【文章內(nèi)容簡介】 體繼電器(SSR)等外接控制器件，也可直接驅(qū)動低壓燈泡[6]。圖2－4給出了74LS48的引腳圖。圖2－4　74LS48芯片引腳圖引腳圖中大寫字母A、B、C、D為BCD碼的輸入端，小寫字母a、b、c、d、e、f、g為字型碼輸出端，LT為燈測試輸入端，RBI為消隱輸入，RBO為消隱輸出。表3－1給出了74LS48BCD段鎖存/譯碼/驅(qū)動器的輸入與輸出信號的對應(yīng)關(guān)系，詳細(xì)內(nèi)容可查閱數(shù)字電路在使用時，將該芯片的輸入端引腳A、B、C、D與單片機(jī)的P1口或者P3口連接，該芯片的輸出端7個引腳，與LED顯示器的7個段碼引腳相連接。74LS48的作用是接收來自單片機(jī)的BCD碼型的輸入信號，經(jīng)過鎖存、譯碼和放大后，輸出7段字型碼到LED顯示器，完成對BCD碼到7段字型碼的鎖存、譯碼和驅(qū)動的功能。表2－1 74LS48BCD－7段碼器輸入/輸出端信號對照表輸入端電平輸出端電平顯示字型輸入端電平輸出端電平顯示字型DCBAg f e d c b aDCBAg f e d c b a0000011　1111（3FH）00101110　1011（6DH）50001000　0110（06H）10110111　1011（7DH）6　0010101　1011（5BH）20111000　0111（07H）7　0011100　1111（4FH）31000111　1111（7FH）8　0100110　0110（66H）41001110　1111（6FH）9 ULN2003驅(qū)動芯片的功能LED的位驅(qū)動較常用的芯片是ULN2003，它具有7個達(dá)林頓電路的集成芯片。此種芯片集電極可以收集最大達(dá)500mA的電流，耐壓為30V，能驅(qū)動常規(guī)的LED顯示器。圖2－4是ULN2003芯片的引腳圖。其中IN0－IN6引腳是輸入端，OUT0－OUT6引腳是輸出端。第8腳接有續(xù)流二極管,輸出與9腳配合,可驅(qū)動感性負(fù)載等。在本設(shè)計(jì)中將該芯片的輸入端引腳IN0、INININ3與單片機(jī)的P1口連接，該芯片的輸出端引腳OUT0、OUTOUTOUT3與LED顯示器的4個位碼引腳D1－D4相連接。ULN2003的作用是接收來自單片機(jī)的位碼輸入信號，經(jīng)過反相放大后輸出，送到LED顯示器位碼引腳，完成對位碼信號的反向和驅(qū)動的功能。圖2－5　ULN2003芯片的引腳圖 LED驅(qū)動電路與單片機(jī)的連接本設(shè)計(jì)采用的LED的輸出接口是單片機(jī)的P1口，就是用P1口的低四位作LED的段碼輸出信號，P1口的高四位作LED位碼的輸出控制信號的。其硬件電路連接如圖2－6所示。電阻為可以保證LED可靠導(dǎo)通與截止的上拉電阻。圖2－6　LED驅(qū)動電路與單片機(jī)的連接該電路的工作原理是：當(dāng)P1口的低四位輸出段碼信號的BCD碼后，通過74LS48芯片的鎖存、譯碼和驅(qū)動作用，在其輸出端輸出具有一定驅(qū)動能力的七段字型碼，由于4－LED的段碼輸入引腳是并聯(lián)在一起的，所以每一位LED的段碼輸入引腳都能獲得這個段碼信號。若要控制在每一時刻只有一位LED被點(diǎn)亮，必須靠位碼信號控制。P1口的高4位輸出位碼信號，經(jīng)ULN2003反向后接到LED的位碼控制端，因此P1口的位碼信號在每一時刻只有一位是“1”，其它位全為“0”，然后按時間順序改變輸出“1”的位置，控制在每一時刻只有一位LED被點(diǎn)亮，達(dá)到動態(tài)顯示的目的。若要顯示“0123”時，P1口的控制信號及4－LED的顯示狀態(tài)如表2－2所示。表2－2　4－LED動態(tài)掃描顯示狀態(tài)點(diǎn)亮順序P1口輸出控制字74LS48輸出段碼g f e d c b a2003輸出位碼D1 D2 D3 D4位碼　 段碼11000　0000B（80H）011　1111B（3FH）011120100　0001B（41H）000　0110B（06H）101130010　0010B（22H）101　1011B（5BH）110140001　0011B（13H）100　1111B（4FH）1110根據(jù)上表我們可以得出：因?yàn)?4LS48是BCD碼7段譯碼器，而它對小數(shù)點(diǎn)位沒有驅(qū)動作用，因此我們必須設(shè)計(jì)一個驅(qū)動電路來驅(qū)動4－LED顯示器中的“：”符號。VTR1R12器件組成dp(“：”)的驅(qū)動電路，R11為發(fā)射極限流電阻，R12為基極的限流電阻。而控制4－，dp段是發(fā)光二極管是VT2的集電極負(fù)載。該電路的工作原理是：當(dāng)VT2的基極為低電平時，VT2導(dǎo)通，dp段被點(diǎn)亮。即“：”與LED數(shù)碼管的第二位一起被點(diǎn)亮；當(dāng)VT2的基極為高電平時，VT2截止，dp段熄滅。器件選擇：R11＝20歐姆，R12＝100歐姆，VT2選擇PNP型三極管9012。 按鍵電路模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的按鍵電路模塊要實(shí)現(xiàn)兩個功能：一是可以隨時定時（鬧鐘）時間，二是隨時對當(dāng)前時間進(jìn)行調(diào)整。為實(shí)現(xiàn)這兩個功能我們采用了獨(dú)立式鍵盤。 鍵盤結(jié)構(gòu)在單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中，用得最多的是非編碼鍵盤。鍵盤結(jié)構(gòu)可以分為獨(dú)立鍵盤和行列鍵盤（矩陣式）兩類。在本設(shè)計(jì)中只需五個按鍵，因此選擇獨(dú)立式鍵盤。如圖3－6所示，電路由按鍵和六個電阻組成，按鍵分別命名為“PLAY”、“REC”、“SET”、“ALM”、“＋1”、“RET”鍵，按鍵可以采用輕觸開關(guān)。 鍵盤與單片機(jī)的接口電路如圖2－7所示，將“＋1”，“RET”；“SET”鍵與“ALM”鍵通過74LS08相與后連接到INT1口，“REC”鍵與T0口通過74LS08相與后連接到INT0口，在本設(shè)計(jì)中T0、T1口是作為基本輸入輸出口使用的。圖2－7　按鍵與單片機(jī)的硬件連接 鍵盤與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)將“＋1”鍵、“RET”；“SET”與“ALM”通過0相與后連接到INT1口，“REC”與T0口通過74LS08相與后連接到INT0口，其中T0、T1口作為基本輸入輸出口使用。“PLAY” 鍵與“REC”鍵的功能：這兩鍵是用來控制語音信息的錄音和放音的，在與“＋1”、“RET”鍵配合使用時可以對不同地址段進(jìn)行的錄音放音選擇的。（1）“PLAY”鍵語音信息的播放。（2）“REC”鍵語音信息的錄制。（3）當(dāng)“PLAY”鍵被按下時在單片機(jī)的INT0口會產(chǎn)生一個中斷， P0口為低電平，此時，語音播報(bào)記事器就執(zhí)行放音操作，當(dāng)“REC”鍵時，單片機(jī)的INT0口也會產(chǎn)生一個中斷，P0口為高電平時語音播報(bào)記事器就執(zhí)行錄音操作。（4）“PLAY” 鍵與“REC”鍵可與“＋1”鍵 “RET”鍵同時完成各自的功能，“＋1”鍵用來選擇錄音的段數(shù)，“RET”鍵用來確認(rèn)錄、放音段已完成。（5）INTA是程序服務(wù)的中斷的地址標(biāo)號。“RET”鍵的功能：確認(rèn)，即對“＋1”鍵調(diào)整位進(jìn)行確認(rèn)，該鍵按下時，說明被調(diào)整位的值已經(jīng)修改完，轉(zhuǎn)去調(diào)整下一位。，使用在I/O接口方式，：SETB　?。?，要想完成鍵盤的輸入功能，還要靠軟件編程來具體實(shí)現(xiàn)。設(shè)置當(dāng)前時間和鬧鐘時間的中斷服務(wù)程序，請參考軟件設(shè)計(jì)一節(jié)INTA、INTB子程序設(shè)計(jì)?！癆LM”鍵與“SET”鍵的功能：“ALM”鍵設(shè)置時間而“SET”鍵則是調(diào)整當(dāng)前時間的，被調(diào)整值的修改和修改確認(rèn)只要與“＋1”、“RET”鍵的配合使用就能完成。按下“ALM”鍵時在單片機(jī)的INT0口產(chǎn)生一個中斷， T1口為低電平，單片機(jī)就去執(zhí)行設(shè)置鬧鐘時間的操作。按下“SET”鍵時，INT0口也產(chǎn)生一個中斷， T1口為高電平，單片機(jī)就是執(zhí)行對當(dāng)前時間調(diào)整的操作?！癆LM”鍵與“SET”鍵與“＋1”鍵、“RET”鍵同時完成各自的功能，“＋1”鍵用來對調(diào)整位進(jìn)行加1操作，“RET”用來確認(rèn)調(diào)整位已修改完。INTB為服務(wù)程序的標(biāo)號地址?！埃?”鍵的功能：分別對時間值的小時十位、小時個位、分的十位、分的個位進(jìn)行＋1調(diào)整，即該鍵每按下一次，對應(yīng)的時間調(diào)整位＋1。，工作在I/O接口方式，在初始化程序中對它進(jìn)行編程：SETB　??；。“RET”鍵的功能：確認(rèn)，即對“＋1”鍵調(diào)整位進(jìn)行確認(rèn)，該鍵按下時，說明被調(diào)整位的值已經(jīng)修改完，轉(zhuǎn)去調(diào)整下一位。，使用在I/O接口方式，：SETB　　　　；。 蜂鳴器的模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選擇一只蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)當(dāng)預(yù)先規(guī)定的提醒時間到時有聲音提醒信號產(chǎn)生。壓電式蜂鳴器（HA）工作時約需要10mA的驅(qū)動電流，并設(shè)計(jì)一個相應(yīng)的驅(qū)動及控制電路。電路設(shè)計(jì)如圖3－7所示，蜂鳴器（HA）作為三極管VT1的集電極負(fù)載，VT1用來控制蜂鳴器的發(fā)聲與否。當(dāng)VT1導(dǎo)通時，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴的聲音，VT1斷開時，蜂鳴器不發(fā)聲。R9是限流電阻。下面我們來介紹下蜂鳴器電路與單片機(jī)的接口問題。＝0時，VT1導(dǎo)通時，使蜂鳴器的兩個引腳間產(chǎn)生近5V的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過，而產(chǎn)生蜂鳴音。＝1時，VT1斷開，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓為于0V，蜂鳴器就不會發(fā)出提示聲音。蜂鳴電路原理圖如圖2－8所示圖2－8 蜂鳴電路原理圖 語音錄放模塊設(shè)計(jì) ISD1420芯片的介紹本設(shè)計(jì)的語音錄放功能是由ISD1420語音芯片來實(shí)現(xiàn)的，它是語音處理集成電路，由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風(fēng)、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。ISD1420型號語音芯片的最后2位數(shù)字表示語音錄放時間的長短，所以本型號的的最長錄音時間為20秒。這種語音芯片內(nèi)部有基準(zhǔn)時鐘源，以單一電源+5V供電。芯片的錄放次數(shù)可達(dá)10萬次，語音信息可保存100年。配合相應(yīng)的外圍元件就可以構(gòu)成一個錄放電路。在語音錄放時可通過按鍵控制，極為方便。利用它，語音和音頻信號被直接存儲，以其原本的模擬形式進(jìn)入EEPROM存儲器。直接模擬存儲允許使用一種單片固體電路方法完成其原本語音的再現(xiàn)。不僅語音質(zhì)量優(yōu)勝，而且斷電語音保護(hù)。其芯片引腳如圖2－9所示。圖2－9　ISD1420的外部引腳圖語音芯片ISD1420為單片語音記錄、回放一體化芯片，記錄時長為20s；可被劃分為160小段，每段125ms。當(dāng)REC腳為低電平時，進(jìn)行錄音，PLAYE或PLAYL為低時進(jìn)行放音，ISD1420可進(jìn)行連續(xù)錄音，也可進(jìn)行分段錄音。ISD1420的結(jié)構(gòu)框圖如圖210所示。解碼器模擬收發(fā)器永久模擬存儲陣列分時自動增益控制（AGC）地址緩沖器電源調(diào)整內(nèi)部時鐘控制輸入五階有源抗干擾濾波器五階有源平滑濾波器采樣時鐘圖210 ISD1420的結(jié)構(gòu)框圖（1）ISD1420引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2－9所示，它有28個引腳，電路外形圖引出端功能說明：A1~A7：地址輸入端或控制命令輸入端，當(dāng)AA6同時為高電平時，A4~A0為控制命令；否則，A7~A0為地址。DGND：數(shù)字信號地線。AGND：模擬信號地線。SP，SP+：音頻信號輸出端，連接8~16歐姆的揚(yáng)聲器。V+：模擬信號電源，+5V。MIC：話筒輸入端，通過電容耦合，連接駐極體花筒。MICREF：話筒參考輸入端。AGC：自動增益控制端，調(diào)整芯片內(nèi)部前置放大增益器，使錄入信號不失真。ANAIN：模擬信號輸入端。ANAOUT：模擬信號輸出端。PLAYL非：放