【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：關于 E=H 脈沖 —— 開始時初始化 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， 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 四種線路結構形 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 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 輸出高電平時電源電流 Vcc＝最大 12 26 24 mA ICCL 輸出低電平時電源電流 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間 15 10 5 15 ns 串行通信模塊設計 STC89 C52 單片機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，但當通訊距離遠時，就會因為 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可靠性，于是就出現(xiàn)了許多通訊標準和規(guī)程。目前， RS232 標準就是其中比較常用的一種，這樣，一方面可提高這些設備的通用性，另一方面又增強了數(shù)據(jù)傳送時的可靠性。 232 電平轉換采用 MAX232 芯片把 TTL 電平轉換成 RS－ 232 電平格式，可以用于單片機與微機通信，以及單片機與單片機之間的通信，測量系統(tǒng)設計了兩個 DB9 的接口，其中一個用于 ISP下載器模塊的程序下載接口，稱為“ ISP Interface”，另一個接口為單片機與其它具有 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)軟件設計 軟件部分由數(shù)據(jù)處理程序、中斷服務子程序、 1602 液晶顯示程序等幾個部分組成。 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)的計算、數(shù)據(jù)格式的轉換等。 定時器 1服務子程序設計，流程圖如圖 所示。定時器 1完成定時功能，定時2Oms，并每隔 20ms 進行一次顯示，每隔 1 秒讀一次計數(shù)結果。單片機對在 1秒內(nèi)計數(shù)的值進行處理，轉換成每分鐘的速度送顯存以便顯示。 具體算法如下 :主程序在對定時器、計數(shù)器、堆棧等進行初始化后即判斷標志是否為 1，如果為 1，說明要求對數(shù)據(jù)進行計算處理，首先將標志清零，以保證下次能正常判斷，然后進入數(shù)據(jù)處理程序，由于這里的閘門時間為 1s，而顯示要求為轉 /分，因此，要將測到 的數(shù)據(jù)進行轉換，轉換的方法是將測得的數(shù)據(jù)乘以 60，但由于轉軸上安裝有 12只孔，每旋轉一周可以得到 12 個脈沖，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速。計算得到的結果是二進制的整數(shù)，要將數(shù)據(jù)送往顯示緩沖區(qū)需要將該數(shù)轉化為 BCD 碼。運算得到的是壓縮 BCD 碼，需要將其轉換為非壓縮 BCD 碼，從標號 CBCD 開始的一段程序即作了這樣的處理。需要說明的是，這里多位二進制乘法和多位二進制到 BCD 碼的轉換都是用了現(xiàn)成的成熟子程序，因此，首先將二進制數(shù)轉換為壓結合實際 BCD 碼，然后再轉 換成非壓縮 BCD 碼，看似多寫了些程序，實際上這對于保證程序的質(zhì)量很有好處。定時器T1用作定時發(fā)生器，在定時中斷程序中進行數(shù)碼管的動態(tài)掃描，同時產(chǎn)生 1s的閘門信號。 1s閘門信號的產(chǎn)生是通過一個計數(shù)器 Count，每次中斷時間為 20ms，每計 50 次即為 1s，到了 1s后，即清除計數(shù)器 Count，然后關閉作為計數(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，置標志為 1，要求主程序進行速度值的計算。 16 圖圖 時時 器器 1服服 務務 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)軟件都進行測量初始化。測量初始化模塊設置堆棧指針 (SP) 、工作寄存器、中斷控制和定時 / 計數(shù)器的工作方式。定時 / 計數(shù)器的工作首先被設置為計數(shù)器方式。 在對定時 / 計數(shù)器的計數(shù)寄存器清 0 后，置運行控制位 TR 為 1 ，啟動對待測信號的計數(shù)。計數(shù)閘門由軟件延時程序實現(xiàn)，從計數(shù)閘門的最小值開始，也就是從測量頻率的高量程開始。計數(shù)閘門結束時 TR 清 0 ，停止計數(shù)。計數(shù)寄存器 中的值通過16進制數(shù)到 10 進制數(shù)轉換程序轉換為 10 進制數(shù)。對 10 進制數(shù)的最高位進行判別，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 ，將計數(shù)閘門的寬度擴大 10 倍，重新對待測信號的計數(shù)，直到滿足測量數(shù)據(jù)有效位數(shù)的要求。 當上述測量判斷過程直到計數(shù)閘門寬度達到 1s ，這時對應的頻率測量范圍為100Hz 999Hz ，如果測量結果仍不具有 3 位有效數(shù)字，頻率計則使用定時方法測量待測信號的周期。定時 /計數(shù)器的工作這時被設置為定時器方式，在對定時 / 計數(shù)器的計數(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重裝初值保護現(xiàn)場定時單元 +1滿 1S讀取 TH 0恢復現(xiàn)場NY 后，置運行控制位 TR 為 1 ，以單片機工作周期為單位，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，運行控制位 TR 清0 ，停止計數(shù)。 16 位定時 / 計數(shù)器的最高計數(shù)值為 65535 ，這樣在待測信號的頻率較低時，定時 / 計數(shù)器將發(fā)生溢出。當產(chǎn)生定時 / 計數(shù)器將溢出，程序進入定時器中斷服務程序，中斷服務程序對溢出次數(shù)進行計數(shù)。待測信號的周期由 3個字節(jié)組成 :定時 / 計數(shù)器溢出次數(shù)、定時 / 計數(shù)器的高 8 位和低 8 位 。信號的頻率 f 與信號的周期 T 之間的關系為 : f = 1/ T 完成信號的周期測量后，需要做一次倒數(shù)運算才能獲得信號的頻率。為提高運算精度，這里采用浮點數(shù)算術運算。浮點數(shù)用 3個字節(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個字節(jié)定點數(shù)首先通過截取高 16 位、設置數(shù)符和計算階碼轉換為上述格式的浮點數(shù)。然后浮點數(shù)算術運算對其進行處理，獲得用浮點數(shù)格式表達的信號頻率值。浮點數(shù)到 BCD 碼轉換模塊把用浮點數(shù)格式表達的信號頻率值變換成測轉速的顯示 格式，送到顯示模塊顯示待測信號的頻率值。 浮點數(shù)學運算程序 STC89C52 系列單片機屬于微控制器，由于其 CPU 字長和指令功能的限制，它適用于控制領域，在信號處理方面不很擅長。在頻率計中需要完成周期到頻率的換算，為保證測量結果的準確，這里應用了浮點數(shù)數(shù)學運算。從周期到頻率的換算過程包括 : 3字節(jié)定點數(shù)到浮點數(shù)的轉換、浮點數(shù)