光电编码的识别和比较终期报告教程.doc

《数字逻辑电路分析与设计》课外设计制作 总期报告 题 目(C)： 光电编码的识别和比较 组 号： 项目小组- 任课教师： 组 长： % 签名 成 员： % 签名 成 员： % 签名 成 员： % 签名 成 员： % 签名 联系方式： 完成日期：2014 年 1月 2日 目录 实验方案 主要原件介绍 实验原理及原理图 实验完成过程 实验所用原件统计 团队分工合作情况 实验方案 1、实验主要材料 LED、光电管，基本门电路。 共阳极7段数码管，一个。 电阻，电容，导线等。 标准“洞洞板”，1个。 2. 实验设计要?? 1、参照早期的计算机输入的指令纸带的工作原理，设计一个9位宽的光电编码纸带。其中数码位7位，校验位1位，同步位1位。 2、编码可以是ASIIC、BCD、余三码等码制，当光电传感器输入了编码后，7段数码管（共阳极结构）上显示出相应的数字。 3、如果出现编码错误，有相应的指示。 4、对相邻输入的数码进行大于、小于、等于的比较，其结果利用单个LED表示。 5、电池供电。 二、设计思路 框架图如下图所示 信号输入 74LS86 进行奇偶校验 74LS85 数值大小比较 信号输入 74LS194 移位寄存器 74LS47 译码器 数字转换为数码管的显示数字 数码显示管 信号输入 三、原理及原理图 （一）光电传感器 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成，而我们小组设计的光电传感器是直接用九个光敏电阻读入的。 考虑到光敏电阻会由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使其阻值迅速下降，为防止其在阻值过小时被烧坏，因此电路设计最好能采取分压限流的方式，这种方式可保护光敏电阻，保证光敏电阻在比较高的光强下不损坏，本小组采用一个1.5kΩ电阻串联达到降压限流的目的。工作原理是利用电阻来限制最大工作电流，电阻器实际上起到一个限制电流和负载两端电压的作用。 根据这个特点，我们在设计电路时，将一个电阻与光敏电阻串联。实际操作后证明，通过电阻降压，光敏电阻能在较强的光强下不会被烧坏。 考虑到本次输入电压为DC5V，于是我们将光敏电阻和保护电阻两两串联后再并联。这种连接方式是考虑到光敏电阻低电平输出的独立性。 （二）译码器和数码管显示电路 译码是编码的逆过程，在编码时，每一种二进制 HYPERLINK /view/41.htm \t /view/_blank 代码，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的信号或者对象。把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码。 我们将9个光敏电阻中的7个分成两份，A~C对应8421码的“4”、“2”、“1”，而D~G分别对应8421码的“8”、“4”、“2”、“1”，然后与两个74LS47译码器分别直接相连，当A~G对应开关接地或者接高电平时，通过74LS47译码，在两个7段数码管（共阳极结构）上显示出相应的数字和状态，其可表示电路的译码状态。 最后我们连接LED灯X1表示奇偶校验，灯X2显示编码错误，即当编码错误时，灯X2会发亮。（电路用干电池供电，电路开关将用光电传感器进行控制）。 （三）比较器电路 对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 我们将9个光敏电阻中的7个分成两份，A~C对应8421码的“4”、“2”、“1”，而D~G分别对应8421码的“8”、“4”、“2”、“1”，然后与两个74LS194位移寄存器分别直接相连，从而保存用来比较的数据项，再输入到74LS85比较器上，同时