專利名稱：可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息領(lǐng)域，涉及一種通道選擇控制的專用集成電路。
背景技術(shù)：
目前通道選擇控制的方法有采用機(jī)械互鎖琴4建開(kāi)關(guān)，單片機(jī)組成的電 路，通用數(shù)學(xué)電路組成的電路等幾種，它們都不同程度地存在不足。琴鍵 開(kāi)關(guān)存在操作噪聲大，且有機(jī)械磨損，使用壽命短，又不能擴(kuò)展等缺點(diǎn)。
單片機(jī)組成的通道選擇控制電路通過(guò)執(zhí)行程序掃描鍵盤(pán)，并在相應(yīng)的I/O
口輸出控制信號(hào)，它制造成本高，又有抗干擾能力較差的不足，它能選擇
控制的通道數(shù)雖然可以擴(kuò)展，但受I/O 口線數(shù)量的限制，不能任意擴(kuò)展，
且擴(kuò)展時(shí)必須修改硬件和軟件，方法繁瑣。由通用數(shù)字電路組成的通道選 擇控制電路，目前較先進(jìn)的技術(shù)是中國(guó)發(fā)明專利"可任意擴(kuò)展的多路選擇
控制電路"(專利號(hào)98123261.2 )，和實(shí)用新型專利"新型信號(hào)通道選擇 控制電路"(專利號(hào)03259742.8 )，它們突破選擇控制通道數(shù)擴(kuò)展的難題， 實(shí)現(xiàn)了可以無(wú)限制地任意擴(kuò)展，但它們由多片通用數(shù)字電路組成，使用的 元器件較多，因此體積較大，穩(wěn)定性和可靠性還有待改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種外圍元件少、體積小、工作穩(wěn)定可靠、 抗干擾能力強(qiáng)的可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集 成電路，包括輸入模塊、時(shí)鐘模塊及其外圍元件、消抖模塊、復(fù)位模塊、
三態(tài)門(mén)模塊、鎖存輸出模塊和至少一個(gè)通道選擇按鈕；上述輸入模塊的各 輸入端與上述鎖存輸出^t塊的各輸入端分別對(duì)應(yīng)連接在一起作為通道選擇 控制專用集成電路的輸入引腳，上述各通道選擇按鈕分別跨接于電源正端 與輸入模塊的各輸入端之間，且上述輸入模塊的各輸入端分別通過(guò)下拉電 阻接地，上述輸入模塊的輸出端分別連接于上述時(shí)鐘模塊的輸入端和上述 消抖模塊的使能端，上述時(shí)鐘模塊的輸出端分別連接上述消抖模塊的時(shí)鐘 端和上述復(fù)位模塊的時(shí)鐘端，上述復(fù)位模塊的輸出端連接至上述鎖存輸出 模塊的復(fù)位端，上述消抖模塊的輸出端連接至上述三態(tài)門(mén)模塊的輸入端， 上述鎖存輸出模塊的輸出端作為通道選擇控制專用集成電路的輸出引腳，
上述三態(tài)門(mén)模塊的輸出端和上述鎖存輸出模塊的CLK端連接在一起作為通
道選擇控制專用集成電路的擴(kuò)展引腳。
上述通道選擇按鈕有8個(gè)，分別對(duì)應(yīng)連接于上述輸入^^莫塊的8個(gè)輸入端。
復(fù)數(shù)個(gè)上述可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路的擴(kuò)展引腳相連接。
采用上述方案后，本實(shí)用新型在可編程邏輯器件上設(shè)計(jì)多種功能模塊， 這些功能模塊組成可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路。這種專用集 成電路的個(gè)數(shù)可以任意增加，只要將它們的擴(kuò)展引腳相連接，就可以使能 選擇控制的通道數(shù)任意擴(kuò)展，方法簡(jiǎn)便，而且具有外圍元件少、體積小、 工作穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的電^各原理圖。
圖2為本實(shí)用新型多個(gè)專用集成電路擴(kuò)展連接的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路，如圖l所示，
包括輸入模塊G1、時(shí)鐘模塊G2、消抖模塊G3、復(fù)位模塊G4、三態(tài)門(mén)模塊 G6、鎖存輸出模塊G5和8個(gè)通道選擇按鈕K1-K8。輸入模塊Gl有8個(gè)輸入 端D1-D8,輸入端D1-D8與通道選擇按鈕Kl-K8的一端分別——對(duì)應(yīng)連接并 分別通過(guò)下拉電阻1U-R8與地相連接，輸入端Dl-D8還與鎖存輸出模塊G5 的8個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)連接作為通道選擇控制專用集成電路的輸入引腳，通道 選擇按鈕Kl-K8的另一端連接到電源正端VCC。鎖存輸出模塊G5的8個(gè)輸 出端Ql-Q8作為通道選擇控制專用集成電路的輸出引腳，它們分別與鎖存 輸出模塊G5的8個(gè)輸入端相對(duì)應(yīng)。輸入模塊Gl的輸出端分別連接于時(shí)鐘 模塊G2的輸入端和消抖模塊G3的使能端EN,時(shí)鐘模塊G2的輸出端分別連 接消抖模塊G3的時(shí)鐘端CLK和復(fù)位模塊G4的時(shí)鐘端CLK，時(shí)鐘模塊G2有 3個(gè)引腳，分別連接電阻RIO, R11和電容C,這些阻容元件決定電路工作 的時(shí)鐘頻率，復(fù)位模塊G4的輸出端連接至鎖存輸出模塊G5的復(fù)位端，消 抖模塊G3的輸出端連接至三態(tài)門(mén)模塊G6的輸入端，三態(tài)門(mén)模塊G6的輸出 端和鎖存輸出模塊G5的時(shí)鐘端CLK連接在一起作為通道選擇控制專用集成 電路的擴(kuò)展引腳，用于擴(kuò)展時(shí)連接其它的通道選擇控制專用集成電路。 單片通道選擇控制專用集成電路的工作原理
電路上電時(shí)，時(shí)鐘模塊G2及復(fù)位模塊G4工作，復(fù)位模塊G4先輸出一 個(gè)寬度較窄的低電平，對(duì)鎖存輸出模塊G5復(fù)位，使輸出端Q1-Q8均為低電 平。復(fù)位之后，復(fù)位模塊G4輸出變?yōu)楦唠娖?，使鎖存輸出模塊G5進(jìn)入正 常工作狀態(tài)。由于輸入模塊G1的8個(gè)輸入端Dl-D8分別連接下拉電阻R1-R8 到地，所以，沒(méi)有通道選擇按鈕被按下時(shí)，輸入端D1-D8為低電平。當(dāng)按 下任一通道選擇按鈕(K1-K8中的一個(gè))時(shí)，與之連接的輸入端(D1-D8中 的一個(gè))為高電平，輸入模塊G1輸出高電平，消抖模塊G3的EN端獲得高
電平開(kāi)始工作，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延遲，消抖模塊G3的輸出端變?yōu)楦唠娖剑?它使三態(tài)門(mén)模塊G6輸出端由高阻態(tài)變?yōu)楦唠娖?，鎖存輸出才莫塊G5的CLK 端獲得脈沖上升沿，它將8個(gè)輸入端Dl-D8的電平分別鎖存到8個(gè)輸出端 Q1-Q8,其中與按下通道選擇按鈕相對(duì)應(yīng)的輸出端為高電平，其余輸出端為 低電平，高電平用于選通一個(gè)通道。按下的通道選擇按鈕松開(kāi)，與之連接 的輸入端變?yōu)榈碗娖剑@時(shí)8個(gè)輸入端D1-D8均為低電平，輸入模塊G1輸 出變?yōu)榈碗娖剑赌KG3的EN端低電平，其輸出端也變?yōu)榈碗娖?，?而使三態(tài)門(mén)模塊G6的輸出端由高電平變?yōu)楦咦钁B(tài)，由于該端接有下拉電阻 R9,所以，這時(shí)三態(tài)門(mén)模塊G6的輸出端是低電平。
當(dāng)進(jìn)行通道選擇而按下其它的通道選擇按鈕時(shí)，通道選擇控制專用集 成電路同樣把各輸入端Dl-D8的電平鎖存到輸出端Ql-Q8。由于先前按下的 通道選擇按鈕已松開(kāi)，與之連接的輸入端已是低電平，而與剛按下通道選 擇按鈕連接的輸入端為高電平，所以經(jīng)過(guò)鎖存，先前高電平的那個(gè)輸出端 變?yōu)榈碗娖?，而與剛按下通道選擇按鈕對(duì)應(yīng)的輸出端變?yōu)楦唠娖?，切斷?前選通的通道，而接通與剛按下通道選擇按鈕相對(duì)應(yīng)的通道。
擴(kuò)展原理
當(dāng)通道數(shù)超過(guò)8個(gè)，電路必須進(jìn)行擴(kuò)展，其方法是增加通道選擇控制專 用集成電路，如圖2所示，只要將各通道選擇控制專用集成電路的擴(kuò)展端 連接在一起，便成為一個(gè)更多通道的通道選擇控制電路，每增加一片通道 選擇控制專用集成電路，可以擴(kuò)展8個(gè)通道。電路上電時(shí)，各通道選擇控 制專用集成電路中的鎖存輸出模塊G5均復(fù)位，所有的輸出端Q1-Q8均為低 電平。當(dāng)按下某一通道選擇按鈕(其中一片專用集成電路的K1-K8中的一 個(gè))時(shí)，由上述單片通道選擇控制專用集成電路工作原理可知，與之相對(duì) 應(yīng)的輸出端(Ql-Q8中的一個(gè))變?yōu)楦唠娖健．?dāng)進(jìn)行通道選擇而按下其它通 道選擇按鈕(可以是上述專用集成電路的Kl-K8中的另一個(gè)，也可以是其
它專用集成電路的Kl-K8中的一個(gè))時(shí)，該通道選擇按鈕所在通道選擇控 制專用集成電路中的三態(tài)門(mén)模塊G6輸出端由高阻態(tài)變?yōu)楦唠娖?，即通道選 擇控制專用集成電路的擴(kuò)展引腳輸出高電平，它使所有通道選擇控制專用 集成電路中的鎖存輸出模塊G5的CLK端均獲得脈沖上升沿，每一片專用集 成電路的輸入端Dl-D8的電平均被鎖存到相應(yīng)的輸出端Q1-Q8,先前高電平 的輸出端變?yōu)榈碗娖?，而與剛按下通道選擇按4丑對(duì)應(yīng)的輸出端則由低電平 變?yōu)楦唠娖剑瑢?shí)現(xiàn)選通通道的轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型的可任意擴(kuò)展通道選擇控制專用集成電路，使用可編程 邏輯器件MAX7000S系列的EPM7064SLC44-10芯片,在QUARTUSII6. 0軟件 平臺(tái)上進(jìn)行各功能模塊設(shè)計(jì)。各模塊的設(shè)計(jì)如下 (l)輸入模塊Gl:
該模塊調(diào)用Quartus6. 0軟件里的0R8模塊，當(dāng)輸入端只要有一端為高 電平時(shí)，輸出就為高電平。否則輸出為低電平。 (2 )時(shí)鐘模塊G2:
該模塊通過(guò)外接兩個(gè)電阻RIO、 Rll, —個(gè)電容C以及EPM7064SLC44-10 內(nèi)部的兩個(gè)非門(mén)構(gòu)成多諧振蕩器，輸出方波時(shí)鐘信號(hào)，由RIO, R11及C決 定時(shí)鐘頻率。
(3)消抖模塊G3
該模塊由VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)而成，它有兩個(gè)輸入端EN， CLK和一個(gè)輸出端。 CLK端連接時(shí)鐘模塊G2的輸出端。當(dāng)使能端EN為低電平時(shí)，輸出為低電平。 當(dāng)使能端EN為高電平時(shí)，消抖模塊內(nèi)部計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，當(dāng)計(jì)數(shù)到一定數(shù) 值后，即適當(dāng)延時(shí)后輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖健?br> (4 )復(fù)位模塊G4
該模塊與消抖^^莫塊G3有著相同的VHDL源程序，只不過(guò)它的使能端EN 直接接到VCC，這樣當(dāng)上電時(shí)，輸出為低電平，先對(duì)鎖存模塊G5復(fù)位，之
后當(dāng)計(jì)數(shù)到一定值后，輸出保持高電平，讓鎖存模塊G5正常工作。
(5) 鎖存輸出模塊G5
該模塊調(diào)用Quartus6. 0軟件里的74273模塊，是一個(gè)8輸入D觸發(fā)器。 RS為復(fù)位端，低電平有效。CLK端為時(shí)鐘端，當(dāng)RS端為高電平且CLK端發(fā) 生上升沿跳變時(shí)，該模塊將輸入端的電平狀態(tài)分別鎖存到相應(yīng)的輸出端。
(6) 三態(tài)門(mén)模塊G6
該模塊由VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)而成，它有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，當(dāng)輸入 端為低電平時(shí)，輸出端為高阻態(tài)，當(dāng)輸入端為高電平時(shí)，輸出端為高電平。
權(quán)利要求1.可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路，其特征在于:包括輸入模塊、時(shí)鐘模塊及其外圍元件、消抖模塊、復(fù)位模塊、三態(tài)門(mén)模塊、鎖存輸出模塊和至少一個(gè)通道選擇按鈕；上述輸入模塊的各輸入端與上述鎖存輸出模塊的各輸入端分別對(duì)應(yīng)連接在一起作為通道選擇控制專用集成電路的輸入引腳，上述各通道選擇按鈕分別跨接于電源正端與輸入模塊的各輸入端之間，且上述輸入模塊的各輸入端分別通過(guò)下拉電阻接地，上述輸入模塊的輸出端分別連接于上述時(shí)鐘模塊的輸入端和上述消抖模塊的使能端，上述時(shí)鐘模塊的輸出端分別連接上述消抖模塊的時(shí)鐘端和上述復(fù)位模塊的時(shí)鐘端，上述復(fù)位模塊的輸出端連接至上述鎖存輸出模塊的復(fù)位端，上述消抖模塊的輸出端連接至上述三態(tài)門(mén)模塊的輸入端，上述鎖存輸出模塊的輸出端作為通道選擇控制專用集成電路的輸出引腳，上述三態(tài)門(mén)模塊的輸出端和上述鎖存輸出模塊的時(shí)鐘端連接在一起作為通道選擇控制專用集成電路的擴(kuò)展引腳。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路， 其特征在于上述通道選擇按鈕有8個(gè)，分別對(duì)應(yīng)連接于上述輸入;f莫塊的8 個(gè)輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路， 其特征在于復(fù)數(shù)個(gè)上述可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路的擴(kuò)展 引腳相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可任意擴(kuò)展的通道選擇控制專用集成電路，其在可編程邏輯器件上設(shè)計(jì)多種功能模塊，包括輸入模塊G1，時(shí)鐘模塊G2，消抖模塊G3，復(fù)位模塊G4，鎖存輸出模塊G5，三態(tài)門(mén)模塊G6。這些功能模塊組成的電路，能選擇控制的通道數(shù)可以任意擴(kuò)展，方法簡(jiǎn)便，而且具有外圍元件少，體積小，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K19/173GK201199683SQ200820102128
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者林志峰, 黃偉勛, 黃華燦 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)