【文章內(nèi)容簡介】 LN2003 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并且能夠在關態(tài)時承受50V 的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。ULN2003 采用DIP—16 或SOP—16 塑料封裝。圖24：ULN2003ULN2003是大電流驅(qū)動陣列,多用于單片機、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中。可直接驅(qū)動繼電器等負載。 輸入5VTTL電平，輸出可達500mA/50V。ULN2003是高耐壓、大電流達林頓陳列,由七個硅NPN達林頓管組成。 該電路的特點如下: ,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路 直接相連,可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2003 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。 矩陣鍵盤顯示的識別方法矩陣鍵盤是單片機外部設備中所使用的排布類似于矩陣的鍵盤組。鍵盤的工作原理： 按鍵設置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關的 兩端。行線通過上拉電阻接到+5V 電源上。無按鍵按下時，行線處 于高電平的狀態(tài)， 而當有按鍵按下時， 行線電平與此行線相連的列 線電平?jīng)Q定。 矩陣鍵盤的結構和工作原理在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。圖25：3*4矩陣鍵盤布局圖 矩陣鍵盤的識別方法確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下，介紹一種“行掃描法”。 行掃描法： 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，介紹過程如下。 判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線Y0Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 第三章 設計的原理和電路 設計的概要本系統(tǒng)由3*4陣列鍵盤，單片機，驅(qū)動電路，數(shù)碼管四個部分組成。其中單片機控制整個系統(tǒng)的運行，通過不斷的對鍵盤進行掃描，判斷是否有按下鍵，按一下了哪個一個鍵，從而執(zhí)行相應的操作。單片機將從鍵盤輸入的有效數(shù)據(jù)，送往驅(qū)動電路，在驅(qū)動電路驅(qū)動下，數(shù)碼管顯示相應的數(shù)據(jù)。 設計的總電路圖本電路設計主要分成四部分結構：電源部分，控制部分，顯示驅(qū)動部分，擴展部分；其中擴展部分又分為按鍵電路和存儲電路。以及實際功能的需要，設計對應的電路塊進行設計，電源部分主要是提供穩(wěn)定的工作電源，控制部分主要是負責信號傳送和輸入，顯示部分是主要的顯示功能，擴展電路部分主要是存儲擴展和按鍵功能擴展電路。圖31：總電路圖 電源電路設計整個電路處在弱電供電狀態(tài)，而單片機供電是標準5V，所以在設計的時候我們采用單片機正常工作時候的電壓設計，同時加上電容進行濾波，提高電源工作的穩(wěn)定性；另外為了能給數(shù)碼管顯示亮度的調(diào)節(jié)，我們也提供+9V/+12V的電源/電池進行驅(qū)動部分電路的供電，以提高相應的電源的穩(wěn)定性，這樣根據(jù)電源不同，可以獲得不同的電壓，這樣可以給顯示驅(qū)動提供不同的電源，用來改變亮度。圖32：電源電路 顯示電路設計顯示部分主要是顯示換號的數(shù)值如LED1，所以為了實際能夠看清楚，我們選擇了幾個大點的數(shù)碼管進行顯示，同時使用不同的顏色進行設計，來區(qū)分那些是被換下，那些是換上的號碼，同時也加強了驅(qū)動部分的電路如U1/U3，防止電源拉動比較大，對整個電路電源供電產(chǎn)生比較大的影響，另外增家了S2來選擇不同的電壓，改變不同亮度要求。圖33：顯示電路 按鍵部分設計矩陣式結構的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。圖34：按鍵存儲器我們選擇使用24C02，因為這顆IC是存儲容量為2K的，所以根據(jù)實際的需要符合要求，另外設計的時候電路應該增加上拉電阻如R18/R19，在設計時候PCB的走線不能太長，可能影響電路數(shù)據(jù)傳送的質(zhì)量，信號受到一定的影響等。圖35：存儲電路第四章 設計的仿真和調(diào)試 Proteus功能介紹在現(xiàn)代的電子設計中，Proteus仿真技術已經(jīng)稱為一種普遍的工具。對設計者而言，熟練的掌握EDA技術，可以大大提高工作效率，祈禱事半功倍的效果。Proteus仿真技術即電子設計自動化。Proteus仿真技術的發(fā)展是以計算機科學、微電子技術的發(fā)展為基礎，并融合了應用電子技術、智能技術以及計算機圖形學、拓撲學、計算數(shù)學等眾多學科的最新成果發(fā)展起來的。簡單的說，EDA就是立足于計算機工作平臺而開發(fā)出來的一整套先進的設計電子系統(tǒng)的軟件工具。 仿真電路圖41：仿真電路原件介紹S1： 電源控制開關，控制電源的輸入與否。SB1： 鍵盤，09表示輸入9個數(shù)字，根據(jù)你實際需要的數(shù)據(jù)輸入，*KEY表示數(shù)據(jù)清零鍵，鍵表示進入關閉顯示節(jié)能狀態(tài)，必須在按完四位顯示數(shù)據(jù)以后按下，這樣工作會比較穩(wěn)定。SW1：確定保存按鍵，如果需要保存則保存好相關數(shù)據(jù)。SW2：確定調(diào)出按鍵，如果需要查看保存數(shù)據(jù)，可以調(diào)出查詢。S2： 電源切換撥碼開關，可以選擇不同的電壓來改變LED工作亮度要求。 操作步驟第一步：檢查好所以裝置都為正常，閉合開關S1，接通工作電源。此時數(shù)碼管顯示全部顯示0000。第二步：選擇你要的號碼，如果12換下34，則連續(xù)輸入3412數(shù)值，這個時候屏幕上就會出現(xiàn)紅色34綠色12。第三步：如果暫時不保存，但是又要換號碼，這個時候你要按下*按鈕，把數(shù)據(jù)全部清為0000，然后重新輸入你要的號碼，同第二步要求一樣。第四步：如果不想保存，也不想關機，但是要進入節(jié)能狀態(tài)，你這個時候要按下鍵，這個時候就會關閉顯示功能，進入節(jié)能狀態(tài)，當你要查看數(shù)據(jù)時候，再按下該鍵，上一次換下的號碼重新顯示，保持數(shù)據(jù)功能不清除。第五步：如果你要保存