【文章內(nèi)容簡介】 13 DB6 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位 14 DB7 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是 busy flag） 15 BLA 背光電源正極 16 BLK 背光 電源負(fù)極 10 寄存器選擇控制表 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏等） 0 1 讀 busy flag（ DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（ DB0~DB6）值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 注：關(guān)于 E=H 脈沖 —— 開始時(shí)初始化 E 為 0，然后置 E 為 1，再清 0. busy flag（ DB7）：在此位為被清除為 0時(shí)， LCD將無法再處理其他的指令要求。 顯示地址 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H 47H 48H 49H 4AH 4BH 4CH 4DH 4EH 4FH 74Ls04反向器 54/7404 六反向器 簡要說明 04 為六組反向器 ， 共有 54/740 54/74H0 54/74S0 54/74LS04 四種線路結(jié)構(gòu)形 式，其主要電特性的典型值如下： 型 號 tPLH tPHL PD 5404/7404 12ns 8ns 60mW 54H04/74H04 6ns 140mW 54S04/74S04 3ns 3ns 113mW 54LS04/74LS04 9ns 10ns 12mW 引出端符號 1A－ 6A 輸入端 1Y－ 6Y 輸出端 雙雙 列列 直直 插插 封封 裝裝 極限值 電源電壓 …………………………………….7V 輸入電壓 54/740 54/74H0 54/74S04……………. 54/74LS04……………………………………7V 工作環(huán)境溫度 54XXX…………………………………. 55~125℃ 74XXX…………………………………. 0~70 ℃ 存儲溫度 ……………………………………… 65~150℃ 12 功能表 推薦工作條件 5404/7404 54H04/74H04 54S04/74S04 54LS04/74LS04 單位 最小 額定 最大 最小 額定 最大 最小 額定 最大 最小 額定 最大 電源電 壓 Vcc 54 5 5 5 5 V 74 5 5 5 5 輸入高電平電壓 ViH 2 2 2 2 V 輸入低電平 電 ViL 54 V 74 輸出高電平電流 IOH 400 500 1000 400 181。A 輸出低電平 電 流 IOL 54 16 20 20 4 mA 74 16 20 20 8 靜態(tài)特性（ TA 為工作環(huán)境溫度范圍） 參 數(shù) 測 試 條 件【 1】 ‘04 ‘H04 ‘S04 ‘LS04 單位 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 VIK 輸入嵌位電壓 Vcc=最小 Iik=8mA V Iik=12mA Iik=18mA － VOH 輸出高電平電 壓 Vcc＝最小VIL＝最 大 IOH＝最大 54 V 74 VOL輸出低電平電 壓 Vcc=最小， VIL＝最 大 ，VIH=2V,IOL=最大 54 V 74 II 最大輸入電壓時(shí) 輸入電流 Vcc＝最大 VI= 1 1 1 mA VI=7V I 輸入高電平電流 Vcc＝最大 VIH= 40 50 uA VIH= 50 20 I 輸入低電平電流 Vcc＝最大 VIL= 2 mA VIL= 2 I 輸出短路電流 Vcc＝最大 54 20 55 40 100 40 100 20 100 mA 74 18 55 40 100 40 100 20 100 ICCH 輸出高電平時(shí)電源電流 Vcc＝最大 12 26 24 mA ICCL 輸出低電平時(shí)電源電流 Vcc＝最大 33 58 54 mA [1]: 測試條件中的“最小”和“最大”用推薦工作條件中的相應(yīng)值。 動態(tài)特性 (TA=25℃ ) 參 數(shù) 測 試 條 件 ‘04 ‘H04 ‘S04 ‘LS04 單位 最大 最大 最大 最大 tPLH 輸出由低到高傳輸延遲時(shí)間 Vcc =5V,CL=50Pf(‘H04 為 25Pf) RL=400 Ω (‘H04 和‘S04 為 280Ω， ‘ LS04 為 2KΩ ) 22 10 15 ns tPHL 輸出由高到低傳輸延遲時(shí)間 15 10 5 15 ns 串行通信模塊設(shè)計(jì) STC89 C52 單片機(jī)的串行通訊接口的輸入 \輸出為 TTL 高電平為 ，低電平為 ，這對近距離通訊還可以，但當(dāng)通訊距離遠(yuǎn)時(shí)，就會因?yàn)?TTL 電平低，抗干擾能力弱而影響可靠性。為了提高串行通訊接口的抗干擾能力和增強(qiáng)可靠性，于是就出現(xiàn)了許多通訊標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。目前， RS232 標(biāo)準(zhǔn)就是其中比較常用的一種，這樣，一方面可提高這些設(shè)備的通用性，另一方面又增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳送時(shí)的可靠性。 232 電平轉(zhuǎn)換采用 MAX232 芯片把 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 RS－ 232 電平格式，可以用于單片機(jī)與微機(jī)通信，以及單片機(jī)與單片機(jī)之間的通信，測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩個(gè) DB9 的接口，其中一個(gè)用于 ISP下載器模塊的程序下載接口，稱為“ ISP Interface”，另一個(gè)接口為單片機(jī)與其它具有 RS232 接口的通信端口，稱為“ Common Port”。具體的電路原理圖如圖 所示。 162738495C H U A N K O U 1C H U A N K O UR 1 I N13R 2 I N8T 1 I N11T 2 I N10G N D15V+2V6V C C16R 1 O U T12R 2 O U T9T 1 O U T14T 2 O U T7C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5U5 R S 23 2AV C CG N DC4 1uFC5 1uFC61uFC81uFC71uFP 3 0P 3 1 14 圖圖 路路 原原 理理 圖圖 第四章． 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件部分由數(shù)據(jù)處理程序、中斷服務(wù)子程序、 1602 液晶顯示程序等幾個(gè)部分組成。 數(shù)據(jù)處 理完成對各種測量數(shù)據(jù)的處理，如各種數(shù)據(jù)的計(jì)算、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等。 定時(shí)器 1服務(wù)子程序設(shè)計(jì)，流程圖如圖 所示。定時(shí)器 1完成定時(shí)功能，定時(shí)2Oms，并每隔 20ms 進(jìn)行一次顯示，每隔 1 秒讀一次計(jì)數(shù)結(jié)果。單片機(jī)對在 1秒內(nèi)計(jì)數(shù)的值進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成每分鐘的速度送顯存以便顯示。 具體算法如下 :主程序在對定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、堆棧等進(jìn)行初始化后即判斷標(biāo)志是否為 1，如果為 1，說明要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，首先將標(biāo)志清零，以保證下次能正常判斷，然后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理程序，由于這里的閘門時(shí)間為 1s，而顯示要求為轉(zhuǎn) /分，因此，要將測到 的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的方法是將測得的數(shù)據(jù)乘以 60，但由于轉(zhuǎn)軸上安裝有 12只孔，每旋轉(zhuǎn)一周可以得到 12 個(gè)脈沖，因此，要將測得的數(shù)據(jù)除以12，所以綜合起來，將測得的數(shù)據(jù)乘以 5即可得到每分鐘的轉(zhuǎn)速。計(jì)算得到的結(jié)果是二進(jìn)制的整數(shù)，要將數(shù)據(jù)送往顯示緩沖區(qū)需要將該數(shù)轉(zhuǎn)化為 BCD 碼。運(yùn)算得到的是壓縮 BCD 碼，需要將其轉(zhuǎn)換為非壓縮 BCD 碼，從標(biāo)號 CBCD 開始的一段程序即作了這樣的處理。需要說明的是，這里多位二進(jìn)制乘法和多位二進(jìn)制到 BCD 碼的轉(zhuǎn)換都是用了現(xiàn)成的成熟子程序，因此，首先將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為壓結(jié)合實(shí)際 BCD 碼，然后再轉(zhuǎn) 換成非壓縮 BCD 碼，看似多寫了些程序，實(shí)際上這對于保證程序的質(zhì)量很有好處。定時(shí)器T1用作定時(shí)發(fā)生器，在定時(shí)中斷程序中進(jìn)行數(shù)碼管的動態(tài)掃描，同時(shí)產(chǎn)生 1s的閘門信號。 1s閘門信號的產(chǎn)生是通過一個(gè)計(jì)數(shù)器 Count，每次中斷時(shí)間為 20ms，每計(jì) 50 次即為 1s，到了 1s后，即清除計(jì)數(shù)器 Count，然后關(guān)閉作為計(jì)數(shù)器用的 T0，讀出 TH0、TL0中的數(shù)值，分別送入 SpCount 和 SpCoun+1 單元，將 T0中的值清空，置標(biāo)志為 1，要求主程序進(jìn)行速度值的計(jì)算。 16 圖圖 時(shí)時(shí) 器器 1服服 務(wù)務(wù) 子子 程程 序序 流流 程程 圖圖 數(shù)據(jù)處理過程 在系統(tǒng)開始工作，或者完成一次頻率測量，系統(tǒng)軟件都進(jìn)行測量初始化。測量初始化模塊設(shè)置堆棧指針 (SP) 、工作寄存器、中斷控制和定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的工作方式。定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的工作首先被設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式。 在對定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器清 0 后，置運(yùn)行控制位 TR 為 1 ，啟動對待測信號的計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)閘門由軟件延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)，從計(jì)數(shù)閘門的最小值開始，也就是從測量頻率的高量程開始。計(jì)數(shù)閘門結(jié)束時(shí) TR 清 0 ，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)寄存器 中的值通過16進(jìn)制數(shù)到 10 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換為 10 進(jìn)制數(shù)。對 10 進(jìn)制數(shù)的最高位進(jìn)行判別，若該位不為 0 ，滿足測量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求，測量值和量程信息一起送到顯示模塊 。若該位為 0 ，將計(jì)數(shù)閘門的寬度擴(kuò)大 10 倍，重新對待測信號的計(jì)數(shù)，直到滿足測量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求。 當(dāng)上述測量判斷過程直到計(jì)數(shù)閘門寬度達(dá)到 1s ，這時(shí)對應(yīng)的頻率測量范圍為100Hz 999Hz ，如果測量結(jié)果仍不具有 3 位有效數(shù)字，頻率計(jì)則使用定時(shí)方法測量待測信號的周期。定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作這時(shí)被設(shè)置為定時(shí)器方式，在對定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器 清 0 后，判斷待測信號的上跳沿是否到來。待測信號的上跳沿到來中斷程序開始T1重裝初值保護(hù)現(xiàn)場定時(shí)單元 +1滿 1S讀取 TH 0恢復(fù)現(xiàn)場NY 后，置運(yùn)行控制位 TR 為 1 ，以單片機(jī)工作周期為單位，啟動對待測信號的周期測量。然后判斷待測信號的下跳沿是否到來，待測信號的下跳沿到來后，運(yùn)行控制位 TR 清0 ，停止計(jì)數(shù)。 16 位定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)值為 65535 ，這樣在待測信號的頻率較低時(shí)，定時(shí) / 計(jì)數(shù)器將發(fā)生溢出。當(dāng)產(chǎn)生定時(shí) / 計(jì)數(shù)器將溢出，程序進(jìn)入定時(shí)器中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序?qū)σ绯龃螖?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。待測信號的周期由 3個(gè)字節(jié)組成 :定時(shí) / 計(jì)數(shù)器溢出次數(shù)、定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的高 8 位和低 8 位 。信號的頻率 f 與信號的周期 T 之間的關(guān)系為 : f = 1/ T 完成信號的周期測量后，需要做一次倒數(shù)運(yùn)算才能獲得信號的頻率。為提高運(yùn)算精度，這里采用浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算。浮點(diǎn)數(shù)用 3個(gè)字節(jié)組成，第一字節(jié)最高位為數(shù)符，其余 7 位為階碼 。第二字節(jié)為尾數(shù)的高字節(jié) 。第三字節(jié)為尾數(shù)的低字節(jié)。待測信號周期的 3個(gè)字節(jié)定點(diǎn)數(shù)首先通過截取高 16 位、設(shè)置數(shù)符和計(jì)算階碼轉(zhuǎn)換為上述格式的浮點(diǎn)數(shù)。然后浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算對其進(jìn)行處理，獲得用浮點(diǎn)數(shù)格式表達(dá)的信號頻率值。浮點(diǎn)數(shù)到 BCD 碼轉(zhuǎn)換模塊把用浮點(diǎn)數(shù)格式表達(dá)的信號頻率值變換成測轉(zhuǎn)速的顯示 格式，送到顯示模塊顯示待測信號的頻率值。 浮點(diǎn)數(shù)學(xué)運(yùn)算程序 STC89C52 系列單片機(jī)屬于微控制器，由于其 CPU 字長和指令功能的限制，它適用于控制領(lǐng)域，在信號處理方面不很擅長。在頻率計(jì)中需要完成周期到頻率的換算，為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確，這里應(yīng)用了浮點(diǎn)數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算。從周期到頻率的換算過程包括 : 3字節(jié)定點(diǎn)數(shù)到浮點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換、浮點(diǎn)數(shù)