【正文】 進(jìn)行計(jì)數(shù)，在時(shí)鐘脈沖線上使用施密特對(duì)時(shí)鐘上升和下降時(shí)間無限制。 引腳說明 CIN： 時(shí)鐘輸入端 ：時(shí)鐘反相輸出端 COUT： 時(shí)鐘輸出端 RST： 計(jì)數(shù)器清零端 (高電平有效 ) Q4～ Q14：計(jì)數(shù) 器輸出端 ② 74HC393 74HC393 是雙四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 (異步清零 )。 異步清零端 (1MR,2MR)為高電平時(shí)，不管時(shí)鐘輸入端 1CLK,2CLK 狀態(tài)如何，即可以完成清零功能。當(dāng) 1MR,2MR 為低電平時(shí)，在 1CLK,2CLK 脈沖下降沿作用下進(jìn)行計(jì)數(shù)操作。 引腳說明 1CLK,2CLK： 時(shí)鐘輸入端（下降沿有效） 1MR,2MR： 異步清零端 1Q0～ 1Q3,2Q0～ 2Q3：輸出端 看門狗硬件電路如圖 所示，設(shè)實(shí)際運(yùn)行的用戶程序所需工作周期為 T，分頻器計(jì)滿時(shí)間為 Tosc，當(dāng) Tosc T 且系 統(tǒng)正常工作時(shí)，程序每隔 T 時(shí)刻對(duì) CD4060 掃描一次，分頻器總也不能計(jì)滿，則沒有輸出信號(hào)。如果系統(tǒng)工作不正常（程序彈飛、死循環(huán)），程序?qū)?CD4060發(fā)不出掃描信號(hào)，待分頻器計(jì)滿時(shí)，輸出一脈沖信號(hào)是 CPU 復(fù)位。 圖 看門狗硬件電路 該看門狗電路，振蕩器采用晶振電路，晶振電路每輸入一個(gè) CP 脈沖， CD4060 以二進(jìn)制形式計(jì)數(shù)一次，當(dāng) CD4060 的 Q9 端口輸出一個(gè)高低變化的 CP 脈沖，將作為提供下一級(jí)74HC393的 CLK信號(hào)， CPU每隔 T發(fā)出一 CP 脈沖經(jīng) C R8構(gòu)成的 RC充放電電路 ( =RC)，提供 74HC393 清零信號(hào)，使得 74HC393 總不能計(jì)滿；若 CPU 在 T 時(shí)間內(nèi)沒有發(fā)出清零信號(hào)，則當(dāng) 74HC393 計(jì)滿數(shù)時(shí) Q3 將發(fā)出高電平信號(hào)，使 CPU 復(fù)位。 ③看門狗定時(shí)器 Tosc 的計(jì)算： RC 振蕩器： 如圖 所示，振蕩器 Tosc 由 RT、 CT 決定。 RS 用于改善振蕩器的穩(wěn)定性， RS 要遠(yuǎn)大于RT 。一般選取 RS=10RT,且 CT100pF。如果 RS=450kΩ， RT=45kΩ， CT=1uF,則Tosc=*CT*RT=。 ： 由于石英晶體振蕩器具有頻率精確、振蕩穩(wěn)定、溫度系數(shù) 小等特點(diǎn)，而且晶振頻率越高，產(chǎn)生的秒脈沖越穩(wěn)定，所以在設(shè)計(jì)中采用 32768Hz 的晶體振蕩器。該振蕩器由石英晶體、微調(diào)電容、溫度校正電容、反饋電阻組成。 R6 為反饋電阻 (一般為 2～ 100MΩ )，較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率穩(wěn)定， C8 為頻率微調(diào)電容 (5～ 35pF)， C9 為溫度特性校正電容 (20～40pF)， C C9 與石英晶體共同構(gòu)成 型網(wǎng)絡(luò)以控制振蕩器頻率并使輸入輸出相移 180176。 振蕩器周期計(jì)算公式： Tosc=2n/32768，則可以計(jì)算出該看門狗定時(shí)器 T=29*24/32768= 車速 檢測(cè)電路 圖 計(jì)價(jià)器檢測(cè)電路 ① 74HC14 74HC14 為具有施密特觸發(fā)器的六反相器 施密特觸發(fā)器原理：當(dāng)輸入信號(hào) Vi 減小至低于閥值 V時(shí)，輸出電壓 VO 翻轉(zhuǎn)為高電平 V0H；而輸入電壓 Vi 增大高于閥值電壓 V+時(shí)，輸出電壓 VO 翻轉(zhuǎn)為低電平 VOL。這種滯后的電壓傳輸特性稱為回差特性，其回差值 V+V為回差電壓。 主要參數(shù)： :VIT+:～ ，額定 :VIT:～ ，額定 Vt:，最小 IOH:最大 400uA IOL:最大 8mA ② GK105A GK105A 為光電傳感器，除了能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能外，還有對(duì)電信號(hào)放大的功能。為增大光照，基區(qū)面積做得很大，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時(shí)管子流過的電流為暗電流 Iceo=（ 1+β） Icbo（很?。纫话闳龢O管的穿透電流還??；當(dāng)有光照時(shí)，激發(fā)大量的電子 空穴對(duì)，使得基極產(chǎn)生的電流 Ib 增大，此刻流過管子的電流稱為光電流，集電極電流 Ic=（ 1+β） Ib，可見 GK105A 有很高的靈敏度。 主要參數(shù)： IF:16mA，最大 25mA IC:1mA，最大 10mA 檢測(cè)電路如圖 所示，當(dāng)檢測(cè)到有信號(hào)輸入時(shí)，光敏晶體管的基極，接受不到發(fā)光二極管的光照，則集電極正偏、發(fā)射極反偏，即 GK105A 截止，那么高電平 VCC 經(jīng) RC 濾波電路，再經(jīng)具有施密特觸發(fā)器的反相器 74HC14，輸出低電平，送至 CPU 的 口產(chǎn)生中斷。由于電路中傳輸?shù)男盘?hào)為矩形脈沖信號(hào)，容易發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿不理想的情況，利用施密特觸發(fā)器的回差特性，可以得到比較理想的脈沖 波形。（ C5 為去耦濾波電容） 三、軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)思路 該系統(tǒng)由于控制器件較多，數(shù)據(jù)處理也比較多，為了更好的協(xié)調(diào)各個(gè)子程序之間執(zhí)行，系統(tǒng)開了 4 個(gè)中斷源 1 個(gè)外部中斷 INT0,3 個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0、 T T2。 ①外部中斷 INT0 用作信號(hào)采集入口程序，優(yōu)先級(jí)別最高，當(dāng)檢測(cè)到有外部輸入信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生中斷計(jì)數(shù)器加 1 次。 ② T0 定時(shí)器用于記錄總等待時(shí)間，優(yōu)先級(jí)別次之，當(dāng)車速＜ 3km/h 時(shí)，啟動(dòng) T0 定時(shí)器（定時(shí) 50ms），否則關(guān)閉 ,每次計(jì)入時(shí)進(jìn)行判斷 1S到了嗎？若到了計(jì)時(shí)器加 1次，然后在判斷 5min到了嗎？ 若到了，里程數(shù)加 1 公里，否則退出 T0 中斷程序。 ③ T1 定時(shí)器用于測(cè)電機(jī)速度，優(yōu)先級(jí)別次次之，程序一上電就啟動(dòng) T1 定時(shí)器（定時(shí) 40ms），每次進(jìn)入時(shí)進(jìn)行判斷 1S 到了嗎？若到了根據(jù)速度公式 v= s/ t, t 取 1S,則 v= s。 ④ T2 定時(shí)器用于電機(jī)調(diào)速，優(yōu)先級(jí)別再次之，當(dāng)電機(jī)工作于低速或高速時(shí)啟動(dòng) T2 定時(shí)器，在低速或高速時(shí)， T2 定時(shí)時(shí)間不同，即步進(jìn)電機(jī)供電各相序之間時(shí)間間隙不同，這樣就可以達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)速度的目的。（注：考慮到該系統(tǒng)程序較大，若所采用延時(shí)的方法來控制步進(jìn)電機(jī)各相序之間的時(shí)間間隙，勢(shì)必將影響各子 程序之間協(xié)調(diào)處理，降低 CPU 的執(zhí)行效率，固采用定時(shí)中斷處理） 主程序編寫思路：首先 CPU 剛上電時(shí)喂狗一次，調(diào)用初始化子函數(shù)（設(shè)置變量寄存器參數(shù)、中斷控制寄存器、可編程模塊 LCD、 AT24C02 工作條件）；然后進(jìn)入主循環(huán)函數(shù) 1：首先喂狗一次，然后調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)，接著判斷是否進(jìn)行價(jià)格調(diào)節(jié)，若調(diào)節(jié)按鍵按了，進(jìn)入密碼界面、輸入密碼，判斷密碼是否正確，正確則進(jìn)入調(diào)節(jié)界面，最后通過按鍵對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，若調(diào)節(jié)按鍵沒有按下則在主循環(huán)函數(shù) 1 中繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行；若計(jì)價(jià)器進(jìn)入工作狀態(tài)，程序?qū)⑦M(jìn)入主循環(huán)函數(shù) 2：首先喂狗一次，然后調(diào)用 鍵盤掃描函數(shù)，接著調(diào)用顯示函數(shù)，接著調(diào)用數(shù)據(jù)處理函數(shù)，再接著判斷車速＜ 3km/h 嗎？若是則啟動(dòng)定時(shí)器 T0，否則關(guān)閉定時(shí)器 T0，最后在主循環(huán)函數(shù) 2 中繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行。 程序在未使用的中斷向量區(qū)、未使用的大片 ROM 區(qū)和程序的斷層處設(shè)置了軟件陷阱，當(dāng)CPU 受到外界信號(hào)干擾時(shí)，即使程序跑飛掉，軟件陷阱也可以將程序指引到正確的地方執(zhí)行，避免了程序進(jìn)入死循環(huán)，這樣大大的提高了系統(tǒng)的可靠性。 程序總體流程框圖 四、設(shè)計(jì)總結(jié) 在當(dāng)今科技突飛猛進(jìn)、信息交通便捷的社會(huì)中，電子產(chǎn)業(yè)正以蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)主導(dǎo)著IT 產(chǎn)業(yè)，并且正朝著智能、微型化發(fā)展。電子產(chǎn)品以智能、便捷服務(wù)于社會(huì)，大到軍事、科研，小到家用電器，在就業(yè)壓力比較大的今天，學(xué)好電子技術(shù)將是一個(gè)很好的選擇。 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)源于去年《天華杯?全國(guó)電子設(shè)計(jì)與技能大賽》，由于比賽受到時(shí)間的局限性，所以當(dāng)時(shí)沒有完成，不過該系統(tǒng)電路完全是根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)的。由于第一次踏入社會(huì)工作，沒有什么經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)該電路就當(dāng)是先上手練習(xí)吧！ 設(shè)計(jì)該電路我從中學(xué)到了不少東西，首先從印制電路板 PCB 布線來說，在學(xué)校學(xué)的是DXP2022，但是當(dāng)時(shí)學(xué)的不好，只會(huì)布一些簡(jiǎn)單的單層板電路?？墒?大多數(shù)電路板都是雙層的，我打算重新學(xué)習(xí) ProtelDXP2022,于是從網(wǎng)上下載了一個(gè) ProtelDXP2022 軟件，也許是盜版的原因，經(jīng)常出現(xiàn)電腦死機(jī)，迫于無奈，我買了本 Protel99se，耗了我大概一個(gè)星期的時(shí)間來學(xué)習(xí)它。學(xué)完之后，我就開始布該系統(tǒng) PCB 圖。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的人員來說，布此電路板也許就幾個(gè)小時(shí)或半天的時(shí)間，可我整整花了 2 天的時(shí)間才布好。還好，雖然布線、布局不太美觀，但最終電路板還可以正常工作，我已經(jīng)很滿足了。 還有就是我學(xué)習(xí)單片機(jī) C 語言編程，在學(xué)校學(xué)的是匯編語言，雖然匯編語言比單片機(jī) C 語言執(zhí) 行效率高，但是匯編語言在復(fù)雜數(shù)據(jù)處理、程序移植方面沒有單片機(jī) C 語言簡(jiǎn)單、靈活。有時(shí)候?qū)σ恍┛删幊绦酒瑢W(xué)習(xí)過程中，自己編程遇到困難時(shí)，想從網(wǎng)上看一下別人的編程思路，可是一搜索全是 C 例程，看不懂，所以又是迫于無奈學(xué)習(xí)單片機(jī) C 語言。于是我從網(wǎng)上郵購(gòu)了一本 C 程序設(shè)計(jì)的書，耗了大概半個(gè)月的時(shí)間來學(xué)習(xí)它。由于之前我用匯編編寫過此程序、有一定的思路，所以最終源程序從編寫到調(diào)試花了 3 天的時(shí)間完成。 最后就是硬件電路部分，由于模電學(xué)的不是很好，所以在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)電路是改了又改。由于在學(xué)校搭一些電路都是直接使用穩(wěn)壓電源，所以 對(duì)電源電路的設(shè)計(jì)、抗干擾方面重視不足，在工作中就遇到過程序跑飛的現(xiàn)象，體會(huì)比較深刻，從那以后我對(duì)抗干擾技術(shù)開始重視起來。這對(duì)我以后設(shè)計(jì)電路也是很有幫助的。在設(shè)計(jì)此電源電路時(shí)，我是查閱了大量的資料，最終才確定此電源系統(tǒng)方案的。由于接觸的電子元器件較少，在電源電路過程中，也鬧出了一些笑話，我去市場(chǎng)購(gòu)買時(shí)將扼流線圈誤認(rèn)為是低功率型變壓器。 工作了，不像在學(xué)校遇到問題還可以向老師請(qǐng)教，工作中遇到問題沒人會(huì)幫助你的，只有你自己和網(wǎng)絡(luò)。通過該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也暴露出自己許多所學(xué)不足之處，碰到的問題也是比較多的。這樣也好， 培養(yǎng)了我的自學(xué)和分析能力。當(dāng)然了，由于從頭到尾完全自行設(shè)計(jì)，這對(duì)我今后的工作也是很有幫助的。 由于第一次設(shè)計(jì)電路、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間的關(guān)系，該電路并不適用于實(shí)際使用，只是模擬出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)罷了。如果設(shè)計(jì)成產(chǎn)品還是要經(jīng)歷一定的過程。 五、結(jié)束語 從學(xué)校到工作是個(gè)極大的跨度，我深知自己的不足。在學(xué)校學(xué)習(xí)基本理論知識(shí)、在工作中是將理論應(yīng)用到實(shí)踐中去，這也證明了理論與實(shí)踐相結(jié)合的主要性，這是個(gè)質(zhì)的變化。在以后的工作中，我會(huì)保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ魈?，繼續(xù)鉆研、學(xué)習(xí)，也希望自己能夠有更好的發(fā)展。 在設(shè)計(jì)過程中，我得到了何 暉老師的大力幫助，也得到同事、朋友在工作和生活上的幫助，還有教過我的老師們。在此一起表示萬分感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]陳梓城 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].高等教育出版社 , [2]楊志忠 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 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