【文章內(nèi)容簡介】 ble） 在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)， ALE 的下降沿將 P0 口輸出的低 8位地址鎖存在外接的地址鎖存器中，以實(shí)現(xiàn)低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)的分 時(shí)傳送。此外 ALE 端連續(xù)輸出正脈沖，頻率為振蕩器頻率的 1/6，可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。但是要注意的是：每當(dāng)訪問 RAM 時(shí)要丟失一個(gè) ALE 脈沖。 在編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 (PROG )。 如果需要的話 ,通過對(duì)專用寄存器 (SFR)區(qū)中 8EH 單元的 D0 位置數(shù) ,可禁止 ALE 操作 .該位置數(shù)后，只有在執(zhí)行一條 MOVX 或 MOVC 指令期間，ALE 才會(huì)被激活 .另外，該引腳會(huì)被微弱拉高 ,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，該設(shè)定禁止 ALE 位無效。 ● PSEN ：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)允許，低電平有效。 在片外程序存儲(chǔ)器取指期間，當(dāng) PSEN 有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送CCV RST AT89C51 200 22 F? 1K 5V 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 14 至 0P 口（數(shù)據(jù)總線）；在訪問外部 RAM 時(shí)， PSEN 無效。 ● EA /Vpp：外部程序存儲(chǔ)器訪問允許信號(hào) EA（ External Access Enable）。 當(dāng) EA 信號(hào)接地時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作限定在外部 程序存儲(chǔ)器，地址為0000H~FFFFH；當(dāng) EA 接 Vcc 時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。 在編程時(shí)，該引腳可接編程電壓（ AT89C51 的 Vpp 為 5V 或 12V）。在編程校驗(yàn)時(shí)，該引腳可接 Vcc。 輸入 /輸出引腳 — ,— ,— ,— ● P0 端口 (— )： 8位、漏極開路的雙向 I/O口。 當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器及外擴(kuò) I/O 口時(shí)， P0 口作為低字節(jié)地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線。在編程時(shí) ， P0口可用于接收指令代碼字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)， P0口可輸出指令字節(jié)（這時(shí)需要加外部上拉電阻）。 P0 口也可作通用 I/O口使用，但需加上拉電阻，變?yōu)闇?zhǔn)雙向口。當(dāng)作為普通輸入時(shí)，應(yīng)將輸出鎖存器置 1。 P0 口可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載。 ● P1 端口 (— )： 8位、準(zhǔn)雙向 I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P1 口是為用戶準(zhǔn)備的 I/O 雙向口。在編程和校驗(yàn)時(shí)，可用作輸入低8 位地址。用作輸入時(shí)，應(yīng)先將輸出鎖存器置 1。 P1 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL負(fù)載。 ● P2 端口 (— )： 8位、準(zhǔn)雙向 I/O口，具有內(nèi)部上拉 電阻。 當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器或外擴(kuò) I/O口時(shí)， P2 口輸出高 8 位地址。在編程 /校驗(yàn)時(shí)， P2 口可接收高字節(jié)地址和某些控制信號(hào)。 P2 口也可作普通 I/O 口使用。用作輸入時(shí)，應(yīng)先將輸出鎖存器置 1。 P2 口可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 負(fù)載。 ● P3 端口 (— )： 8位、準(zhǔn)雙向 I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P3 口可作為普通 I/O 口。用作輸入時(shí)，應(yīng)先將輸出鎖存器置 1。在編程 /校驗(yàn)時(shí)， P3口接收某些控制信號(hào)。它可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 負(fù)載。 在 AT89C51 中， P3 端口還用于一些復(fù)用功能。 復(fù)用功能如表 31 所示。 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 15 表 31 P3各端口引腳與復(fù)用功能表 端口引腳 復(fù)用功能 RXD(串性輸入口 ) TXD(串性輸出口 ) 0INT (外部中斷 0) 1INT (外部中斷 1) T0(定時(shí)器 0 的外部輸入 ) T1(定時(shí)器 1 的外部輸入 ) WR (外部數(shù)據(jù)寄存器寫選通 ) RD (外部數(shù)據(jù)寄存器讀選通 ) 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電 動(dòng) 機(jī)的驅(qū)動(dòng)電 路 有多種，但最為常用的就是單電壓驅(qū)動(dòng)、雙電壓驅(qū)動(dòng)、 高低壓驅(qū)動(dòng)、 斬波驅(qū)動(dòng)、細(xì)分控制驅(qū)動(dòng)等。單電壓驅(qū)動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)控制中最為簡單的一種驅(qū)動(dòng)電路， 電動(dòng)機(jī)繞組在工作時(shí)只用一個(gè)電壓源對(duì)繞組供電。 它的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，因它的工作效率低，特別是在高頻下更顯的突出。它的外接電阻 R 要消耗相當(dāng)一部分的熱量，這樣就會(huì)影響電路的穩(wěn)定性所以此種驅(qū)動(dòng)方式一般只用在小功率的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中。雙電壓驅(qū)動(dòng)是電路一般采用兩種電源電壓來驅(qū)動(dòng)，在低頻段使用較低的電壓驅(qū)動(dòng)，在高頻段使用較高的電壓驅(qū)動(dòng)。這 種驅(qū)動(dòng)方法保證了低頻段仍然具有單電壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，在高頻段具有良好的高頻性能，但仍沒擺脫單電壓驅(qū)動(dòng)的弱點(diǎn)，在限流電阻上仍然會(huì)產(chǎn)生損耗和發(fā)熱。高低壓驅(qū)動(dòng)不論電動(dòng)機(jī)工作的頻率如何，在繞組通電的開始用高壓供電，使繞組中電流迅速上升，而后用低壓來維持繞組中的電流。這種 驅(qū)動(dòng)電路的缺點(diǎn)是在高低壓連接處電流出現(xiàn)谷點(diǎn)，這樣必然引起 轉(zhuǎn)矩在谷點(diǎn)處下降。不宜于電機(jī)的正常運(yùn)行。對(duì)于斬波電路驅(qū)動(dòng)則可以克服這種缺點(diǎn)，并且還可以提高步進(jìn)電機(jī)的效率。所以從提高效率來看這是一種很好的驅(qū)動(dòng)電路，它可以用較高的電源電壓，同時(shí)無需外接電阻來限定期額 定電流和減少時(shí)間常數(shù)。但由于其波形頂部呈現(xiàn)鋸齒形波動(dòng)，揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 16 所以會(huì)產(chǎn)生較大的電磁噪聲。細(xì)分驅(qū)動(dòng)是用脈沖電壓來供電的，對(duì)于一個(gè)電壓脈沖，轉(zhuǎn)子就可以轉(zhuǎn)動(dòng)一步，一般會(huì)根據(jù)電壓脈沖的分配方式，步進(jìn)電機(jī)各相繞阻會(huì)輪流切換，固可以使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。細(xì)分控制的電路一般分為兩類，一類是采用線性模擬功率放大器的方法獲得階梯形電流，這種方法簡單，但效率低。別一種是用單片機(jī)采用數(shù) 字 脈寬調(diào)制的方法獲得階梯電流，這種方法需要復(fù)雜的計(jì)算可使細(xì)分后的步距角一致。 LED 顯示電路 在控制系統(tǒng)中，顯示裝置是一個(gè)重要組成部分，主要用來顯 示生產(chǎn)過程的工藝狀況與運(yùn)行結(jié)果，以便于現(xiàn)場工作人員的正確操作。 LED 數(shù)碼管由于具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低、配置靈活、顯示清晰、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛采用。 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)原理 發(fā)光二極管 LED 是利用 PN 結(jié)把電能轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光器件，根據(jù)制造材料的不同，可以發(fā)出紅、黃、綠、白等不同色彩的可見光束。LED 的伏安特性類似于普通二極管，正向壓降為 2V 左右，工作電流一般在 10mv~20mv 之間較為合適。 圖 35 8 段 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)原理 （ a） 段排列；（ b）共陰極；（ c）共陽極 GND c d f a GND e dp b g 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 17 一個(gè) 8 段 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖 35所示。它是由 8個(gè)發(fā)光二極管組成，各段依次記為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp，其中 dp表示小數(shù)點(diǎn)（不帶小數(shù)點(diǎn)的稱為 7 段 LED）。 8 段 LED 顯示器有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖 35（ b）、（ c）所示。共陰極 LED 的所有發(fā)光管的陰極并接成公共端 COM，而共陽極 LED 的所有發(fā)光管的陽極并接成公共端 COM。當(dāng)共陰極 LED 的 COM 端接地，則某個(gè)發(fā)光二極管的陽極加上高電平時(shí)，則該管有電流流過因而點(diǎn)亮發(fā)光；當(dāng)共陽極 LED 的 COM 端接高電平，則某個(gè)發(fā)光二極管的陰極加上低電平時(shí)，則該管有電流流過因而點(diǎn)亮發(fā)光。 8 段 LED 通過不同段點(diǎn)亮?xí)r的組合，可以顯示 0~ A~F 等十六進(jìn)制數(shù)。顯然，將 CPU 的數(shù)據(jù)線與 LED 各段引腳相連，控制輸出的數(shù)據(jù)就可以使 LED 顯示不同的字符 。通常把控制 LED 數(shù)碼管發(fā)光顯示字符的 8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼、字符譯碼或字模，當(dāng)段引腳 dp~a 與 CPU 數(shù)據(jù)位D7~D0一一 對(duì)應(yīng)相連時(shí)，共陰極 8 段 LED 顯示器 的段選碼如表 42 所列。以顯示字符“ 3”的段選碼為例，“ 3”的段選碼是十六進(jìn)制的 4FH，也就是二進(jìn)制的 01001111。結(jié)合圖 35（ a）（ b），即意味著 CPU 輸出的數(shù)據(jù)位 D7~D0 為 01001111，則使 LED 顯示器的 dp、 f、 e 段接地， g、 d、 c、 b、a 段接高電平，當(dāng) COM 端接地時(shí)，顯示器就顯示出數(shù)字“ 3”。如此，通過不同的段選碼，即可顯示出不同的相應(yīng)字符。 表 32 8 段 LED 顯示器的段選碼 顯示字符 共陰極段選碼 共陽極段選碼 顯示字符 共陰極段選碼 共陽極段選碼 0 3FH C0H 8 7FH 80H 1 06H F9H 9 6FH 90H 2 5BH A4H A 77H 88H 3 4FH B0H B 7CH 83H 4 66H 99H C 39H C6H 5 6DH 92H D 5EH A1H 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 18 6 7DH 82H E 79H 86H 7 07H F8H F 71H 8EH 數(shù)碼管共陽極的段選碼恰好與共陰極的段選碼相反，如共陽極數(shù)碼管“ 3”的段選碼 B0H（ 10110000）是共陰極數(shù)碼管“ 3”的段選碼 4FH（ 01001111）的反碼。 需要注意的是，表 32 只是基于段引腳 dp~a 與數(shù)據(jù)位 D7~D0 對(duì)應(yīng)相連這一模式的，如果對(duì)應(yīng)連線改變，則段選碼也隨之改變。 LED 顯示接口 LED 靜態(tài)顯示：靜態(tài)顯示雖然占用 CPU 機(jī)時(shí)少，顯示穩(wěn)定可靠。占用 I/O 口資源多，線路復(fù)雜、硬件成本高；又因?yàn)橥瑫r(shí)顯示，所以功耗大，為了簡化硬件電路，降低成本，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常采用動(dòng)態(tài)顯示的方法，解決多位 LED 顯示的問題。 動(dòng)態(tài)顯示的硬件接口簡單，只需一個(gè)公共的七段碼輸出口（字形口），一個(gè)選擇顯示位的數(shù)位選擇口（字位口），顯示時(shí)，從左到右輪流點(diǎn)亮每位顯示器，只要保證稍描周期不超過一定的限度（一 般在 20ms 以下）由于視覺的暫留，則可達(dá)到“同時(shí)”顯示各位不同的數(shù)字或字符的目的。 動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是硬件成本低，接口電路簡單，但它要求 CPU 頻繁地為顯示服務(wù)。 LED 動(dòng)態(tài)顯示就是將所有顯示位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8位 I/O 口控制，而位選線則由其它的 I/O 口控制。 8 位動(dòng)態(tài)顯示電路只需要兩個(gè) 8 位的口。一個(gè)控制段選碼，另一個(gè)控制位選線。由于所有位的段選碼由同一個(gè)口控制，因此要使每位顯示不同的字符，必須采用掃描方式。即每一時(shí)刻位選只選通一個(gè)顯示位，同時(shí)段選控制口輸出顯示字符對(duì)應(yīng)的段選碼，使該位顯示相應(yīng)的字符，顯 示一定時(shí)間后，再選通其它顯示位。如此循環(huán)，使每個(gè)顯示器件顯示該位應(yīng)顯示的字符。通過程序控制，不斷顯示輸出相應(yīng)的段選碼和位選碼，由于人的視覺暫留效應(yīng)，就可以獲得視覺穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 19 可編程鍵盤 /顯示控制器 ZLG7290 電路工作原理 ZLG7290 概述 1. I/O 控制及數(shù)據(jù)緩沖器 數(shù)據(jù)緩沖器是雙向緩沖器，連接內(nèi)、外總線，用于傳送單片機(jī)和ZLG7290 之間的命令或數(shù)據(jù)。 I/O 控制線是單片機(jī)對(duì) 8279 進(jìn)行控制的引線， CS 是 8279 的片選信號(hào)，當(dāng) CS=0 時(shí)， ZLG7290 才被允許讀出或?qū)懭胄畔ⅰ?WR、 RD 為來自單片機(jī)的讀、寫控制信號(hào)。 A0 用于區(qū)別信息特性： A0=1 時(shí)，表示數(shù)據(jù)緩沖器輸入為指令、輸出為狀態(tài)字； A0=0 時(shí)，輸入、輸出皆為數(shù)據(jù)。 2. 控制與定時(shí)寄存器及定時(shí)控制 控制與定時(shí)寄存器用來寄存鍵盤及顯示的工作方式，以及有 單片機(jī)編程的其它操作方式。這些寄存器一旦接受并鎖存送來的命令，就通過譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，從而完成相應(yīng)的控制功能。 定時(shí)控制包含基本計(jì)數(shù)器。其中計(jì)數(shù)器是一個(gè)可編程的 N級(jí)計(jì)數(shù)器。N 可以為 2～ 31 之間的數(shù)據(jù)，由軟件編程，以便從外界時(shí)鐘 CLK 分頻得到內(nèi)部所需要的 100kHZ 的時(shí)鐘。然 后再經(jīng)過分頻，為鍵盤掃描提供適當(dāng)?shù)闹鹦袙呙桀l率和顯示掃描時(shí)間。 3. 掃描計(jì)數(shù)器 掃描計(jì)數(shù)器有兩種工作方式。按編碼方式工作時(shí)，計(jì)數(shù)器作二進(jìn)制計(jì)數(shù)。 4位計(jì)數(shù)狀態(tài)從掃描線 SL0～ SL3 輸出，經(jīng)外部譯碼器譯碼后，為鍵盤和顯示器提供掃描線（ 16 條）；按譯碼方式工作時(shí)，掃描計(jì)數(shù)器的最低二位被譯碼后，從 SL0～ SL3 輸出。因此， SL0～ SL3 提供了 4中取 1的掃描譯碼。 揚(yáng)州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 20 4. 回復(fù)緩沖器、鍵盤去抖動(dòng)及控制 來自 RS0～ RS7的 8根回復(fù)線的回復(fù)信號(hào)，由回復(fù)緩沖器緩沖并鎖存。 在鍵盤工作方式中，回復(fù)線作為行列式鍵盤的行列輸入 線。在逐行列掃描時(shí)，回復(fù)線用來搜尋每一行列中閉合的鍵，當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，去抖電路被置位，延時(shí)等待 10ms 后，再檢驗(yàn)該鍵是否繼續(xù)閉合，并將該鍵的地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)被送入 ZLG7290 內(nèi)部FIFO（先進(jìn)先出）存儲(chǔ)器。 鍵盤數(shù)據(jù)格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1