【文章內(nèi)容簡介】 在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，由于單片機正常工作電壓的需要，所以經(jīng)常要用到三端穩(wěn)壓電路，用來給單片機應(yīng)用系統(tǒng)提供穩(wěn)定的直流供電電壓，需采用集成穩(wěn)壓器。電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 系列和負(fù)電壓輸出的79系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO92封裝。用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。有時在數(shù)字78或79后面還有一個M或L，如78M12或79L24，用來區(qū)別輸出電流和封裝形式等， 其中78L調(diào)系列的最大輸出電流為100mA， 78M系列最大輸出電流為1A。它的封裝也有多種（塑料封裝的穩(wěn)壓電路具有安裝容易、價格低廉等優(yōu)點，因此用得比較多。 79系列除了輸出電壓為負(fù)。引出腳排列不同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。 在實際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。在78/79 ** 系列三端穩(wěn)壓器中最常應(yīng)用的是TO220 和TO202 兩種封裝。其中封裝TO220的圖形以及引腳序號、引腳功能如附圖35所示。LM7805穩(wěn)壓芯片輸出電壓為正5伏，輸出電流100mA。輸入電壓應(yīng)該在910伏，輸入電壓應(yīng)該高出輸出電壓45伏。圖36是一個輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。IC采用集成穩(wěn)壓器7805，CC2/CC4分別為輸入端和輸出端濾波電容，D1為輸入端二極管，保護(hù)電源極性輸入相反時的保護(hù)。當(dāng)輸出電流較大時，7805應(yīng)配上散熱板。 7805典型應(yīng)用電路圖如圖36所示。圖35 LM7805各種型號 圖36 7805典型應(yīng)用圖(1).74LS13874HC138:74LS138 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其74LS138工作原理如下： 當(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 74LS138的作用:利用 G/(G2A)和/(G2B)可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器圖37 74LS138引腳圖 圖38 74LS138譯碼器內(nèi)部電路表39 74LS138的功能表：輸入輸出S1 S2+S3 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 X 1 1 1 1 1 111X100000000X X XX X X0 0 00 0 1 0 1 00 1 11 0 01 0 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0我們可以從表39看到74LS138的八個輸出管腳，任何時刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸出管腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個輸出管腳在同一個時間為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。71LS138有三個附加的控制端。當(dāng)、時，輸出為高電平(S＝1)，譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平。這三個控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴展譯碼器的功能。圖310 用兩片74LS138接成的4線－16線譯碼器。圖310 用兩片74LS138接成的4線－16線譯碼器 (2).74HC595右圖311為74HC595引腳圖。74HC595的數(shù)據(jù)引腳：Q1Q7: 八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的8個段。QH39。: 級聯(lián)輸出端。我將它接下一個595的SI端。圖311 74HC595引腳圖SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。74HC595的控制端說明：SCLR(10腳): 低點平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。通常將它連接Vcc。SCK(11腳)：上升沿時數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。Q0Q1Q2...Q7；下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。（脈沖寬度：5V時，大于幾十納秒就行了。通常都選微秒級）RCK(12腳)：上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。通常將RCK置為低電平，當(dāng)移位結(jié)束后，在RCK端產(chǎn)生一個正脈沖（5V時，大于幾十納秒就行了。通常都選微秒級），更新顯示數(shù)據(jù)。/G(13腳): 高電平時禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果，比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時。注：74HC164和74H595功能相仿，都是8位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。74164的驅(qū)動電流(25mA)比74595(35mA)的要小,14腳封裝，體積也小一些。74HC595的主要優(yōu)點是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場合很有用處，數(shù)碼管沒有閃爍感。與74HC164只有數(shù)據(jù)清零端相比，74hc595還多有輸出端時能/禁止控制端，可以使輸出為高阻態(tài)。74HC595是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。數(shù)據(jù)在SCHcp的上升沿輸入，在STcp的上升沿進(jìn)入的存儲寄存器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。移位寄存器有一個串行移位輸入（Ds），和一個串行輸出（Q7’）,和一個異步的低電平復(fù)位，存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE時（為低電平），存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。74HC595各個引腳的功能：Q1~7 是并行數(shù)據(jù)輸出口，即儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出口；Q739。 串行輸出口，其應(yīng)該接SPI總線的MISO接口；STcp 存儲寄存器的時鐘脈沖輸入口；SHcp 移位寄存器的時鐘脈沖輸入口；OE的非 輸出使能端；MR的非 芯片復(fù)位端；Ds 串行數(shù)據(jù)輸入端。 其中74HC595的功能表如表312。表312 74HC595的功能表輸入輸出 功能SHCPSTCPOEMRDSQ7’QnL↓LNCMR為低電平時緊緊影響移位寄存器 ↑LLLL空移位寄存器到輸出寄存器 HLLZ清空移位寄存器，并行輸出為高阻狀態(tài) ↑LHHQ6’NC邏輯高電平移入移位寄存器狀態(tài)0，包含所有的移位寄存器狀態(tài)移入，例如，以前的狀態(tài)6（內(nèi)部Q6”）出現(xiàn)在串行輸出位。 ↑LHNCQn’移位寄存器的內(nèi)容到達(dá)保持寄存器并從并口輸出 ↑↑LHQ6’Qn’移位寄存器內(nèi)容移入，先前的移位寄存器的內(nèi)容到達(dá)保持寄存器并輸出。 （H＝高電平狀態(tài)，L＝低電平狀態(tài)，↑＝上升沿，↓＝下降沿，Z＝高阻 ，NC＝無變化 ，＝無效，當(dāng)MR為高電平，OE為低電平時，數(shù)據(jù)在SHCP上升沿進(jìn)入移位寄存器，在STCP上升沿輸出到并行端口。）(1).認(rèn)識8*8點陣模塊圖313 LED8*8外型尺寸注：所有尺寸以毫米或英寸為單位，未注明的公差177。圖314是一種8*8的LED點陣單色行共陽模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，其單點工作電壓Uf為1．8 V，正向電流IF為8~10 mA。當(dāng)某一行線為高電平而某一列線為低時，其行列交叉的點就被點亮；而當(dāng)其某一列線為高時，其行列交叉的點為暗；當(dāng)某一行線為低電平時，無論列線如何，對應(yīng)這一行的點全部為暗。用四塊8x8點陣顯示可構(gòu)成16*16點陣顯示器，可形成一個16行(每一行有16個LED)、16列(每一列也有16個LED)的16*16點陣顯示器，可將這256個點稱為一頁，這樣，顯示字符時。只要對一頁中對應(yīng)的亮滅進(jìn)行控制即可。圖314 行共陽8*8點陣顯示器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及外形(1).行驅(qū)動電路行驅(qū)動電路有集成電路74HC595組成。它是一個8位串入并出 的移位寄存器和一個8位的輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行割裂數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的行數(shù)據(jù)，即達(dá)到重疊處理的目的。74HC595的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上文介紹，它的輸入側(cè)有8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳SI是下一個數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時鐘脈沖，其在上升沿發(fā)生移位，并將下一個數(shù)據(jù)打入最低位。移位后的各位信號在各位信號出現(xiàn)在各位移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入到輸出鎖存器。引腳G是輸出三臺們的開放新號，只有其為低時鎖存器的輸出才開放，否則為高阻狀態(tài)。SCLK信號是移位寄存器的清0輸入端，所以能夠做到輸入串行移位與輸出所存互不干擾。芯片的輸出端為Q0Q7,最高位Q7可作為多片74HC595的級聯(lián)應(yīng)用時，向上一級的級聯(lián)輸出。但因為Q7受輸出鎖存器打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出了QH`,作為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。每當(dāng)spi_shcp上升沿到來時,spi_ds引腳當(dāng)前電平值在移位寄存器中左移一位，在下一個上升沿到來時移位寄存器中的所有位都會向左移一位，同時Q739。也會串行輸出移位寄存器中高位的值，這樣連續(xù)進(jìn)行8次，就可以把數(shù)組中每一個數(shù)（8位的數(shù)）送到移位寄存器；然后當(dāng)spi_stcp上升沿到來時，移位寄存器的值將會被鎖存到鎖存器里，并從Q1~7引腳輸出(2).列驅(qū)動電路單片機P2口低4位輸出的列線經(jīng)兩個級聯(lián)的74HC138譯碼后，生成16條列選通信號線，再通過驅(qū)動器對應(yīng)的行線。一條線上要帶動16列的LED進(jìn)行顯示，按每一列LED器件20mA電流計算，16個LED 同時發(fā)光時，需要320mA的電流選用三極管8550作為驅(qū)動管可滿足要求。圖315 列驅(qū)動電路原理圖第4章 軟件設(shè)計點陣的顯示是通過發(fā)光二極管的亮滅來表現(xiàn)的，下面通過LED數(shù)碼管的顯示來引入LED點陣的顯示。 LED的顯示原理數(shù)碼管是由8個發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器件，如圖4—1（a）為發(fā)光亮段，可顯示0～9十個數(shù)字。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽極連接在一起，稱為共陽極數(shù)碼管；若將二極管的陰極連接在一起，稱為共陰極數(shù)碼管如圖4—1（b）.當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，它就會發(fā)光。每個二極管就是一筆畫，若干個二極管發(fā)光時，就構(gòu)成了一個顯示字符。+5V (a) 數(shù)碼管段碼顯示 (b) 發(fā)光二極管的共陰極、共陽極接法圖41(a)數(shù)碼管段碼顯示 (b)發(fā)光二極管的共陰極、共陽極接法將單片機的I/O口與數(shù)碼管的a—g及h相連，高電平的位對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，這樣，由I/O口輸出不同的大媽，就可以控制數(shù)碼管的顯示不同的字符。例如：當(dāng)I/O口輸出的代碼為0011 1111時，數(shù)碼管顯示的字符為0。這樣形成的顯示字符的代碼稱為顯示代碼或段選碼。表42為十六進(jìn)制數(shù)字的顯示代碼。數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，每位數(shù)碼管的a—g和h端與一個8位的I/O口相連。要在某一位數(shù)碼管上顯示字符，只要從對應(yīng)的I/O口輸出并鎖存其顯示代碼即可。其特點為：數(shù)碼管中的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通和截止，直到顯示字符改變?yōu)橹?。動態(tài)顯示方式的每位數(shù)碼管都需要一個數(shù)據(jù)鎖存器，因此，其硬件電路較為復(fù)雜。但它的顯示程序非常簡單。在動態(tài)顯示方式中，各位數(shù)碼管的ag和h端并連在一起，與單片機系統(tǒng)的一個I/O口相連，從該I/O口輸出顯示代碼。每只數(shù)碼管的共陽級或共陰極與另一I/O口相連，控制被電亮的位。動態(tài)顯示的特點：每一時刻只能有一位數(shù)碼管被點亮，各位依次被點亮；對于每一位來說，每隔一段時間點亮一次。為了每位數(shù)碼管能充分被點亮，二極管應(yīng)持續(xù)發(fā)光一段時間，利用發(fā)光二極管的余輝和人眼的駐留效應(yīng)，通過調(diào)整每位數(shù)碼管被點亮的時間，可觀察到穩(wěn)定的顯示輸出。表42 十六進(jìn)制數(shù)字的顯示代碼十六進(jìn)制數(shù)h g f e d c b a顯示代碼0123456789ABCDEF0 0 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 1 1 00 1 0 1 1 0 1 10 1 0 0 1 1 1 10 1 1 0 0 1 1 00 1 1 0 1 1 0 10 1