复印机逻辑电路控制设计

摘要

如今，随着科学技术的发展，在社会各个领域，复印机的使用越来越普遍，日趋成为人们日常生活必需品。对他的使用愈加熟练，而对复印机的深入了解却并不为多数人所知。其实，对于不同的复印机，原理都大致相同，作为大学生，我们对复印机接触更为频繁，更应对此有所了解。在此，我们导论常见复印机工作原及其一般步骤。

关键字:

键盘,寄存器,555定时器,十进制减法器,七段译码器

目录

摘要 (1)

1.课程设计内容分析 (5)

2．三大功能模块的设计 (6)

2.1键盘编码电路 (6)

2.2减法计数器控制电路 (7)

2.3.减法计数器控制电路 (10)

3．元件清单 (11)

4．总电路图设计 (12)

5.心得体会: (13)

参考文献 (14)

1.课程设计内容分析

复印机要实现数显逻辑控制功能，主要需要三大模块：输入功能模块、逻辑功能模块，数字显示模块。输入功能模块需要将键盘输入的信号进行处理，转换成电路中需要的信号；逻辑功能模块需要实现电路所需的各种逻辑功能，主要是减法功能。数字显示模块需要将用户输入的信息和电路工作中的信息及时准确地显示出来。大致可以分为三个电路：键盘编码电路、减法计数器控制电路和译码显示电路。复印机控制电路框图如下图所示：

图1-1

2．三大功能模块的设计

2.1键盘编码电路

对于键盘编码电路，要求能够将0---9这十个数字随机能够输入编码器中，本设计采用的是二——十进制编码器74LS147.其功能表如图2-1所示：

图2-1

由74LS174的功能表可以看出，当其接向下级电路时需要加反相器以保证逻辑功能的正确。

图2-2

由于74LS174只有九个输入端口，为了满足键盘编码的需要可以将其中的“0”按键悬空，如上图2-2中所示。

2.2减法计数器控制电路

由于要输入的数据即要复印的张数显示为三位，再输入复印的数字时应该有先后，所以需要用到普通寄存器和移位寄存器，本设计采用74LS75寄存器和74LS194移位寄存器。

1.寄存器74LS75的用法

图2-3

由电平触发的动作特点可知，在CLK 的高电平期间Q 端的状态跟随D 端状态而变，在CLK 变成低电平以后，Q 端将保持CLK 变为低电平时刻Ｄ端的状态。并且当E0/1和Ｅ2/3的非为高电平时寄存器可输入数据。将其接入电路的部分仿真如图2-4所示：

图2-4

2.移位寄存器

74LS194

图2-5

74LS194功能表

图2-6

在电路中的实验仿真图2-6如下：

图2-6

此外，由于手动输入存在问题，在设计中需要加入单稳态电路，每次输入数字后触发器工作，给移位寄存器可靠的脉冲使其输出三个顺序脉冲。连接单稳态电路用到555定时器。

图2-7

综合上述可以在七段译码器上得到任意百进制以内的数如图2-8所示

图2-8

2.3.减法计数器控制电路

若要实现复印机能自动递减，每复印一张，数字显示器上减少一个数字，直至零时，复印过程结束，需要减法计数器。本设计采用的减法计数器是74LS190

图2-9

图2-10

在减法计数器连接七段译码器是要求七段译码器在减为000时自动停止，以及各个位上自动跳变，其工作原理为：个位上循环减小是当百位和十位数字不全为零时，个位停止循环是当百位十位个位同时为零时；十位循环减小是当百位不为零以及个位为零时，十位停止循环是当百位十位个位同时为零时；百位循环减小是当十位个位同时为零时，百位停止循环是当百位十位个位同时为零时。通过与或非门等逻辑运算可以实现上述过程。

3．元件清单

1按键

2.二——十进制编码器74LS147

3.555定时器

4.移位寄存器74LS194

5.寄存器74LS75

6.减法计数器74LS190

7.七段译码器

8.脉冲发生器

9.单刀双掷开关

10.与门、或门、非门、或非门、异或门

11.电阻

12.电容

4．总电路图设计

图4-1 总设计图

5.心得体会:

经过这次课程设计培训，我由刚开始的茫然无知到渐渐地开始了解所做课程设计的内容，而且可以参考的东西不多，需要自己构思，自己提出解决的办法，我体会到当看到一个比较复杂的项目时一定要将它模块化处理，因为模块化设计思路清晰，能够各个击破，还有助于找出方案中存在的错误。同时因为复印机逻辑电路设计主要涉及数字电路，经过将近一周的练习，让我对数字电路有了一个更清晰的认识，对一些元器件的用法有了更加深入的了解，并且能够总结规律，找到各个元件的类似之处，为以后的学习打下坚实的基础。

注：本次课程设计所用的软件是protues

参考文献

［1］阎石，《数字电子技术基础》[第四版]，高等教育出版社，北京，1998

［2］朱清慧、张凤蕊、翟天嵩、王志奎，《Protues教程》，清华大学出版社出版社，北京，2000