【文章內(nèi)容簡介】 時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附 近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個PN 結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時，只要找出兩個 PN 結(jié)的公共極，即為三極管的基極。具體方法是將多用電表調(diào)至電阻擋的 R 1k 擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒找到，則紅表筆換到三極管的另 一個腳，再測兩次；如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。如果還沒找到，則改用黑表筆放在三極管的一個腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多沒量 12 次，總可以找到基極。 判定集電極 c 和發(fā)射極 e。 (以 PNP為例 )將萬用表置于 R 100或 R 1K擋，紅表筆基極 b，用黑表筆分別接觸 另六位數(shù)碼管電子鐘 ７ 外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。 三極管類型的判別： 三極管只有兩種類型，即 PNP型和 NPN 型。判別時只要知道基極是 P 型材料還 N 型材料即可。當(dāng)用多用電表 R 1k 擋時，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時導(dǎo)通，則說明三極管的基極為 P 型材料，三極管即為 NPN 型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說明三極管基極為 N 型材料，三極管即為 PNP 型。 發(fā)光二極管簡稱為 LED。由鎵（ Ga）與砷（ AS）、磷（ P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。 它是半導(dǎo) 體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為 LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個 PN 結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從 P區(qū)注入到 N 區(qū)的空穴和由 N區(qū)注入到 P 區(qū)的電子，在 PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與 N 區(qū)的電子和P 區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。 發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約 5 伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限 流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻 R可用下式計算： R＝（ E－ UF）／ IF 式中 E 為電源電壓， UF為 LED 的正向壓降， IF為 LED 的一般工作電流。發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)按電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。 與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管 在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用 7 條條狀的發(fā)光管組成 7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個數(shù)碼管可顯示 0～ 9十個數(shù)目字。 普通發(fā)光二極管的檢測 （ 1） 用萬用表檢測。利用具有 10kω 擋的指針式萬用表可以大致判斷發(fā)光二極管的好壞。正常時，二極管正向電阻阻值為幾十至 200kω, 反向電阻的值為 ∝ 。如果正向電阻值為 0 或為 ∞ ，反向電阻值很小或為 0，則易損壞。種檢測方法，不能實地看到發(fā)光管的發(fā)光情況，六位數(shù)碼管電子鐘 ８ 因為 10kω 擋不能向 led 提供較大正向電流。 （ 2） 如果有兩塊指針萬用表（最好同型號）可 以較好地檢查發(fā)光二極管的發(fā)光情況。用一根導(dǎo)線將其中一塊萬用表的 “+” 接線柱與另一塊表的 “ ” 接線柱連接。余下的 “ ”筆接被測發(fā)光管的正極（ p 區(qū)），余下的 “+” 筆接被測發(fā)光管的負(fù)極（ n 區(qū)）。兩塊萬用表均置 10ω 擋。正常情況下，接通后就能正常發(fā)光。若亮度很低，甚至不發(fā)光，可將兩塊萬用表均撥至 1ω 若，若仍很暗，甚至不發(fā)光，則說明該發(fā)光二極管性能不良或損壞。應(yīng)注意，不能一開始測量就將兩塊萬用表置于 1ω ，以免電流過大，損壞發(fā)光二極管。 （ 3） 外接電源測量。用 3v穩(wěn)壓源或兩節(jié)串聯(lián)的干電池及萬用表（指針式或數(shù)字式皆可）可以較準(zhǔn)確測量發(fā)光二極管的光、電特性。 單片機芯片 單片機的概念 單片機又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個邏輯功能的芯片 ,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 可以說，二十世紀(jì)跨越了三個 “ 電 ” 的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱 PC 機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成（如圖 1 所示） 。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的 “ 肚子 ” 里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “ 智能型 ” ，如智能型洗衣機等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù) 人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 ： ； ； 六位數(shù)碼管電子鐘 ９ ； ； 。 目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè) 自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 AT89C2051 高性能 8位單片 機 21 AT89C2051 單片機 AT89C2051 是一個低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 2K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀 Flash 程序存儲器和 128 bytes 的隨機存儲數(shù)據(jù)（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大。 AT89C2051 單片 機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合。 AT89C2051 是一個功能強大的單片機，但他只有 20 個引腳， 15 個雙向輸入 /輸出端口，其中 P1 是一個完整的 8 位雙向 I/O 端口，兩個外中斷口，兩個 16 位可編程定時計數(shù)器，兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。 同時 AT89C2051 的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有 RAM、定時 /計數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi) RAM 將被凍結(jié)，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運行 。 主要功能特性： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 2k 可反復(fù)擦寫 (1000 次 )Flash ROM 15 個雙向 I/O 口 6 個中斷源 兩個 16 位可編程定時 /計數(shù)器 的寬工作電壓范 圍 六位數(shù)碼管電子鐘 １０ 時鐘頻率 024MHz 128x8bit 內(nèi)部 RAM 兩個外部中斷源 兩個串行中斷 可直接驅(qū)動 LED 兩級加密位 低功耗睡眠功能 內(nèi)置一個模擬比較放大器 可編程 UARL 通道 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 管腳說明 : VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼 ，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(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。 P1 口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上 拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） 六位數(shù)碼管電子鐘 １１ /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲 器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 六位數(shù)碼管電子鐘 １２ 第三章 電路原理圖及工作原理 原理圖分析 電路特點 這里介紹的電子鐘，電路可稱得上極簡，它僅使用單片的 20引腳單片機完成電子鐘的全部功能，而筆者見到的其它設(shè)計方案均采用二片以上的多片 IC 實現(xiàn)。 電路見圖 ： 圖 31 電子鐘原理圖 一片 20 引腳的單片機 STC1052（引腳排列與 AT89C2051 完全相同）為電子鐘主體，其顯示筆畫數(shù)據(jù)從 P1 口分時輸出， P3 口則輸出對應(yīng)的六位選通信號。由于 LED 數(shù)碼管點亮?xí)r耗電較大，故不能使用 AT89C2051 單片來完成，但是可以可以用 STC89C1052 來完成。另外，本站制作時用超高亮的發(fā)光二極管代替昂貴的大數(shù)碼管，成本低，效果獨特。 本電子鐘設(shè)計有三個輕觸式按鍵，這里我們分別命名為：模式設(shè) 定鍵 K加調(diào)整鍵 K減調(diào)整鍵 K3。由于 STC89C2032 內(nèi)部已經(jīng)集成有復(fù)位電阻，所以，復(fù)位腳只需要接一只電容即可。本電子鐘采用了一只 NPN 型的三極管及蜂鳴器為鬧時訊響電路。本圖采用電池供電，六位數(shù)碼管電子鐘 １３ 電路板上有橋式整流、濾波和三端穩(wěn)壓器 7805 的安裝位置，可以用交流電壓供整個系統(tǒng)工作。此電子鐘可與任何 6~12V/100mA 的交直流電源適配器配合工作，適應(yīng)性強。 裝好的成品如下： 圖 32 成品圖 工作原理 C2 為復(fù)位電容，在每次通電后把芯片清成初始狀態(tài)； Jz 為 4MHz 的晶振，和內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩，給芯片各部分提供時鐘信號； K1K2\K3 為功能按鈕，用于調(diào)整時間、設(shè)置鬧鈴等；為蜂鳴器的放大驅(qū)動管；六個數(shù)碼管的段選共用芯片的 口，位選使用芯片的 、 、 、 、 P35 分別控制六個數(shù)碼管的選通。數(shù)碼管為共陰極的，工作時，給第一個數(shù)碼管要顯示的數(shù)字置高電平，然后再給第一個數(shù)碼管的 COM 端置低電平（其他的數(shù)碼管的 COM 置高電平） ,這樣，第一個數(shù)碼管顯示數(shù)字，其他的五個不顯示，再給第二個數(shù)碼管要顯示的數(shù)字的筆畫置高電平，然后再給第二個數(shù)碼管的 COM 端置低電平（其他的數(shù)碼管的 COM 置高電平） ,這樣 ,第二個數(shù)碼管顯示數(shù)字 ,其他的五個不顯示。就這樣一個一個的顯示完六個，然后又返回第一個繼續(xù)循環(huán)顯示。六個數(shù)碼管是一個一個的顯示數(shù)字的，但由于切換的時間很短，我們看到就想在同時顯示一樣。 六位數(shù)碼管電子鐘 １４ 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序（ MAIN），如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TIME ORG 0300H MAIN: MOV 20h,00h MOV 21H,00H MOV 22H,00H MOV 23H,00H MOV IP,02H 。IP,IE 初始化 MOV IE,82H MOV