【文章內(nèi)容簡介】 的可編程只讀存儲器。它采用 CMOS 技術(shù)和 Fairchild Semiconductor 公司的 MicroWire 工業(yè)標準 3 線串行接口，具有 1Kb/2kB/4kB 的容量，并可通過 ORG 管腳配置成128*8/256*8/512*8 或 64*16/128*16256*16 等結(jié)構(gòu)。該系列存儲器可靠性高，能夠重復寫 100 萬次，數(shù)據(jù)可以保存 100 年不丟失；采用 8腳 PDIP/SOIC 封裝和14 腳 SOI 封裝（ SOI 封裝為 JEDEC 和 EIAJ 標準），與并行的 EEPROM 相比，AT93C46/56/66 可大大節(jié)省印制板空間，且接線簡單，因而在多功能的精密測試儀中具有廣闊的前途 。 X5045 的功能概述 （ 1）、特點： 1 可編程的看門狗定時器。 VCC 檢測，即在上電和 VCC 低于檢測門限時，輸出復位信號。輸出復位高電平有效，直至 VCC=1V復位信號仍有效。 接口方式，最高可達 1MHZ 的串行時鐘頻率。 *8 位串行 EEPROM。 CMOS， 3mA工作電流， 10uA 備用電流。 9 ： 。 ，可保護 1/4， 1/2 或所有 EEPORM 列。 。 ，數(shù)據(jù)可保存 100 年，每字節(jié)可擦除次數(shù)可達到 10 萬次。 。需要加高電壓（ 1518V 加在 WP 引腳）及一個專門的時序。 DIP 封裝。 （ 2）、功能特性概述 X5045 引腳圖如圖 22 所示： 圖 22 X5045 引腳圖 1．串行輸出（ SO） SO 是一個推 /拉串行數(shù)據(jù)輸出引腳，在讀周期時間內(nèi)，數(shù)據(jù)從這個引腳輸出，串行時鐘脈沖下降沿時數(shù)據(jù)輸出。 2．串行輸入（ SI） SI 是串行數(shù)據(jù)輸入引腳，所有的操作碼，字節(jié)，地址及數(shù)據(jù)都通過這個引腳寫入存儲器，串行時鐘脈沖上升沿時，數(shù)據(jù)被鎖存。 3．串行時鐘（ SCK） 串行時鐘控制 串行總線為數(shù)據(jù)的輸入和輸出計時， SI 引腳的操作碼，地址或數(shù)據(jù)在時鐘輸入上升沿時被鎖存， SO 引腳的數(shù)據(jù)在時鐘輸入上升沿時被改寫。 4．片選（ /CS） 當 /CS 為高電平時 ,X5043/45 被檢測 ,SO 輸出引腳處于高阻抗狀態(tài)，除非內(nèi)部寫操作在進行中的時候， X5045 將處于后備電源模式。 /CS 為低電平時，可以使 X5943/45 處于工作電源模式，應特別注意，在電源上電以后，需要在開始任何操作以前完成 /CS 引腳上高電平到低電平的轉(zhuǎn)換。 5．寫保護（ /WP） 當 /WP 為低電平時，對于 X5045 不能完成非易失性寫操作，但是 在其他方面工作正常。當 /WP 被拉成高電平時，所有的功能，包括非易失性寫操作都能正常工作。當 /WP 變成高電平， /CS 仍然是低電平時，將中斷對 X5045 的寫操作，如果內(nèi)部寫周期已經(jīng)開始， /WP 變成低電平將對寫操作沒有影響。 6．復位（ RESET） 10 X5045 的 RESET 分別工作在高電平 /低電平，對外輸出一直工作到 VCC 降至最小電壓以下，將一直工作 200ms 直到 VCC 升高大于最小電壓。如果看門狗定時時間已定， /CS 保持高電平或低電平的時間超過看門狗的定時時間， RESET 也同樣有效。當 /CS 下降沿時可使看門狗定時 器復位。 （ 3）、工作原理 X5045 是設計成直接與許多微控制器系列的同步串行外設接口（ SPI）相接的 512*8EEPROM。 X5045 包括一個 8位指令寄存器，可以通過 SI 輸入來訪問，數(shù)據(jù)在 SCK 上升延由時鐘同步輸入，在整個工作期間內(nèi)， /CS 必須低電平且 /WP 輸入必須是高電平。 顯示部分 顯示器接口芯片的選擇 LED 顯示器接口芯片的選擇常用的顯示器接口芯片有 CD4511， CD4513，MC14499， 8279， MAX7219， 74HC164 等，它們的功能有：（ 1） CPU 接受來自鍵盤的輸入 數(shù)據(jù)，并作預處理；（ 2）數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制 CD4511 是BCD 鎖存， 7段譯碼，驅(qū)動器，但在顯示 6和 9時，顯示為 b 和 q，不是很好看。CD4513 是 BCD 鎖存， 7 段譯碼，驅(qū)動器（消隱），但在市面上不容易購買。 MC14499為串行輸入 BCD 碼 —— 十進制譯碼驅(qū)動器，用它來構(gòu)成單片機應用系統(tǒng)的顯示器接口，可以大大減少 I/O 口線的占用數(shù)量。但是，由片內(nèi)震蕩器經(jīng)過四分頻的信號，經(jīng)位譯碼后只能提供 4 個位控信號，使信號的采集受到限制；并且， MC14499的價格偏高，也不經(jīng)濟。同樣， 8279 為 INTEL 公司生產(chǎn)的 通用鍵盤 /顯示器接口芯片，其內(nèi)部設有 16*8 顯示數(shù)據(jù) RAM，若采用 8279 管理鍵盤和顯示器，可以減少軟件程序，從而減輕主機的負擔，但我們同時也發(fā)現(xiàn)，由于其功能比較強大，不可避免將會使外圍設備與操作過程復雜化，同時價格比較貴。對比一下MAX7219 和 74HC164 其占用資源少，且不需復雜的驅(qū)動電路。但 MAX7219 雖然比較好用，且一片能驅(qū)動四個數(shù)碼管，但對于我們設計的系統(tǒng)來說，不需要很多數(shù)碼管，此外 MAX7219 相對的價格也比較貴，所以我們最終選用 74HC164。 本次設計用 89C51單片機串行口 和 廉價的 74HC164集成塊實現(xiàn)多個 LED顯示的一種簡單方法，利用該方法設計的多路 LED 顯示系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、軟件編程容易和價格低廉的特點。 下面簡單的介紹一下 74HC164。 74HC164 的功能概述 （ 1）、特點： 。 。 11 。 （ 2）、功能特性概述 引腳圖如圖 23所示： 圖 23 74HC164 引腳圖 這些 8 位移位寄存器的特點是具有與門串行輸入和不同步的清除輸入（ CLR）。門 電路串行輸入 (A 和 B)允許對輸入數(shù)據(jù)的完全控制；低電平加在輸入端可以抑制新數(shù)據(jù)的進入；高電平輸入能使輸入有效。串行輸入的數(shù)據(jù)當 CLK是高電平或低電平時可以改變。 89C51 單片機串行口方式 0為移位寄存器方式，外接 3片 74HC164 作為 3位LED 顯示器的靜態(tài)顯示接口，把 RXD 作為數(shù)據(jù)輸出線， TXD 作為移位時鐘脈沖。74HC164 為 TTL 單向 8 位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中 A、 B（第 2 腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端， 2 個引腳按邏輯與運算規(guī)律輸入信號，共一個輸入信號時可并接。 T（第 8 腳）為時鐘輸入端，可連 接到串行口的 TXD 端。每一個時鐘信號的上升沿加到 T端時，移位寄存器移一位， 8個時鐘脈沖過后，8 位二進制數(shù)全部移入 74HC164 中。 R（第 9 腳）為復位端，當 R=0 時，移位寄存器各位復 0，只有當 R=1 時，時鐘脈沖才起作用。 Q1? Q8（第 36 和 1013引腳）并行輸出端分別接 LED 顯示器的各段對應的引腳上。在給出了 8個脈沖后，最先進入 74HC164 的第一個數(shù)據(jù)到達了最高位，然后再來一個脈沖，第一個脈沖就會從最高位移出，搞清了這一點，下面讓我們來看電路， 6 片 7HC164 首尾相串，而時鐘端則接在一起，這樣，當輸入 8個脈沖時，從單片機 RXD 端輸出的數(shù)據(jù)就進入到了第一片 74HC164 中了，而當?shù)诙€ 8個脈沖到來后，這個數(shù)據(jù)就進入了第二片 74HC164，而新的數(shù)據(jù)則進入了第一片 74HC164，這樣，當?shù)诹鶄€ 8個脈沖完成后，首次送出的數(shù)據(jù)被送到了最左面的 164 中，其他數(shù)據(jù)依次出現(xiàn)在第一、二、三片 74HC164 中。 電源與復位電路部分 電源部分 本次設計應用的電壓有 +5V、 +9V。 220V交流電源經(jīng)變壓器 ,整流，濾波后分 12 別進入芯片，產(chǎn)生 +5V 電壓，這些電源的具體應用情況如下： +5V 電源：單片機及外圍電路 所用電源。 +9V 電源：壓電喇叭所用電源。 復位電路 根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位和上電或開關(guān)復位。 上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。常用的上電復位電路如圖(a)中左圖所示。圖中電容 C1 和電阻 R1對電源 +5V 來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持 RST 一段高電平時間，由于單片機內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R1，也能達到上電復位的操作功能，如圖 24(a)中右圖所示。 圖 24 上電復位 (a)和上電或開關(guān)復位電路 (b) 要求電源接通后，單片機自動復位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復位。常用的上電或開關(guān)復位電路如圖 24(b)所示。上電后，由于電容 C3 的充電和反相門的作用，使 RST 持續(xù)一段時間的高電平。當單片機已在運行當中時，按下復位鍵 K 后松開，也能使 RST 為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復位的操作。根據(jù)實際操作的經(jīng)驗，下面給出這兩種復位電路的電容、電阻參考值。 圖 24(a)中： Cl＝ 1030uF， R1＝ 1kΩ 圖 24(b)中： C2＝ 1uF， Rl＝ lkΩ， R2＝ 10kΩ 本系統(tǒng)的復位電路采用上電復位。 電鈴和繼電器部分 繼電器是我們生活中常用的一種控制設備，通俗的意義上來說就是開關(guān)，在條件滿足的情況下關(guān)閉或者開啟。繼電器的開關(guān)特性在很多的控制系統(tǒng)尤其是離 13 散的控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用。從另一個角度來說，由于為某一個用途設計使用的電子電路，最終或多或少都需要和某一些機械設備相交互，所以繼電器也起到電子設備和機械設備的接口作用。 最常見的繼電器要數(shù)熱繼電器，通常使用的熱繼電器適用于交流 50Hz、60Hz、額定電壓至 660V、額定電流至 80A 的 電路中，供交流電動機的過載保護用。它具有差動機構(gòu)和溫度補償環(huán)節(jié)，可與特定的交流接觸器插接安裝。 時間繼電器也是很常用的一種繼電器，它的作用是作延時元件，通常它可在交流 50Hz、 60Hz、電壓至 380V、直流至 220V 的控制電路中作延時元件，按預定的時間接通或分斷電路。可廣泛應用于電力拖動系統(tǒng)，自動程序控制系統(tǒng)及在各種生產(chǎn)工藝過程的自動控制系統(tǒng)中起時間控制作用 ，它具有定時精度高、延時時間長、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，通常還帶有數(shù)碼輸入、數(shù)字顯示等功能，應用范圍廣。 在控制中常用的中間繼電器通常用作繼電控制，信號傳輸和隔 離放大等用途。此外還有電流繼電器用來限制電流、電壓繼電器用來控制電壓、靜態(tài)電壓繼電器、相序電壓繼電器、相序電壓差繼電器、頻率繼電器、功率方向繼電器、差動繼電器、接地繼電器、電動機保護繼電器等等。正是有了這些不同類型的繼電器，我們才有可能對不同的物理量作出控制，完成一個完整的控制系統(tǒng)。 除了傳統(tǒng)的繼電器之外，繼電器的技術(shù)還應用在其他的方面，比如說電機智能保護器是根據(jù)三相交流電動機的工作原理，分析導致電動機損壞的主要原因研制的，它是一種設計獨特，工作可靠的多功能保護器，在故障出現(xiàn)時，能及時切斷電源，便于實現(xiàn)電 機的檢修與維護，該產(chǎn)品具有缺相保護，短路、過載保護功能，適用于各類交流電動機，開關(guān)柜，配電箱等電器設備的安全保護和限電控制，是各類電器設備設計安裝的優(yōu)選配套產(chǎn)品。 當定時時間到了，壓電喇叭則發(fā)出一陣聲響，時間到時發(fā)出一陣聲響，按下K4鍵可以停止聲響。也可以啟動繼電器，由繼電器可以控制放音機。 按鍵部分 按鍵設定部分比較簡單，因為本系統(tǒng)按鍵少，所以在設計上采用了獨立按鍵方式，程序的編制上也采用了簡單的掃描方式。 程序執(zhí)行后工作指示燈 LED 閃動，表示程序開始執(zhí)行，七段顯示器顯示“ 0000”，按下操作鍵 K1K4 動作如下： K1：設置現(xiàn)在的時間。 K2：顯示鬧鈴設置時間。 K3：設置鬧鈴時間。 K4：鬧鈴 ON/OFF 設置，設為 ON 時連續(xù) 3 次發(fā)出嗶的一聲，設為 14 OFF 時發(fā)出嗶的一聲。 設置現(xiàn)在的時間或是鬧鈴時間設置如下： K1：設整時。 K2：設整分。 K3：設置完成。 3 軟件設計