【文章內(nèi)容簡介】 BCD 碼轉(zhuǎn)換成 7段 LED 數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動 IC,首推 7447 系列 ,包括 744 744 74474LS49，其中 7446 及 7447 輸出低電平驅(qū)動的顯示碼，用以推動共陽極的 7段 LED 數(shù)碼8 管；而 7448及 74LS49 輸出高電平驅(qū)動的顯示碼，用以推動共陰極 7段 LED 數(shù)碼管。 7447447 與 7448 的引角相同（雙并排 16Pins）， 74LS49 為雙并排 14Pins,如圖所示。 圖 23 744 744 7448/74LS49 引腳圖 引腳說明 D、 C、 B、 A： BCD 碼輸入引腳。 a、 b、 c?? .g:7 段 LED 數(shù)碼管輸出引腳。 Lamp Test:本引腳為測試引腳，簡稱為 LT 引腳。當本引腳輸入低電平時，所連接的 7段 LED數(shù)碼管全亮。正常顯示下，本引腳應輸入高電平。 RBI：本引腳為漣波淹沒輸入引腳（ rippleblanking input），正常顯示下，本引腳應輸入高電平。若本引腳輸入低電平 （即 0），且 D、 C、 B、 A 引腳輸入為 0，則該位數(shù)不顯示，這項功能稱為消除前置 0（ leading zero suppression）或消除尾端 0（ trailing zero suppression） BI/RBO ： 本 引 腳 為 淹沒 輸 入 或 漣 波淹 沒 輸 出 引腳 （ blanking in and/or rippleblanking output）。正常顯示下，本引腳輸入高電平或空接。若本引腳連接低電平（ 0），則該位數(shù)將不顯示。當該位數(shù)不顯示時，本引腳將輸出低電平，以串接到前一個位數(shù)的 RBI 引腳，作為消除前置 0（ leading zero suppression）或消除尾端 0（ trailing zero suppression）之用。 這 4 個 IC 都是開集極式輸出 ,對于開集極式輸出所連接的負載，其所連接的電源電壓也有些差異，如下表所示。 表 26 最大負載電壓、最大吸入電流對照表 最大負載電壓 最大吸入電流 7446 30V 40mA 7447 15V 40mA 7448 74LS49 8mA 9 高耐壓、大電流達林頓陳列 —ULN2021 概述與特點 ULN2021 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： ULN2021 的每一對達林頓都串聯(lián)一個 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)。 ULN2021 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達 500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受 50V 的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。 ULN2021 采用 DIP— 16 或 SOP— 16 塑料封裝。 ULN2021 方框圖 極限值（若無其他規(guī)定， Tamb=25℃） 圖 24 ULN2021 內(nèi)部框 圖 表 27 ULM2021 極限值 10 電特性（若無其它規(guī)定 , Tamb=25℃） LM7805 穩(wěn)壓芯片介紹 概述 7805系列為 3端正穩(wěn)壓電路， TO220封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應用范圍廣。內(nèi)含過流，過熱和過載保護電路。帶散熱片時，輸出電流可達 1A，雖然時固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。 主要特點 輸出電流可達 1A 輸出電壓有： 5V 過熱保護 表 28 ULM2021 電特性 11 短路保護 輸出晶體管 SOA 保護 外 形圖及引腳排列 功能框圖 圖 25 LM7805 外形圖 圖 26 LM7805 功能框圖 12 三極管 9013 三極管 9013 9013是一種 NPN 型硅小功率的三極管它是非常常見的晶體三極管，在收音機以及各種放大電路中經(jīng)?？吹剿?，應用范圍很廣 ,它是 npn 型小功率三極管 。 集電極電流 Ic： Max 500mA 工作溫度： 55℃ to +150℃ 集電極 基極電壓 Vcbo： 40V 主要用途： 放大電路 圖 27 9013 管腳圖 13 3 硬件電路與實現(xiàn) 微波爐控制器 的總體硬件設計 矩陣鍵盤 及其應用 矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理 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，如 下 圖所示。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(gòu)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(gòu)圖 31 微波爐控制器硬件連接電路 14 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。 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，上圖中，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，所有的輸出端都是高電平，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。 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法 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，如上圖所示鍵盤，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。 圖 32 矩陣鍵盤 15 矩陣式鍵盤的按鍵 的例子 圖仍如上所示。 AT89S52 單片機的 P1 口用作鍵盤 I/O 口，鍵盤的列線接到 P1 口的低 4 位，鍵盤的行線接到 P1 口的高 4 位。列線 分別接有 4 個上拉電阻到正電源 +5V，并把列線 設置為輸入線，行線 設置為輸出線。 4 根 行線和 4根列線形成 16 個相交點。檢測當前是否有鍵被按下。檢測的方法是 輸出全“ 0”，讀取 的狀態(tài)，若 為全“ 1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。 去除鍵抖動。當檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做下一步的檢測判斷。 若有鍵被按下，應識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。 按下述 4 種組合依次輸出： 一 二 三 四 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 在每組行輸出時讀取 ，若全為“ 1”，則表示為“ 0”這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值 。 為了保證鍵每閉合一次 CPU僅作一次處理，必須卻除鍵釋放時的抖動。 去抖處理 按鍵的抖動時間一般為 510ms，抖動可能造成一次按鍵的多次處理問題。當采取措施消除抖動的影響。消除的辦法有多種，常采用軟件延時 10ms 的方法。 在按鍵較少時，常采用硬件去抖電路。 當按鍵較多 時，常采用軟件延時的辦法。當單片機檢測到有鍵按下時，先延時 10ms，然后再檢測按鍵的狀態(tài)，若仍是閉合狀態(tài)，則認為真正有鍵按下。當檢測到按鍵釋放時，亦需要做同樣的處理。 16 四位 數(shù)碼管 原理及應用 單片機 I/O的應用最典型的是通過 I/O口與 7段 LED數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路。 LED 的發(fā)光原理，我們在這里不做介紹。七段 LED 的數(shù)碼管，則在一定形狀的絕緣材料上，利用單只 LED 組合排列成“ 8”字型的數(shù)碼管，分別引出他們的電極，點亮相應的點劃來顯示 09的數(shù)字。 將多只 LED 的陰極連在一起即為共陰式，而將多只 LED的陽極 連在一起即為共陽式。以共陽式為例，如把陰極接地，在相應段的陽極接上正電源，該段即會發(fā)光。當然。 LED的電流通常較少，一般均需在回路中接上限流電阻。假如我們將“ b”和“ c”段接上正電源，其它端接地或懸空，那么“ b”和“ c”段發(fā)光，此時，數(shù)碼管顯示將顯示數(shù)字“ 1”。而將“ a ”、“ b、“ d”、“ e”和“ g”段都接上正電源，其他引腳懸空，此時數(shù)碼管將顯示“ 2”，其他字符的顯示原理類同。 圖 34 四位數(shù)碼管內(nèi)部邏輯圖 圖 35 四位數(shù)碼管實物引腳圖 圖 33 四位數(shù)碼管實物圖 17 管腳順序：從數(shù)碼管的正面看，以第一腳位起點，管腳的順序是逆時針方向排列 ： 12986 公共端 D53 D63 A11 B7 C4 D2 E1 F10 G5 DP3 DP53 DP63 四位 數(shù)碼管連接圖 步進電機 控制電路 步進電機工作原理 圖 36 四位數(shù)碼管連 接圖 圖 37 步進電機原理圖 18 （ 1）是一個數(shù)字／角度轉(zhuǎn)換器， 也是一個串行的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器。 （ 2）是過程控制及儀表中的主要控制元件。 （ 3）廣泛用于定位系統(tǒng) 2. 概念： （ 1）步進電機旋轉(zhuǎn)的根本原因：錯齒； （ 2）術(shù)語：齒距角 、 步距角 ； （ 3）通電一周，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距角， N 為幾，一個齒距角分幾步走完 。 步進電機控制系統(tǒng)原理 用微型機控制步進電機原理系統(tǒng)圖 圖 38 步進電機控制系統(tǒng)的組成 圖 39 用微型機控制步進電機原理系統(tǒng)圖 19 步進電機連接圖 蜂鳴器 控制電路 蜂鳴器分有源蜂鳴器和無源蜂鳴器， 這里的 “源 ”不是指電源 ， 而是指震蕩源。 也就是說，有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以只要一通電就會叫。而無源內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流信號無法令其鳴叫。必須用 2K~5K 的方波去驅(qū)動它。 圖 310 步進電機連接圖 圖 311 蜂鳴器實物圖 圖 312 蜂鳴器驅(qū)動電路 20 4 控制程序設計與仿真 鍵盤掃描 及顯示程序設計 鍵盤掃描流程圖 圖 41 微波爐控制器的鍵盤掃描方式流程圖 鍵盤掃描 有鍵閉合 延時去抖動 掃描鍵盤 找到閉合鍵 計算鍵值 建立有效標志 返回 建立無效標志 閉合鍵釋放 21 矩陣鍵盤 仿真電路 鍵盤掃描和顯示輸出的程序 ： include include