【正文】 20– 23 SEGA– SEG G,DP 七段驅(qū)動(dòng)和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電源電流顯示。在 MAX7219 中，當(dāng)段驅(qū)動(dòng)器被關(guān)閉，它就被接到地。當(dāng)關(guān)閉以后 MAX7221 的段驅(qū)動(dòng)器成高阻狀態(tài)。 18 ISET 通過(guò)一只電阻器 (RSET)連接 VDD 來(lái)設(shè)置最高段電流（查閱選擇 RSET 電阻器部分）。 19 V+ 正供給電壓。連接到 +5V。 24 DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出。進(jìn)入 DIN 的數(shù)據(jù) 個(gè)時(shí)鐘周期以后在DOUT 有效。這個(gè)引腳常被用來(lái)鏈接 MAX7219/MAX7221，沒(méi)有高阻狀態(tài)。 （含地址）接收 MAX7219 采用串行尋址方式，在傳送的串行數(shù)據(jù)中包含有 RAM 的地址。按照時(shí)序的要求，單片機(jī)將 16 位二進(jìn)制數(shù)逐位發(fā)送 DIN 端，在 CLK 上升延到來(lái)之前 DIN 必須有效，在 CLK的每個(gè)上升延， DIN 被串行逐位移入 MAX7219 內(nèi)部的 16 位穿行寄存器中。設(shè)最先移入的數(shù)據(jù)是 D15,最后移入的數(shù)據(jù)是 D0,則移入 16 位串行寄存器的數(shù)據(jù)是 D15D0。為了有選擇的將數(shù)據(jù)寫入 8 個(gè)顯示 RAM 或 6 個(gè)特殊功能寄存器， D0— D15 中， D8— D11四位作為 RAM和特殊功能寄存器的地址， D0— D7 作為寫入顯示數(shù)據(jù)或控制字。與并行數(shù)據(jù)傳送相比， MAX7219串行接收 D0— D15 并存放到 16 位串行寄存器中的過(guò)程，相當(dāng)于并行傳送中，將并行數(shù)據(jù)和地址送到數(shù)據(jù)和地址總線上的過(guò)程。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 10 數(shù)據(jù)裝載 16位接收寄存器將收到的 D0— D7位數(shù)據(jù)寫入 RAM或特殊功能寄存器是在數(shù)據(jù)裝載信號(hào)控制下完成的。圖 38 是 MAX7219 的數(shù)據(jù)接收裝載（寫入）時(shí)序圖，由圖可知， LOAD 必須在 15 個(gè) CLK 下降延前由高變低，在 16 個(gè) CLK同時(shí)或之后由低變高（上升延）。在 LOAD的上升延 ， 8 位數(shù)據(jù) D0— D7 寫入以 4 位二進(jìn)制數(shù) D8— D11 位地址的 RAM 或特殊功能寄存器中。 當(dāng)顯示模式設(shè)定后，寫入顯示 RAM 的數(shù)據(jù)將在控制器的控制下，按設(shè)定的顯示模式，以動(dòng)態(tài)掃描方式進(jìn)行顯示。 MAX7219 內(nèi)部顯示 RAM 及特殊功能寄存器 顯示 RAM（地址 *1— *8） 地址為 *1H 的 RAM 數(shù)據(jù)控制接 D0 引腳的顯示器，地址為 *2H 的 RAM數(shù)據(jù)控制接 D1引腳的顯示器。 （地址： *9H） 該寄存器的 8 位二進(jìn)制數(shù)的各位值分別控制著 8 個(gè) LED 顯示器的譯碼方式。當(dāng)高電平時(shí)選擇BCDB 碼譯碼模式，當(dāng)?shù)碗娖綍r(shí)選擇不譯碼模式。 B 碼譯碼的顯示自行與現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的關(guān)系如下： （十六進(jìn)制） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F B 碼字型 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 – E H L P * 其中， *代表全滅。小數(shù)點(diǎn)不譯碼，它由顯示數(shù)據(jù)的 D7 位控制。 （地址： *BH） 該寄存器的 D0— D3 位數(shù)據(jù)設(shè)定值為 0— 7，設(shè)定值表示顯示器動(dòng)態(tài)掃描個(gè)數(shù)為 1— 8。 （地 址： *CH） 當(dāng)位 D0=0 時(shí)， MAX7219 處于停機(jī)狀態(tài)；當(dāng) D0=1 時(shí)，處于正常工作狀態(tài)。 顯示測(cè)試寄存器（地址： *FH） 當(dāng)位 D0=0 時(shí)， MAX7219 按設(shè)定模式正常工作；當(dāng) D0=1 時(shí)，處于測(cè)試狀態(tài)。在該狀態(tài)下，不管 MAX7219 處于什么模式，全部 LED 將按最大亮度接通顯示。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 11 亮度寄存器（地址： *AH）及兩度的調(diào)解或控制 亮度可通過(guò)硬件和軟件兩種方法調(diào)解或控制。 存儲(chǔ)器的選擇 為了改善主 CPU 的資源與時(shí)序的分配，我們對(duì) AT89C51 進(jìn)行串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。常用的存儲(chǔ)芯片有很多，如 AT93C46/56/66， X5045。經(jīng)過(guò)比較選擇，最終選用了 XICOR 公司的 X5045。 X5045 把三種常用的功能：看門狗定時(shí)器，電壓控制和 EEPROM 組合在單個(gè)封裝之內(nèi)。這種組合降低了系統(tǒng)的成本并減少了對(duì)電路板空間的要求。看門狗定時(shí)器對(duì)微控制器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。低 VCC 檢測(cè)電路可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響，同時(shí) X5045 是串行EEPROM 具有簡(jiǎn)單的三總線工作的串行外設(shè)接口，是一種有獨(dú)特功能的高性能價(jià)格比存儲(chǔ)器件。 AT93C46/56/66 是 ATMEL 公司推出的低功耗、低電壓電可擦除 的可編程只讀存儲(chǔ)器。它采用 CMOS 技術(shù)和 Fairchild Semiconductor 公司的 MicroWire 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 3 線串行接口，具有 1Kb/2kB/4kB 的容量，并可通過(guò) ORG 管腳配置成 128*8/256*8/512*8 或64*16/128*16256*16 等結(jié)構(gòu)。該系列存儲(chǔ)器可靠性高，能夠重復(fù)寫 100 萬(wàn)次，數(shù)據(jù)可以保存 100 年不丟失；采用 8腳 PDIP/SOIC 封裝和 14腳 SOI 封裝（ SOI 封裝為 JEDEC 和 EIAJ 標(biāo)準(zhǔn)），與并行的 EEPROM 相比， AT93C46/56/66 可大大節(jié)省印制板空間，且接 線簡(jiǎn)單，因而在多功能的精密測(cè)試儀中具有廣闊的前途。 引腳功能 CS：片選信號(hào)。高電平有效，低電平時(shí)進(jìn)入等待模式。在連續(xù)的指令之間， CS 信號(hào)必須持續(xù)至少 250ns 的低電平，才能保證芯片正常工作。 CLK：串行時(shí)鐘信號(hào)。在 CLK 的上升沿，操作碼、地址和數(shù)據(jù)位進(jìn)入器件或從器件輸出。在發(fā)送序列時(shí)， CLK 最好不停止，以防止讀 /寫數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。 DI：串行數(shù)據(jù)輸入?？稍?CLK 的同步下輸入開始位、操作碼、地址位和數(shù)據(jù)位。 DO：串行數(shù)據(jù)輸出。在 CLK 同步下讀周期時(shí)，用于輸出數(shù)據(jù)；而在地址擦 /寫周期或芯片擦 /寫周期時(shí)，該端用 于提供忙 /閑信息。 VSS：接地。 VCC：接＋ 5V 電源。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 12 ORG：存貯器構(gòu)造配置端。該端接 VCC 或懸空時(shí)，輸出為 16 位；接 GND 時(shí)，輸出為 8位。 指令及時(shí)序 （ ERASE） 該指令用于強(qiáng)迫指定地址中所有數(shù)據(jù)位都為“ 1”。一旦信息在 DI 端上被譯碼，就需使 CS信號(hào)保持至少 250ns 的低電平，然后將 CS 置為高電平，這時(shí)， DO 端就會(huì)指示“忙”標(biāo)志。DO 為“ 0”，表示編程正在進(jìn)行； DO 為“ 1”，表示該指定地址的寄存器單元已擦完，可以執(zhí)行下一條指令。 /寫允許指令（ EWEN） AT93C46/56/66 首先將處于擦／寫不允許狀態(tài)。故該指令必須在所有編程模式前執(zhí)行，一旦該指令執(zhí)行后，只要外部沒(méi)有斷電就可以對(duì)芯片進(jìn)行編程。 （ WRITE） 寫指令時(shí)，先寫地址，然后將 16 位的或 8 位數(shù)據(jù)寫入到指定地址中。當(dāng) DI 端輸出最后一個(gè)數(shù)據(jù)位后，在 CLK 時(shí)鐘的下一個(gè)上升沿以前， CS 必須為低，且需至少保持 250ns，然后將CS 置為高電平。需要說(shuō)明的是：寫周期時(shí)，每寫一個(gè)字節(jié)需耗時(shí) 4ms。 （ READ） 讀指令用于從指定的單元中把數(shù)據(jù)從高位到低位輸出至 DO 端，但邏輯“ 0”位先于 數(shù)據(jù)位輸出。讀指令在 CLK 的上升沿觸發(fā)，且需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間方可穩(wěn)定。為防止出錯(cuò)，建議在讀指令結(jié)束后，再輸出 23 個(gè) CLK 脈沖。 （ ERAL） 該指令可將整個(gè)存貯器陣列置為１，其它功能與地址擦指令相同。 （ WRAL） 該指令可將命令中指定的數(shù)據(jù)寫入整個(gè)存貯器陣列，其它功能與地址寫指令相同。該指令周期所花費(fèi)時(shí)間的最大值為 30ms。 /寫禁止指令（ EWDS） 使用該指令可對(duì)寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，操作步驟與擦 /寫允許指令相同。 繼電器的選擇 繼電器是我們生活中常用的 一種控制設(shè)備，通俗的意義上來(lái)說(shuō)就是開關(guān)，在條件滿足的情況下關(guān)閉或者開啟。繼電器的開關(guān)特性在很多的控制系統(tǒng)尤其是離散的控制系統(tǒng)中得到山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 13 廣泛的應(yīng)用。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，由于為某一個(gè)用途設(shè)計(jì)使用的電子電路，最終或多或少都需要和某一些機(jī)械設(shè)備相交互，所以繼電器也起到電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的接口作用。 最常見(jiàn)的繼電器要數(shù)熱繼電器，通常使用的熱繼電器適用于交流 50Hz、 60Hz、額定電壓至 660V、額定電流至 80A 的電路中，供交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)用。它具有差動(dòng)機(jī)構(gòu)和溫度補(bǔ)償環(huán)節(jié)，可與特定的交流接觸器插接安裝。 時(shí) 間繼電器也是很常用的一種繼電器，它的作用是作延時(shí)元件，通常它可在交流50Hz、 60Hz、電壓至 380V、直流至 220V 的控制電路中作延時(shí)元件，按預(yù)定的時(shí)間接通或分?jǐn)嚯娐?。可廣泛應(yīng)用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)，自動(dòng)程序控制系統(tǒng)及在各種生產(chǎn)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中起時(shí)間控制作用。 在控制中常用的中間繼電器通常用作繼電控制，信號(hào)傳輸和隔離放大等用途。此外還有電流繼電器用來(lái)限制電流、電壓繼電器用來(lái)控制電壓、靜態(tài)電壓繼電器、相序電壓繼電器、相序電壓差繼電器、頻率繼電器、功率方向繼電器、差動(dòng)繼電器、接地繼電器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)繼電 器等等。正是有了這些不同類型的繼電器，我們才有可能對(duì)不同的物理量作出控制，完成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。 除了傳統(tǒng)的繼電器之外，繼電器的技術(shù)還應(yīng)用在其他的方面，比如說(shuō)電機(jī)智能保護(hù)器是根據(jù)三相交流電動(dòng)機(jī)的工作原理，分析導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞的主要原因研制的，它是一種設(shè)計(jì)獨(dú)特，工作可靠的多功能保護(hù)器，在故障出現(xiàn)時(shí)，能及時(shí)切斷電源，便于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的檢修與維護(hù)，該產(chǎn)品具有缺相保護(hù)，短路、過(guò)載保護(hù)功能，適用于各類交流電動(dòng)機(jī)，開關(guān)柜，配電箱等電器設(shè)備的安全保護(hù)和限電控制，是各類電器設(shè)備設(shè)計(jì)安裝的優(yōu)選配套產(chǎn)品。該技術(shù)安裝尺寸、接線 方式、電流調(diào)整與同型號(hào)的雙金屬片式熱繼電器相同。是直接代替雙金屬片式熱繼電器的更新?lián)Q代的先進(jìn)電子產(chǎn)品。而其真正的原理還是繼電器技術(shù)。 繼電器技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生了可編程控制器的技術(shù)。可編程控制器簡(jiǎn)稱作 PLC。它是將微電腦技術(shù)直接用于自動(dòng)控制的先進(jìn)裝置。它具有可靠性高，抗干擾性強(qiáng)，功能齊全，體積小，靈活可擴(kuò)，軟件直接、簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，外形美觀等優(yōu)點(diǎn)；以往繼電器控制的電梯有幾百個(gè)觸點(diǎn)控制電梯的運(yùn)行。有一個(gè)觸點(diǎn)接觸不良，就會(huì)引起故障，維修也相當(dāng)麻煩，而 PLC 控制器內(nèi)部有幾百個(gè)固態(tài)繼電器， 幾十個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，具備停電記憶功能，輸入輸出采用光電隔離，控制系統(tǒng)故障僅為繼電器控制方式的 10%。正因?yàn)槿绱耍瑖?guó)家有關(guān)部門已明文規(guī)定從 1997 年起新產(chǎn)電梯不得使用繼電器控制電梯，改用 PLC 微山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 14 電腦控制電梯。 可以看出，繼電器技術(shù)在日常生活中無(wú)所不在，而且和電腦的緊密結(jié)合更加增強(qiáng)了它的活力，使得繼電器為我們的生活更好地服務(wù)。 1. 2 總體設(shè)計(jì)及系統(tǒng)原理 經(jīng)比較我們選定單片機(jī)芯片為 AT89C52，存儲(chǔ)器芯片為 X5045。 在確定系統(tǒng)的大體形式之后，畫出本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局，電路原理如圖 22 所示。