【正文】 某些組合邏輯電路組成，產(chǎn)生一個(gè)基本八步格雷碼（順序如 324）所示。次線路的輸出是一恒定頻率的ＰＷＭ信號(hào)，Ｌ 297的 control 段的輸入決定斬波器對(duì)相位線 ABCD 由抑制作用；為低電平時(shí)，則對(duì)抑制線INH1 和 INH2 由抑制作用，從而可對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。通過(guò)交替跳過(guò)八步順序中的狀態(tài)就可以得到單四拍或雙四拍２種工作方式 。當(dāng)此引腳為低電平時(shí)， A 相， B相驅(qū)動(dòng)控制被禁止；當(dāng)線圈繞組端電時(shí)，雙極性橋用這個(gè)信號(hào)使負(fù)載電流快速衰減。當(dāng)系統(tǒng)被復(fù)位時(shí)用來(lái)阻止電機(jī)驅(qū)動(dòng) 腳 11（ CONTROL）：斬波器功能控制端 腳 12（ VCC）： +5V 電源輸入端 腳 13（ SENS2）： C相， D相繞組電流檢測(cè)電壓反饋輸入端 腳 14（ SENS1）： A相， B相繞組電流檢測(cè)電壓反饋輸入端 腳 15(Vref)：斬波器基準(zhǔn)電壓輸入端。此引腳輸入為高電平時(shí)為半步方式（四相八拍），低電平時(shí)為全步方式。 常用的 LED 顯示器有 LED 狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管）、 LED 七段顯示器（俗稱數(shù)碼管）和 LED 十六段顯示器。數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)如圖330（ a）所示。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。 ULN2021A 電路是美國(guó) Texas Instruments公司和 Sprague公司開(kāi)發(fā)的高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路 ,它的電路構(gòu)成、特征參數(shù)及典型應(yīng)用 如下 。采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用 CPU 時(shí)間少，編程簡(jiǎn)單，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制，但其占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。 采用動(dòng)態(tài)顯示方 式比較節(jié)省 I/O 口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡(jiǎn)單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時(shí)， CPU要依次掃描，占用 CPU較多的時(shí)間。顯示緩沖區(qū)首地 R0 。 8155 的 A 口掃描輸出總有一位為高電平， 8155 的 B 口輸出相應(yīng)位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使某一位顯示出一個(gè)字符，其余為暗，依次改變 A 口輸出的高電平位及 B 口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)，五位顯示器就顯示出緩沖器的字符。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位的 I/O 口控制；各位的位選線（公共陰極或陽(yáng)極）由另外的 I/O 口線控制。這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨(dú)立，公共端恒定接地（共陰極）或接正電源（共陽(yáng)極）。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 25 1 0 9 8 7 6g f G N D a b1 2 3 4 5dp.e d G N D c d pabcdefgD D+ 5V （ a） 外型結(jié)構(gòu) （ b） 共陰極 （ c）共陽(yáng)極 圖 330 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 2）數(shù)碼管工作原理 共陽(yáng)極數(shù) 碼管的 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽(yáng)極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。本節(jié)重點(diǎn)介紹 LED 七段顯示器。 此引腳輸入負(fù)脈沖時(shí)，變換器恢復(fù)初始狀態(tài)（ ABCD=0101） 圖 323 圖 324 圖 325 圖 326 圖 327 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 24 圖 328 圖 329 六、單片機(jī)與顯示器接口 （一） 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示器是 LED（發(fā)光二極管顯示器）和 LCD（液晶顯示器），這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)，它們的驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)且價(jià)格低廉，因此，得到廣泛應(yīng)用。改變此引腳電平狀態(tài)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn) 腳 18（ CLOCK）：步進(jìn)時(shí)鐘輸入端。作用跟 INH1 相同 腳 9（ D）： D相驅(qū)動(dòng)信號(hào) 腳 10（ ENABLE）： L297 的使能輸入端。如果使用外部時(shí)鐘源，則時(shí)鐘信號(hào)接到此引腳 腳 2（ GND）： 接地端 腳 3（ HOME）：集電極開(kāi)路輸出端。３種方式的驅(qū)動(dòng)相序都可很容易地根據(jù)變換器輸出的格雷碼的順序產(chǎn)生，格雷碼的順序直接與四相八排相符合，只有在１９腳輸入高電平即可。為了獲得電動(dòng)機(jī)良好的速度和轉(zhuǎn)矩特性，相序信號(hào)是通過(guò) 2 個(gè)ＰＷＭ器控制電動(dòng)機(jī)，每個(gè)斬波器包含有一個(gè)比較器＼一個(gè)觸發(fā)器和一個(gè)外部檢測(cè)電阻，如圖 325 所示，晶片內(nèi)部的通用振蕩器提供斬波頻率脈沖。該集成電路采用了ＳＧＳ公司的模擬＼數(shù)字兼容的ＩＬ技術(shù)，使用５ Ｖ 的電源電壓，全部信號(hào)的連接都與 TTL＼ CMOS 或集電極開(kāi)路的晶體管兼容。 五、 L297 L297 是意大利半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)專用控制器，它能控制 4 相信號(hào)，可用于O U T A 0~ O U T A 3R L 0 ~R L 73 8 譯碼器8 8鍵盤列線行線S L 0 ~S L 3BDV C CV S S16 位顯示器4 16 譯碼器驅(qū)動(dòng)器1881616438S L 0 ~LS 2 S L 0 ~LS 38＋ 5 V8279I N T 1 1P020 ? F＋ 5 VWRRDP 2 . 7P 2 . 0A L E80318I N TO U T B 0~ O U T B 3D 0 ~D 7WRRDCSA0C L KR E S E TS H T R LC N T L煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 22 計(jì)算機(jī)控制的兩相兩極和四相單極步進(jìn)電機(jī)，能夠用單四拍 圖 322 8051 與 8279 的一般接口框圖 的應(yīng)用 利用鍵盤、顯示專用芯片 8279 能夠以較簡(jiǎn)單的硬件電路和較少的軟件開(kāi)銷實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與鍵盤、 LED 顯示器的接口。 3. 8279 與單片機(jī)、鍵盤 /顯示器的接口 8279 是一種功能較強(qiáng)的鍵盤 /顯示接口電路，可直接與 Intel 公司的各個(gè)系列的單片機(jī)接口，可以外接多種規(guī)格的鍵盤和顯示器。 N 鍵巡回是為 N 個(gè)鍵同時(shí)按下時(shí)提供的保護(hù)方法。在敘述命令字、狀態(tài)字前，先說(shuō)明 8279 的幾種工作方式。 BD：顯示熄滅輸出端，低電平有效。在選通輸入方式時(shí)，它的上升沿可把來(lái)自 RL0?RL7的數(shù)據(jù)存入 FIFO/傳感器 RAM 中。它是 8279 鍵盤數(shù)據(jù)的次高位（ D6），通常用作鍵盤上、下檔功能鍵。 SL0～ SL3：掃描輸出端，用于掃描鍵盤和顯示器。 A0：數(shù)據(jù)選擇輸入端。 CLK：系統(tǒng)時(shí)鐘輸入端。其中輸入端 1D~8D 接至單片機(jī)的 P0 口，輸出端提供的是低 8 位地址， G 端接至單片機(jī)的地址鎖存允許信號(hào) ALE。 74ls373 與單片機(jī)接口： 1D~8D 為 8 個(gè)輸入端； 1Q~8Q 為 8 個(gè)輸出端。 (2).當(dāng) 1 腳是低電平時(shí) ,只要 11 腳 (鎖存控制端 ,G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿 ,輸出 2(Q0)、 5(Q1)、6(Q2)、 9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳 1 11 18 的狀態(tài) . 鎖存端 LE 由高變低時(shí)，輸出端 8 位信息被鎖存，直到 LE 端再次有效。 在 8155 鎖存， 8155 相關(guān)的地址可以作如下設(shè)定： RAM 字節(jié) 地址： 7E00H— 7EFFH； I/O 地址： 命令狀態(tài)口： 7F00H PA 口： 7F01H； PB 口： 7F02H； PC 口： 7F03H； 定時(shí)器低 8 位： 7F04H 定時(shí)器高 8 位： 7F05H； 三 、 74LS373 單片機(jī)系統(tǒng)中常用的地址鎖存器芯片 74LS373 以及 s 的 74hc373 是帶三態(tài)緩沖輸出的 8D 觸發(fā)器，其引腳圖與結(jié)構(gòu)原理圖、電路連接圖如下： 圖 318 74LS373 引腳圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖電路連接圖 表 36 74LS373 功能表 E G 功能 0 0 直通 Qi = Di 0 1 保持（ Qi 保持不變） 1 X 輸出高阻 E G D Q L H H H L H L L 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 19 L L X Q 上表是 74LS373 的真值表，表中： L——低電平； H——高電平； X——不定態(tài)； Q0——建立穩(wěn)態(tài)前 Q 的電平； G——輸入端，與 8051ALE 連高電平：暢通無(wú)阻低電平：關(guān)門鎖存。 ② 方式 2 方式 2 是一種雙向選通輸入／輸出方式。狀態(tài)標(biāo)志寄存器的地址與命令寄存器的地址相同，只能讀出不能寫入，格式如下表 33 所示： 表 33 8155 的狀態(tài)標(biāo)志寄存器 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X TIMER INTE B B BF INTR B INTE A A BF INTR A INTR：中斷請(qǐng)求； INTE：端口中斷允許； BF：緩沖器滿標(biāo)志； TIMER：定時(shí)中斷； 3 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 8155 還具有一個(gè) 14 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，如表 34 為方式控制字： 表 34 方式控制字 04H： T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 05H： M2 M1 T13 T12 T11 T10 T9 T8 T13— T0：計(jì)數(shù)長(zhǎng)度； M M1：定時(shí)器方式。 當(dāng) IO/M=0（低電平時(shí)），表示 AD7— AD0 輸入的是存儲(chǔ)器地址，尋址范圍為 00— FFH； 當(dāng) IO/M=1（高電平時(shí)） ，表示 AD7— AD0 輸入的是 I/O 接口地址，其編碼如表 32 所示。 PA7— PA0： A 口輸出 /輸入線。 WR：存儲(chǔ)器寫信號(hào)線，低電平有效。由于 8155 既具有 RAM 又具有 I/O 口，因而是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的外圍接口芯片之一。在閑置模式下， CPU停止工作。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必 須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 3 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。注意加密方 式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 14 T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。可編程串行通道 256*8 位內(nèi)部 RAM 與 MCS51 兼容 二、控制電路中用到的主要硬件設(shè)備有： AT89C52 單片機(jī)， 8155， 74ls373,74ls138,L297,L298,8279，6264，鍵盤等 部分硬件簡(jiǎn)介 一 、 AT89C52 單片機(jī) AT89C52 是一種帶 8k字節(jié)可重復(fù)擦寫的 flashs 閃速存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。集成穩(wěn)壓電路是將穩(wěn)壓電路的主要元件甚至全部元件制作在一塊硅基片上的集成電路，因而具有體積小、使用方便、工作可靠等特點(diǎn)。一般 R 取幾十歐到幾百歐。 圖 3－ 9 所示是 LCπ型濾波電路，可看成是電容濾波和 LC 型濾波電路的組合，因此濾波效果更好，在負(fù)載上的電壓更平滑。 三、復(fù)式濾波電路 復(fù)式濾波電路是用電容器、電感器和 電阻器組成的濾波器，通常有 LC 型、 LCπ型、 RCπ型幾種。當(dāng)流過(guò)電感 L 的電流增大時(shí)，電感產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻止電流的增加；當(dāng)電流減小時(shí)，自感電動(dòng)