【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由于單片機(jī)功率有限，故每個(gè)I/O管腳的驅(qū)動(dòng)能力有限。因此，為了驅(qū)動(dòng)負(fù)載，往往采用緩沖/驅(qū)動(dòng)器，7407就具有數(shù)據(jù)隔離緩沖和驅(qū)動(dòng)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(kāi)路六正相高壓驅(qū)動(dòng)器是六高壓輸出緩沖驅(qū)動(dòng)器，其中第1，3，5，9，11和13六個(gè)引腳是六位輸入，2，4，6，8，10和12六個(gè)引腳是六位輸出，7腳接地，14腳接電源。 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及工作原理（1）數(shù)碼管結(jié)構(gòu)數(shù)碼管由 8 個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱字段）構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示數(shù)字 0 ?字符 A ? F、H、L、P 、R、U、Y 、符號(hào)“?”及小數(shù)點(diǎn)“?” 。數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)如圖 （a）所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu) （b） 共陰極 （c）共陽(yáng)極圖 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖（2）數(shù)碼管工作原理共陽(yáng)極數(shù)碼管的 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽(yáng)極接高電平（一般接電源） ，其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。12共陰極數(shù)碼管的 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)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(qū)動(dòng)電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。該課題采用了共陽(yáng)極數(shù)碼管。所選用的數(shù)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(shù)碼管引腳圖 圖 數(shù)碼管平面圖該設(shè)計(jì)中所選用的數(shù)碼管有 12 個(gè)引腳，1 腳控制數(shù)碼管 0 的位選，10 腳控制數(shù)碼管 1 的位選，11 腳控制數(shù)碼管 2 的位選，7 腳控制數(shù)碼管 3 的位選；8腳控制數(shù)碼管 a 段，12 腳控制數(shù)碼管 b 段， 3 腳控制數(shù)碼管 c 段，5 腳控制數(shù)碼管 d 段，6 腳控制數(shù)碼管 e 段，9 腳控制數(shù)碼管 f 段， 2 腳控制數(shù)碼管 g 段，4 腳控制數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn) dp。其中 0 位數(shù)碼管的 dp 段控制時(shí)間顯示中數(shù)碼管的上小數(shù)點(diǎn)，1 位數(shù)碼管的 dp 段控制時(shí)間顯示中數(shù)碼管的下小數(shù)點(diǎn)。 顯示電路LED 七段數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。該設(shè)計(jì)選擇是為四位動(dòng)態(tài)時(shí)間顯示電路。由四個(gè) 9012 三極管進(jìn)行位選，分別接在單片機(jī) P2 口的低四位，加電阻為 。在顯示器與單片機(jī)之間要加 8 個(gè) 330 歐姆的電阻，由于單片機(jī)與數(shù)碼管之間電流太小，需要用兩片 74LS07 驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。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(gè)按鍵實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，也就是說(shuō)鍵盤是一組規(guī)則排列的開(kāi)關(guān)。按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，另一類是無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)按鍵。機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)。抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 5?10ms。在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)。即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判，必須采取去抖動(dòng)措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數(shù)較少時(shí)，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，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(gòu)成去抖動(dòng)電路，軟件上采取的措施是，在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms 左右（具體時(shí)間應(yīng)視所使用的按鍵進(jìn)行調(diào)整）的延時(shí)程序后，再確認(rèn)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(rèn)該鍵處于閉合14狀態(tài)；同理，在檢測(cè)到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動(dòng)的影響。獨(dú)立式按鍵：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個(gè)功能鍵，此時(shí)，可采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)。獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵的典型應(yīng)用如圖 6 所示。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 口線，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O 口線浪費(fèi)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(dú)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(kāi)時(shí)，I/O 口線有確定的高電平。當(dāng) I/O 口線內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外電路可不接上拉電阻。獨(dú)立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)：獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。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(rèn)該 I/O 口線所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。矩陣式按鍵：片機(jī)系統(tǒng)中，若使按鍵較多時(shí)，通常采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤。矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)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(diǎn)上，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)由圖 可知，一個(gè) 44 的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有 16 個(gè)按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，矩陣式鍵盤較之獨(dú)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(kāi)關(guān)的兩端，行線通過(guò)上拉電阻接到＋5V 上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個(gè)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(hào)配合起來(lái)作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。該設(shè)計(jì)中所使用獨(dú)立式鍵盤，利用軟件延時(shí)消抖，延時(shí)時(shí)間為 10ms。 報(bào)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(dòng)圈式，二者原理一樣只是結(jié)構(gòu)不同。所有蜂鳴器都有兩種類型：純蜂鳴器和帶驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)然是交流驅(qū)動(dòng)。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(zhuǎn)換能力的特殊陶瓷。這種能力緣于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)壓電陶瓷在一定方向上受到一個(gè)壓力使其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，它就會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)電流，并且電流的變化與壓力的變化密切相關(guān)。反之亦然。所以利用這一特性，在壓電陶瓷上通過(guò)一定頻率的電流，就會(huì)引起壓電陶瓷微小形變，這一形變帶動(dòng)空氣發(fā)生振動(dòng)，如果頻率適當(dāng)，就可以被人耳所聽(tīng)見(jiàn)，也就是產(chǎn)生了蜂鳴聲。報(bào)警器需要的電流為 10mA，因此需要加驅(qū)動(dòng)電路。該設(shè)計(jì)采用 PNP 型三極管 9012 和 電阻驅(qū)動(dòng)。報(bào)警電路設(shè)計(jì)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(bào)警電路該課題設(shè)計(jì)中選用的電源為 5V，用來(lái)供應(yīng)單片機(jī)工作，通過(guò)激光輸出電路來(lái)發(fā)射激光作用于人體治療疾病。為了減少電源對(duì)無(wú)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(nèi)） 。7812 是最為常見(jiàn)三端穩(wěn)壓集成，它的額定工作電流為 ，不過(guò)要加合適的散熱片才行。 如果沒(méi)有散熱片的情況下，工作電流不要超過(guò) 200mA。 7812 的輸入電壓為 18V 左右，太高芯片負(fù)擔(dān)大，效率低，發(fā)熱量大，對(duì)設(shè)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(shí)將會(huì)影響穩(wěn)壓效果。穩(wěn)壓電源如圖 所示。171 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate