【文章內(nèi)容簡介】 d， ALE/PROG， RSEN 和 EA/Vpp （ 1） RST/Vpd（ 9） 。 當(dāng)振蕩器工作時，在此引 腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復(fù)位。 （ 2） ALE/PROG（ 30） 。 當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存 ALE 信號的輸出用于鎖存低8 位地址信息。即使不訪問外部存儲器， ALE 端仍以不變的頻率周期性地發(fā)生正脈沖信號。此信號的頻率為振蕩器的 1/6。但是要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將少發(fā)出一個 ALE 信號。因此假若要將 ALE 信號直接作為時鐘信號，那么程序中必須不出現(xiàn)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的指令，否則將不能將 ALE 作為時鐘信號。 ALE 端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流） 8 個 LSTTL 電路。 （ 3） PSEN（ 29）。 該端輸出外部程序存儲器讀選通信號。當(dāng) CPU 從外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在 12 個振蕩周期內(nèi)將會出現(xiàn) 2 次 PESN 信息（低電平）。 （ 4） EA/Vpp（ 31） 訪問外部程序存儲器控制端。當(dāng) EA 端保持高電平時，單片機復(fù)位后訪問內(nèi)部程序存儲器，當(dāng) PC 值超過 4KB（對 8051/8751）或 8KB（對 8052/8752）時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器程序。當(dāng) EA 端保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，而不管內(nèi)部是否有程序存儲器。對于 EPROM 型單片機，在 EPROM 編程期間，該引腳用于施加 EPROM 編程電壓。 4．輸入 /輸出引腳 （ 1） ~(39~32)。 P0 口是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。在訪問外部存儲器時可作為地址（低 8 位） /數(shù)據(jù)分時復(fù)用總線使用。當(dāng) P0 作為地址 /數(shù)據(jù)分時復(fù)用總線使用時，在訪問存儲器期間它能激活內(nèi)部的上拉電阻。在 EPROM 型單片機編程時， P0 接受指令，而在驗證程序時，則輸出指令。驗證時，要求外接上拉電阻。 P0 能以吸收點流的方式驅(qū)動 8 個 LSTTL 電路。 （ 2） ~(1~8)。 P1 是一個內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。在對 EPROM型單片機編程和驗證程序時，它接收 低 8 位地址。 P1 能驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 LSTTL電路。 （ 3） ~(21~28)。 P2 是一個內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。在訪問外部存儲器時，它送出高 8 位地址。在對 EPROM 型單片機編程和驗證程序期間，它接收高 8位地址。 P2 可以驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 LSTTLL 電路 （ 3） ~(10~17)。 P3 是一個內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 P3 能驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 LSTTL 電路 。 P3 口每個引腳分別具有第二功能， 如 表 31 所示 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位 8 表 31 P3 各口線 的第二功能 口線 第二功能 RXD(串行口輸入 ) TXD（串行口輸出） TNT0(外部中斷 0 外部輸入 ) TNT1（外部中斷 1 外部輸入） T0（定時器 /計數(shù)器 0 外部輸入） T1（定時器 /計數(shù)器 1 外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） WD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 整形濾波電路 [2] 施密特觸發(fā)器介紹 施密特觸發(fā)器也有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式，其狀 態(tài)由輸入信號電位維持；對于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。 門電路有一個閾值電壓，當(dāng)輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到閾值電壓時電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負(fù)向閾值電壓。正向閾值電壓與負(fù)向閾值 電壓之差稱為回差電壓。 它是一種閾值開關(guān)電路，具有突變輸入 ——輸出特性的門電路。這種電路被設(shè)計成阻止輸入電壓出現(xiàn)微小變化（低于某一閾值）而引起的輸出電壓的改變。 利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。輸入的信號只要幅度大于 vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。 當(dāng)輸入電壓由低向高增加，到達 V+時，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓 Vi 由高變低，到達 V，輸出電壓發(fā)生突變，因而出現(xiàn)輸出電壓變化滯后的現(xiàn)象，可以看出對于要求一定延 遲啟動的電路，它是特別適用的 . 從傳感器得到的矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變。當(dāng)傳輸線上的電容較大時，波形的上升沿將明顯變壞；當(dāng)傳輸線較長，而且接受端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象；當(dāng)其他脈沖信號通過導(dǎo)線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號時，信號上將出現(xiàn)附加的噪聲。無論出現(xiàn)上述的那一種情況，都可以通過用施密特反相觸發(fā)器整形而得到比較理想的矩形脈沖波形。只要施密特觸發(fā)器的 vt+和 vt設(shè)置得合適，均能受到滿意的整形效果。 。 單片機紅外測速設(shè)計 9 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 施密特觸 發(fā)器的應(yīng)用 ： 1. 波形變換 可將三角波、正弦波等變成矩形波。 2. 脈沖波的整形 數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿不理想的情況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較理想的矩形脈沖。 3. 脈沖鑒幅 幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號時加到施密特觸發(fā)器的輸入端時，能選擇幅度大于欲設(shè)值的脈沖信號進行輸出。 下面重點說一下施密特觸發(fā)器的對脈沖波的整形作用。 在數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變 ： （ 1） 輸入信號是由直流分量和正弦分量疊加而成的，只要輸入信號的幅度大于VT+，即可在施密特觸發(fā) 器的輸出端得到同頻率的矩形脈沖信號。 （ 2） 當(dāng)傳輸線上電容較大時，波形的上升沿和下降沿將明顯變化 。 （ 3） 當(dāng)傳輸線較長，而且接收端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象 。 無論出現(xiàn)上述的哪一種情況，都可以通過施密特觸發(fā)器整形而獲得比較理想的矩形脈沖波形。 74LS14 介紹 在本系統(tǒng)中選用了由 TTL電路集成的施密特觸發(fā)器 74LS14。 74LS14 是一個 6 反向器， 引腳定義如圖 ： A 端為輸入端， Y 端為輸出端，一片芯片一共 6 路，即 1， 3， 5， 9，11， 13 為輸入端， 2， 4， 6， 8， 10， 12 為輸出端，輸出結(jié)果與輸入結(jié)果反向。即如果輸入端為高電平， 那么輸出為低電平。 如果輸入低電平，輸出為高電平 74LS14 具有以下特點： （ 1）輸入信號邊沿的變化即使非常緩慢，電路也能正常工作。 （ 2）對于閾值電壓和滯回電壓均有溫度補償。 （ 3）帶負(fù)載能力和抗干擾能力都很強。 74LS14 主要參數(shù)如表 32 所示： 表 32 74ls14d 主要參數(shù)的典型值 器件型號 延遲時間（ ns） 每門功耗（ mW） VT+（ V） VT－ （ V） Δ VT（ V） 74LS14 15 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位 10 數(shù)碼管顯示電路 [3] 七段 LED 數(shù)碼管 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管 。 數(shù)碼管的分類 ： （ 1） 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示） 。 （ 2） 按能顯示多少個 “8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管 。 （ 3） 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二 極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮 ， 共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮 。 通常七段 LED 數(shù)碼顯示器有 8 個發(fā)光二級管，其中 7 個發(fā)光二級管構(gòu)成一個 “8”字， 1個發(fā)光二級管用于顯示小數(shù)點，這 8 個筆段分別用 a~h 表示。七段 LED 數(shù)碼顯示器與單片機的并行 接 口很簡單，只要將 1 個 8 位并行輸 出 (口必須帶輸出鎖存）與顯示器 8 個引腳相連即可。但要注意輸出口的實際驅(qū)動能力，必要時應(yīng)加驅(qū)動電路。每個發(fā)光二級管均有其額定工作電流（ 5~10mA),所以實際使用時在每個發(fā)光二級管回路中應(yīng)該接限流電阻，使其工作在額定電流范圍內(nèi)。 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 十進制譯碼 器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動 5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動，要知道一個 89S51 單片機可用的 I/O 端口才 32 個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 ② 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個 數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫單片機紅外測速設(shè)計 11 留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗 更低。 本此設(shè)計采用串并轉(zhuǎn)換電路 74LS164 為靜態(tài)顯示電路。 LED 數(shù)碼顯示器的顯示段碼 8 位并行輸出口輸出不同的數(shù)據(jù)即可顯示不同的字符，通常將控制發(fā)光二極管的一個字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段碼。共陽極結(jié)構(gòu) 與共陰極的顯示器其段碼互補。如一個字節(jié)中的最高位對應(yīng) h 筆段、最低位對應(yīng) a 筆段，則顯示字符與對應(yīng)的段碼如表 33 所示 表 33 七段 LED 數(shù)碼管顯示器的段碼 顯示字符 共陽極段碼 共陰極段碼 字型 共陽極段碼 共陰極段碼 0 COH 3FH A 88H 77H 1 F9H 06H B 83H 7CH 2 A4H 5BM C C6H 39H 3 BOH 4FH D A1H 5EH 4 99H 66H E 86H 79H 5 92H 6DH F 8EH 71H 6 82H 7DH P 8CH 73H 7 F8H 07H U C1H 3EH 8 80H 7FH Y 91H 6E 9 90H 6FH 黑 FFH 00H 74LS164 顯示接口芯片 [4] 在本次設(shè)計中就選擇了 74LS164 作為顯示接口芯片。 在單片機系統(tǒng)中，如果并行口的IO 資源不夠，而串行口又沒有其他的作用， 那么我們可以用 74LS164 來擴展并行 IO 口，節(jié)約單片機資源。 74LS164 是一個串行輸入并行輸出的移位寄存器。并帶有清除端。 其中：Q0— Q7 并行輸出端。 A,B 串行輸入端。 MR 清除端，為 0 時，輸出清零。 CP 時 鐘輸入端。 如圖 所示。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位 12 圖 74LS164 引腳圖 當(dāng)清除端（ CLEAR）為低電平時，輸出端（ QA－ QH）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B） 可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) A、 B 任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。當(dāng) A、 B 有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài)。 硬件接口電路如圖 所示 圖 LED 顯示接口電路 紅外發(fā)射接收電路 [5] 紅外線特點 紅外線是國外著名科學(xué)家赫 歇爾在一次科學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)在太陽的可見光線以外存在著一種神奇的光線，人的肉眼無法看見這種光線，但它的物理特性與可見光線極為相似，有著明顯的熱輻射。由于它位于可見光中紅光的外側(cè)，故而稱之為紅外線，紅外線的波長范圍很寬，介于 ——1000 微米之間，在紅外線中，波長較短的為近紅外線，波長最長的一段紅外線 為遠(yuǎn)紅外線。 紅外光線