电路图图474LS194管脚图3.3编码电路两片74LS194芯片的八个输出端连接74HC147芯片的输入端，74HC147芯片的输入端有效信号为低电平，当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出相对应的输入端的代码。故输入端16要与紧跟其后的编码信号构成与门。编码电路如图4示图574HC148的管脚图图6编码电路3.4译码显示电路经编码产生的二进制数由BCD七段显示译码器显示输出音量大小。译码显示电路如图5示.图7译码显示电路3.5音量控制电路音量控制电路由两个74L