【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2和T10為啟動(dòng)電路，其中T5為恒定偏置二極管。T6可用來(lái)防止電源反接時(shí)損壞電路，同時(shí)也可使左右兩支路對(duì)稱(chēng)。RR2為發(fā)射極反饋電阻，可用于進(jìn)一步提高阻抗。T1～T4是為熱效應(yīng)而設(shè)計(jì)的連接方式。而C1和R4則可用來(lái)防止寄生震蕩。該電路的設(shè)計(jì)使得TTT11三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個(gè)電路總電流I的1/3。T9和T11的發(fā)射結(jié)面積比為8：1，T10和T11的發(fā)射結(jié)面積相等。T9和T11的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻R5和R6上，因此可以寫(xiě)出：UBE=（R62R5）I/3R6上只有T9發(fā)射極電流，而R5上除了來(lái)自T10的發(fā)射極電流外，還有來(lái)自T11的發(fā)射極電流，所以R5上的壓降是R5的2/3。根據(jù)上式不難看出，要想改變UBE，可以在調(diào)整R5后再調(diào)整R6，而增大R5的效果和減小R6是一樣的，其結(jié)果都會(huì)使UBE減小，不過(guò)，改變R5對(duì)UBE的影響會(huì)更為顯著，因此它前面的系數(shù)較大。實(shí)際上就是利用激光修正R5以進(jìn)行粗調(diào)，修正R6以實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)，最終使其在250℃之下使總電流I達(dá)到1μA/K。六. LM741LM741是一種應(yīng)用非常廣泛的通用型運(yùn)算放大器。由于采用了有源負(fù)載，所以只要兩級(jí)放大就可以達(dá)到很高的電壓增益和很寬的共模及差模輸入電壓范圍。本電路采用內(nèi)部補(bǔ)償，電路比較簡(jiǎn)單不易自激，工作點(diǎn)穩(wěn)定，使用方便，而且設(shè)計(jì)了完善的保護(hù)電路，不易損壞。LM741可應(yīng)用于各種數(shù)字儀表及工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備中。特點(diǎn)：l 不需要處部頻率補(bǔ)償 l 輸入有過(guò)壓保護(hù) l 輸出有過(guò)載保護(hù) l 無(wú)阻塞和振蕩現(xiàn)象圖8 封裝外形圖（管腳朝下）圖9 基本接線(xiàn)圖圖10 電路原理圖（74LS47段數(shù)碼管）顯示部分原理圖：八. 74LS4774LS47是BCD7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動(dòng)器， 74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過(guò)它解碼， 可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字， 從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約了 單片機(jī)的IO開(kāi)銷(xiāo)。 因此是一個(gè)非常好的芯片！但是由于目前從節(jié)約成本的角度考慮， 此類(lèi)芯片已較少用， 大部份情況下都是用動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示。圖11 74ls47引腳圖74LS47工作原理：譯碼為編碼的逆過(guò)程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò)來(lái)。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，圖12列出了74LS47的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。圖12 74LS47真值表(1) ：試燈輸入，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)=0時(shí)，無(wú)論輸入A3 ，A2 ，A1 ，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管正常，是顯示8。 (2)滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置的。=0時(shí)。不論和輸入A3 ，A2 ，A1，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽(yáng)極7段數(shù)碼管熄滅。(3) ：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對(duì)每一位A3= A2 =A1 =A0=0時(shí)，本應(yīng)顯示0，但是在=0作用下，使譯碼器輸出全1。其結(jié)果和加入滅燈信號(hào)的結(jié)果一樣，將0熄滅。 (4) ：滅零輸出，它和滅燈輸入共用一端，兩者配合使用，可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。圖13 74LS47原理圖九. 數(shù)碼管產(chǎn)品分類(lèi)：數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管。按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線(xiàn)GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。驅(qū)動(dòng)方式：數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40根I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線(xiàn)控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。 主要參數(shù)：8字高度：8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來(lái)表示。 長(zhǎng)*寬*高：長(zhǎng)——數(shù)碼管正放時(shí)，水平方向的長(zhǎng)度；寬——數(shù)碼管正放時(shí)，垂直方向上的長(zhǎng)度；高——數(shù)碼管的厚度。 時(shí)鐘點(diǎn)：四位數(shù)碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個(gè)點(diǎn)。一般用于顯示時(shí)鐘中的秒。 電壓與電流：電流：靜態(tài)時(shí)，推薦使用1015mA；動(dòng)態(tài)時(shí)，16/1動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，平均電流為45mA，峰值電流5060mA。 電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當(dāng)紅色與黃綠色時(shí)，；當(dāng)綠色/藍(lán)色時(shí)。 數(shù)碼管應(yīng)用：數(shù)碼管是一類(lèi)顯示屏 通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。 由于它的價(jià)格便宜 使用簡(jiǎn)單 在電器 特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。 恒流驅(qū)動(dòng)與非恒流驅(qū)動(dòng)對(duì)數(shù)碼管的影響： 顯示效果：由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件，其正向壓降的分散性很大， 并且還與溫度有關(guān)，為了保證數(shù)碼管具有良好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。另外，當(dāng)溫度變化時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片還要能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流 的大小以實(shí)現(xiàn)色差平衡溫度補(bǔ)償。 安全性：即使是短時(shí)間的電流過(guò)載也可能對(duì)發(fā)光管造成永久性的損壞，采用恒流驅(qū)動(dòng)電路后可防止 由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞。 另外，我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級(jí)聯(lián)延時(shí)開(kāi)關(guān)特性，可防止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極管的損害。 超大規(guī)模集成電路還具有熱保護(hù)功能，當(dāng)任何一片的溫度超過(guò)一定值時(shí)可自動(dòng)關(guān)斷，并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示。怎樣測(cè)量數(shù)碼管引腳，分共陰和共陽(yáng)?　　找共陰和共陽(yáng)：首先，我們找個(gè)電源（3到5伏）和1個(gè)1K（幾百歐的也行）的電阻，VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的，找到一個(gè)就夠了，然后GND不動(dòng)，VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陰的了。相反用VCC不動(dòng)，GND逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陽(yáng)的。也可以直接用數(shù)字萬(wàn)用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極。圖14十、 鍵盤(pán)部分（74922芯片）鍵盤(pán)部分原理圖： 74922芯片編碼鍵盤(pán)接口芯片74922與單片機(jī)AT89C51及相關(guān)譯碼器構(gòu)成44鍵盤(pán)、8位數(shù)顯示接口電路。本電路克服了以往并行接口設(shè)計(jì)中占用較多I/O口且鍵盤(pán)控制編程較煩的缺點(diǎn)，在構(gòu)成多鍵盤(pán)和多數(shù)字顯示的較大規(guī)模半片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中有一定的參考和使用價(jià)值。X1X1048C159D26AE37BF147*2580369X1X2X3X4Y1Y2Y3Y4Y1Y2Y3Y4X1X2X374922的鍵盤(pán)值 設(shè)計(jì)為電話(huà)鍵盤(pán)碼這種鍵盤(pán)的按鍵排成矩陣形式，以減少按鍵聯(lián)線(xiàn)。時(shí)鐘發(fā)生器的輸出送給4位計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的低二位經(jīng)過(guò)譯碼后作為行掃描，高2位經(jīng)譯碼后作為列掃描。若沒(méi)有檢出有鍵閉合，則計(jì)數(shù)器周而復(fù)始反復(fù)計(jì)數(shù)，即反復(fù)進(jìn)行掃描，一旦檢出有鍵閉合，就發(fā)出一個(gè)脈沖使時(shí)鐘振蕩器停振，計(jì)數(shù)器隨即停止計(jì)數(shù)。管腳說(shuō)明：如圖15所示：圖15 74922引腳圖X1～X4：行。Y1～Y4：列。OSC：，以便掃描矩陣鍵盤(pán)。KM：鍵盤(pán)消除抖動(dòng)電路，并發(fā)出兩種信號(hào)：（1）內(nèi)部計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。（2）使DA（未按鍵時(shí)保持在L0的電平）變?yōu)镠I的電平。若按鍵未放開(kāi)會(huì)保持一直保持HI電平，而當(dāng)按鍵放開(kāi)時(shí)，才轉(zhuǎn)為L(zhǎng)0的電平，而當(dāng)按鍵放開(kāi)時(shí)，才轉(zhuǎn)為L(zhǎng)0的電平。接一個(gè)電容是OSC所接電容的10倍。DA：數(shù)據(jù)有效信號(hào)。：輸出使能。D～A：按鍵值輸出，依BCD碼輸出。功能說(shuō)明：在設(shè)計(jì)軟件程序中，有時(shí)在硬件電路增加一些專(zhuān)用IC，就可以簡(jiǎn)化軟件程序的設(shè)計(jì)。在本電路將鍵盤(pán)掃描交給74922IC來(lái)完成，只要檢測(cè)DA腳由L0—HI（按）、HI—L0（放），就將74922的D、C、B、A讀入AT89C51。74922每個(gè)鍵盤(pán)值是固定的，所以只要建立一個(gè)TABLE表，就可以設(shè)計(jì)各種鍵盤(pán)。TABLE： DB 01H, 02H, 03H, XXH 。XX表示任意值 DB 04H, 05H, 06H, XXH DB 07H, 08H, 09H, XXH DB 0AH, 00H, 0BH, XXH 十一、軟件部分的概述軟件設(shè)計(jì)包括擬定程序的總體方案、畫(huà)出程序流程圖、編制具體程序以及程序的檢查修改等，現(xiàn)對(duì)它們分析如下：程序的總體設(shè)計(jì)是從系統(tǒng)高度考慮程序結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)形式和程序功能的實(shí)現(xiàn)方法和手段。程序總體設(shè)計(jì)包括擬定總體方案、確定算法和繪制程序流程圖等。在擬定總體設(shè)計(jì)方案時(shí)，由于一個(gè)實(shí)際的單片機(jī)控制系統(tǒng)的功能復(fù)雜、信息量大和程序較長(zhǎng)，這就要設(shè)計(jì)者能合理選用切合實(shí)際的程序設(shè)計(jì)方法。常用的成語(yǔ)設(shè)計(jì)方法有三種；①模塊化程序設(shè)計(jì)②自定向下逐步求精程序設(shè)計(jì)③結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，模塊化程序設(shè)計(jì)的中心思想是要把一個(gè)復(fù)雜應(yīng)用程序按整提功能劃分成諾干相對(duì)獨(dú)立的程序模塊，各模塊可以單獨(dú)設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試和查錯(cuò)，然后裝配起來(lái)連調(diào)，最終成為一個(gè)有使用價(jià)值的程序，自頂向下逐步求精程序設(shè)計(jì)要求先從一級(jí)的主干程序開(kāi)始，集中力量解決全局問(wèn)題、然后層層細(xì)化逐步求精，最終完成一個(gè)復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是一種理想的程序設(shè)計(jì)方法。它是指在編程過(guò)程中對(duì)程序進(jìn)行適當(dāng)限制，特別是限制轉(zhuǎn)向指令的便用、用于控制程序的復(fù)雜程度、使成都上下文與執(zhí)行流程保持一致。不論采用何種程序方法、設(shè)計(jì)者根據(jù)系統(tǒng)的總?cè)蝿?wù)和控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型畫(huà)出程序的總體框圖，以描述程序的總體結(jié)構(gòu)，在總體框圖基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者還應(yīng)結(jié)合數(shù)學(xué)模型確立各子任務(wù)的具體算法和步驟、并演化成計(jì)算機(jī)能處理的形式，然后畫(huà)出的所有流程圖。程序流程圖繪制成后，整個(gè)程序的輪廓和思路以十分清楚。設(shè)計(jì)者就可統(tǒng)籌考慮和安排一些帶有全局性的問(wèn)題。例如：程序地址空間分配、工作寄存器安排、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、端口地址和輸入/輸出格式，等等。因此只要編程者既熟悉所選單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能和指令系統(tǒng)，又能掌握一定的程序設(shè)計(jì)方法和技巧，那么按照程序流程圖來(lái)編出具體程序就不會(huì)十分困難了。一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用程序編好以后，往往會(huì)有不少潛在隱患和錯(cuò)誤，這不是足為奇的。但如果這些隱患和錯(cuò)誤不加排除和修改就很容易產(chǎn)生并發(fā)癥，使得本來(lái)很好的程序陷入不可收拾的地步。因此，源程序編好后在上機(jī)調(diào)試前進(jìn)行靜態(tài)檢查是十分必要的。對(duì)編好的程序進(jìn)行靜態(tài)檢查往往會(huì)加快整個(gè)程序的調(diào)試進(jìn)程，靜態(tài)檢查采用自上而下的方法進(jìn)行。如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)加以修改。、運(yùn)行程序的上機(jī)調(diào)試是檢查程序正確性的一個(gè)重要標(biāo)志，我們應(yīng)給與足夠的重視。程序的上機(jī)調(diào)試包括分塊調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)兩個(gè)階段。程序的分塊調(diào)試常在單片機(jī)開(kāi)發(fā)裝置上進(jìn)行。在程序的分塊調(diào)試中，可以根據(jù)所調(diào)程序功能塊的入口參量或變量初值編制一個(gè)特殊程序段，并連同被調(diào)程序功能塊一起匯編成目標(biāo)代碼，裝入單片機(jī)開(kāi)發(fā)裝置后觀(guān)察運(yùn)行結(jié)果正確。如果執(zhí)行結(jié)果和預(yù)想的不一致，可以采用設(shè)計(jì)斷點(diǎn)辦法找出并改正錯(cuò)誤。如果程序進(jìn)行結(jié)果和預(yù)想的不一致，說(shuō)明該程序已調(diào)試完畢就可撤銷(xiāo)特殊程序段。同樣方法，完成所有程序模塊的調(diào)試。十二、主程序的設(shè)計(jì)開(kāi)始寫(xiě)