多路可編程控制器設(shè)計與制作

1、多路可編程控制器設(shè)計與制作程控制器就具有這種功能。電路設(shè)計設(shè)計要求設(shè)計并制作出一種用于控制霓虹燈的控制器，它具有如下功能：可以控制每段霓虹燈的點(diǎn)亮或熄滅。(3)每間隔一段時間，霓虹燈的圖樣變化一次。(4)圖樣變化的間隔時間可以調(diào)節(jié)。霓虹燈受控顯示的基本原理我們以背景霓虹燈的一種顯示效果為例，介紹控制霓虹燈顯示的基本原理。設(shè)有一排n 段水平排列的霓虹燈，某種顯示方式為從左到右每間隔0.2s 段霓虹燈的控制”。隨后，控制器將一幀n n 段霓虹燈的控制端，其中，最左邊的1000000。當(dāng) n 個數(shù)據(jù)送完以()0.2s1 段霓虹燈被點(diǎn)亮，其余霓虹燈熄滅。隨后，控制器又在極短的時間內(nèi)將數(shù)據(jù)1100000

2、 送至霓虹燈的控制端，并定時0.2s，0.2s 2 0.2s 顯示一幀圖樣。如此下去，最后控制1111111 n n 段霓虹燈被全部點(diǎn)亮。只要改變送至每段霓虹燈的數(shù)據(jù)，即可改變霓虹燈的顯示方式，顯然，我們可以通過合理地組合數(shù)據(jù)(編程)來得到霓虹燈的不同顯示方式。系統(tǒng)框圖根據(jù)設(shè)計要求，確定如圖 1 所示系統(tǒng)框圖。框圖中，右邊的D 圖1系統(tǒng)方框圖為 n 個發(fā)光二極管，它們與 n 段霓虹燈相對應(yīng)，二極管亮，則0n霓虹燈亮。下面介紹框圖中各部分的功能與實(shí)現(xiàn)方法。移位寄存器移位寄存器用于寄存控制發(fā)光二極管亮、滅的數(shù)據(jù)，對應(yīng)n n 位輸出。移位寄存器的輸入信號取自存儲器輸出的8 位并行數(shù)據(jù)。為使電路簡單，

3、此移位寄存器可以采用 8 位并入并出的移位寄存器，也可以采用并入串出的移位寄存器。只讀存儲器只讀存儲器內(nèi)部通過編程已寫入控制霓虹燈顯示方式的數(shù)據(jù)，控制器每間隔一段時間（顯示定時）n 位數(shù)據(jù)送至移位寄存器，所送的數(shù)據(jù)內(nèi)容由存儲器的地址信號確定。存n 顯示方式(每種顯示方式包含 k 幀畫面)，要求存儲器的容量為：c=knm（bit）只讀存儲器可以采用常用的EPROM，如 2764、27128、27256、27512 等。地址計數(shù)器64Kb 容量的存儲器對應(yīng)的地 16 16 位計數(shù)器，其余可依此類推。地址計數(shù)器給出存儲器的全部地0000H開始計數(shù)。地址計數(shù)器可以采用一般的二進(jìn)制計數(shù)器，如74161、

4、74162 等?？刂崎T與定時器控制門用于控制計數(shù)脈沖是否到達(dá)地址計數(shù)器。控制門的控制信號來自定時器，定時器啟動時，控制門被關(guān)閉，地址計數(shù)器停止計數(shù)，寄存器的數(shù)據(jù)被鎖存。此段時間發(fā)光二極管發(fā)光。達(dá)到定時值時，定時器反相，計數(shù)器重新開始計數(shù)。控制門可以用一般的與門或或門來實(shí)現(xiàn)，定時器可以采用單穩(wěn)態(tài)電路來實(shí)現(xiàn)，也可以用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)。長度計數(shù)器長度計數(shù)器與地址計數(shù)器對應(yīng)同一個計數(shù)脈沖。長度計數(shù)器工作時，地址計數(shù)器也在工作。計數(shù)器工作期間，存儲器對應(yīng)地址的數(shù)據(jù)被逐級移位至對應(yīng)的寄存器。長度計數(shù)器的計數(shù)長度為 n/8，該長度恰好保證一幀圖樣(n 位)的數(shù)據(jù)從存儲器中讀出送寄存器鎖存。長度計數(shù)器達(dá)到長度值時自

5、動清零，同時啟動定時器工作。定時器啟動期間，長度計數(shù)器與地址計數(shù)器的計數(shù)脈沖均被封閉。長度計數(shù)器電路可視計數(shù)的具體長度來確定。當(dāng)計數(shù)長度較短時，可以采用移位寄存器來實(shí)現(xiàn)。實(shí)用電路根據(jù)上面的分析，設(shè)計出如圖 2 所示的實(shí)用電路。32 32 圖2霓虹燈顯示控制器電路圖電路中的移位寄存器采用 74LS374，當(dāng)與 74LS374 的 11 腳相連的移位脈沖產(chǎn)生上升沿 位數(shù)據(jù)從上至下從一個寄存器移位至另一個寄存器，構(gòu)成8 11 4 個。電路中的存儲器采用具有8K 地址的EPROM 27642764 11、12A 2764 2K 32 段霓虹1211、12A 6K 地址對應(yīng)的圖樣。12電路中的地址計數(shù)器

6、由 3 塊 74LS161 組成，它產(chǎn)生11 位地址數(shù)據(jù)，計數(shù)輸出直接與存儲器的地址線相連。P定時器采用 555 組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，改變可變電阻R 的數(shù)值，可以改變定時P器的定時時間，即每幀畫面顯示的時間。顯示時間一般定在0.11s 之間。555 lkHzlMHz 之間取值。電路制作與測試所需儀器設(shè)備與器件EPROM 擦除器等。參考步驟器件檢測的各種麻煩。電路安裝在萬能板上安裝并焊接好全部器件。由于電路連線較多，不宜在面包板上安裝。檢測電路檢測由 組成的時鐘振蕩器的輸出波形，正常情況應(yīng)能在它的第3 頻率為幾千赫茲的矩形波。如不能觀測到輸出波形，則應(yīng)檢測555（1）的工作狀態(tài)，找到 故障

7、所在。將電位器RP3 所示的波形。如沒有波形或波形為連續(xù)矩形波，則檢測定時器555（2）3 腳的電平。正常時可以觀測到輸出電平以短于1s 的時間周期跳變。如果不出現(xiàn)跳變，則定時電路的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析，排除故障。圖3計數(shù)脈沖的波形檢測存儲器各地址線的電平，在低地址端應(yīng)能觀測到電平的跳變。如地址線電平不發(fā)生變化，則應(yīng)檢測由4 74LS161 構(gòu)成的地址計數(shù)器工作是否正常，通過檢測各IC 腳或波形，排除故障。檢測寄存器 74LS374 找出故障所在，予以排除。排列發(fā)光二極管將 32 個發(fā)光二極管按你喜歡的方式排列成一定的圖形或字符。確定顯示方式根據(jù)排列的圖形，確定發(fā)光二極管的顯示方式。（ 6）確定存儲器各地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)所示。表中，每行第一個十六進(jìn)制數(shù)為存儲器的一個起始地址，其余16 個數(shù)為該地址及與15 個地址的數(shù)據(jù)，也用十六進(jìn)制數(shù)表示。表 1 某種顯示方式下各地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀者讀懂表 1 的內(nèi)容以后，就可以自己編輯顯示方式了。輸入數(shù)據(jù)讀者可以利用任何讀寫