【文章內容簡介】 由于單片機功率有限，故每個I/O管腳的驅動能力有限。因此，為了驅動負載，往往采用緩沖/驅動器，7407就具有數據隔離緩沖和驅動的作用，其輸入阻抗抗較抵，常用做想三態(tài)緩沖輸出。1174071A11Y22A32Y 43A53Y6GND 7 4Y 84A 95Y 105A 116Y 126A 13VCC 14 7407引腳圖 7407是TTL集電極開路六正相高壓驅動器是六高壓輸出緩沖驅動器，其中第1，3，5，9，11和13六個引腳是六位輸入，2，4，6，8，10和12六個引腳是六位輸出，7腳接地，14腳接電源。 數碼管結構及工作原理（1）數碼管結構數碼管由 8 個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構成，通過不同的組合可用來顯示數字 0 ?字符 A ? F、H、L、P 、R、U、Y 、符號“?”及小數點“?” 。數碼管的外型結構如圖 （a）所示。數碼管又分為共陰極和共陽極兩種結構，分別如圖 （b）和圖 （c）所示。10 9 8 7 6g f GND a b1 2 3 4 5dp.e d GND c dpa bcdef gD D+5V（a） 外型結構 （b） 共陰極 （c）共陽極圖 數碼管結構圖（2）數碼管工作原理共陽極數碼管的 8 個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽極接高電平（一般接電源） ，其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。12共陰極數碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負端）連接在一起，通常，公共陰極接低電平（一般接地） ，其它管腳接段驅動電路輸出端，當某段驅動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。該課題采用了共陽極數碼管。所選用的數碼管引腳圖如下圖 所示，平面視圖如下圖 所示。1DIG02G3C4DP5D6E 7 DIG38 A9 F10 DIG211 DIG112 B圖 數碼管引腳圖 圖 數碼管平面圖該設計中所選用的數碼管有 12 個引腳，1 腳控制數碼管 0 的位選，10 腳控制數碼管 1 的位選，11 腳控制數碼管 2 的位選，7 腳控制數碼管 3 的位選；8腳控制數碼管 a 段，12 腳控制數碼管 b 段， 3 腳控制數碼管 c 段，5 腳控制數碼管 d 段，6 腳控制數碼管 e 段，9 腳控制數碼管 f 段， 2 腳控制數碼管 g 段，4 腳控制數碼管小數點 dp。其中 0 位數碼管的 dp 段控制時間顯示中數碼管的上小數點，1 位數碼管的 dp 段控制時間顯示中數碼管的下小數點。 顯示電路LED 七段數碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。該設計選擇是為四位動態(tài)時間顯示電路。由四個 9012 三極管進行位選，分別接在單片機 P2 口的低四位，加電阻為 。在顯示器與單片機之間要加 8 個 330 歐姆的電阻，由于單片機與數碼管之間電流太小，需要用兩片 74LS07 驅動器進行驅動。顯示電路如下圖 所示。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 1Jun2022 Sheet of File: F:\偉偉偉\偉\ Drawn By:B 12DIG1 11DIG2 10F 9A 8D5DP4C3G2DIG01E6 DIG3 7L1LED84偉偉131 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 15Jun2022 Sheet of File: E:\186。171。206。176。190。234。\177。207。210。181。201。232。188。198。181。196。C179。204。208。242。\186。171。206。176。190。234。181。196。205。188。.DdbDrawn By:EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10U189S52Q1PNP12345678161514131211109RP18*330Q3PNPQ4PNPQ2PNPR2R1R3 R4VCC1Y2Y3Y4Y5Y6YGND6A5A3A2A1A4A 7407U27407VCC1Y2Y3Y4Y5Y6YGND6A5A3A2A1A4A 7407U17407A 8DIG01DIG111DIG210DIG37B 12C 3D 5E 6F 9G 2DP 4U1LED84209。244。 VCCAT89S52圖 顯示電路 鍵盤電路鍵盤是由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個按鍵實際上是一個開關元件，也就是說鍵盤是一組規(guī)則排列的開關。按鍵按照結構原理可分為兩類，一類是觸點式開關按鍵，另一類是無觸點開關按鍵。機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。抖動時間的長短與開關的機械特性有關，一般為 5?10ms。在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導致判斷出錯。即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認為是多次操作，這種情況是不允許出現的。為了克服按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判，必須采取去抖動措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數較少時，可采用硬件去抖，而當鍵數較多時，采用軟件去抖。在硬件上可采用在鍵輸出端加 RS 觸發(fā)器(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 )或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構成去抖動電路，軟件上采取的措施是，在檢測到有按鍵按下時，執(zhí)行一個10ms 左右（具體時間應視所使用的按鍵進行調整）的延時程序后，再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認該鍵處于閉合14狀態(tài)；同理，在檢測到該鍵釋放后，也應采用相同的步驟進行確認，從而可消除抖動的影響。獨立式按鍵：單片機控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨立式按鍵結構。獨立式按鍵是直接用 I/O 口線構成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根 I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。獨立式按鍵的典型應用如圖 6 所示。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結構簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，因此，在按鍵較多時，I/O 口線浪費較大，不宜采用。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 15Jun2022 Sheet of File: E:\186。171。206。176。190。234。\177。207。210。181。201。232。188。198。181。196。C179。204。208。242。\186。171。206。176。190。234。181。196。205。188。.DdbDrawn By:EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10U1AT89S52S2S1S3GNDR810KR610KR710KVCCAT89S52圖 獨立式按鍵電路圖 輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O 口線有確定的高電平。當 I/O 口線內部有上拉電阻時，外電路可不接上拉電阻。獨立式按鍵的軟件結構：獨立式按鍵軟件常采用查詢式結構。先逐位查詢每根 I/O 口線的輸入狀態(tài)，如某一根 I/O 口線輸入為低電平，則可確認該 I/O 口線所對應的按鍵已按下，然后，再轉向該鍵的功能處理程序。矩陣式按鍵：片機系統(tǒng)中，若使按鍵較多時，通常采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤。矩陣式鍵盤的結構及原理：矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點上，其結構如圖 所示。150 1 2 34 5 6 7812 139 1014 1511+5 V01230 1 2 3圖 矩陣式鍵盤結構由圖 可知，一個 44 的行、列結構可以構成一個含有 16 個按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數量較多時，矩陣式鍵盤較之獨立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多 I/O口。矩陣式鍵盤中，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 上。當無鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)；當有鍵按下時，行、列線將導通，此時，行線電平將由與此行線相連的列線電平決定。這是識別按鍵是否按下的關鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線信號配合起來作適當處理，才能確定閉合鍵的位置。該設計中所使用獨立式鍵盤，利用軟件延時消抖，延時時間為 10ms。 報警電路蜂鳴器有兩類 3 大品種，一類是壓電式，一類是電磁式，電磁式又有兩大品種，鐵振膜式和動圈式，二者原理一樣只是結構不同。所有蜂鳴器都有兩種類型：純蜂鳴器和帶驅動的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號驅動的，當然是交流驅動。一般所指的蜂鳴器是以壓電陶瓷為主要元件的。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉換能力的特殊陶瓷。這種能力緣于其特殊的晶體結構。當壓電陶瓷在一定方向上受到一個壓力使其晶體結構發(fā)生形變時，它就會在內部產生一個電流，并且電流的變化與壓力的變化密切相關。反之亦然。所以利用這一特性，在壓電陶瓷上通過一定頻率的電流，就會引起壓電陶瓷微小形變，這一形變帶動空氣發(fā)生振動，如果頻率適當，就可以被人耳所聽見，也就是產生了蜂鳴聲。報警器需要的電流為 10mA，因此需要加驅動電路。該設計采用 PNP 型三極管 9012 和 電阻驅動。報警電路設計如下圖 所示。161 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 18Jun2022 Sheet of File: C:\Documents and Settings\Administrator\偉偉\偉偉偉\ By:EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10U189S52LS1GNDQ1PNPR2VCCAT89S52圖 報警電路該課題設計中選用的電源為 5V，用來供應單片機工作，通過激光輸出電路來發(fā)射激光作用于人體治療疾病。為了減少電源對無線傳送的干擾，我們采用 7812 和 7805 雙穩(wěn)壓管。由于7805 輸入需小于 12V 的電壓，所以我們前端選用了 7812。三極管型的 7812 排列方式是入、出、地（圓切面朝內） 。7812 是最為常見三端穩(wěn)壓集成，它的額定工作電流為 ，不過要加合適的散熱片才行。 如果沒有散熱片的情況下，工作電流不要超過 200mA。 7812 的輸入電壓為 18V 左右，太高芯片負擔大，效率低，發(fā)熱量大，對設備穩(wěn)定工作并不合適。7812 為正三端穩(wěn)壓：1 腳輸入，2 腳接地，3 腳輸出。 7805 是三端穩(wěn)壓器，它的管腳 1 是輸入端，管腳 2 是公用端，管腳 3 是輸出端。輸入端最高輸入電壓為 35V。7805 輸出正 5V，最大輸出電流為 。 輸入輸出之間的電壓差不可小于 2V，最好在 5V 左右，輸入輸出之間的電壓差小于 2V 時將會影響穩(wěn)壓效果。穩(wěn)壓電源如圖 所示。171 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate