【正文】 —外部RAM“寫”選通信號輸出端——外部RAM“讀”選通信號輸出端P3口負載能64個LSTTL門（三總線結(jié)構(gòu)） 1）.地址總線AB寬度16位，外部存儲器直接64KB16位地址總線中，Po口線鎖存器提高低8位地址A0~A7P2口提供高8位地址A0~A15 2）.數(shù)據(jù)總線DB寬8位P0口提供D0~D7 3）.控制總線CB四跟專用的控制線P3口提供的第二功能提高8根內(nèi)部時鐘電路方式利用芯片內(nèi)部振蕩電路在XTALXTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器，產(chǎn)生自激振蕩定時元件用石英晶體外部時鐘電路復位復位電路上點復位 手動復位（按鈕復位）上電手動復位系統(tǒng)復位將單片機復位端RST和I/O接口電路的復位端RST接單片機在上電按鈕自動復位電路中增加施密特電路單片機復位電路和I/O接口復位電路分開設(shè)置。（3）.集電板開路“與非門”oc門電路這類芯片有TTL系列： 74系列高速系列74H系列74S肖特基系列74LS系列低耗肖特基，TTL三態(tài)輸出“與非”門（雙極性、MOS型） NMOS電路CMOS門電路（五）、存儲器及系統(tǒng)擴展設(shè)計?；局R1）、半導體存儲器的分類l 按與CPU的連接方式和用途分有：內(nèi)存、外存。l 半導體存儲器按存取功能分 只讀存儲器ROM（程序存儲器）ROM、PROM、EPROM、EEPROM隨機存儲器RAM特點讀寫速度快（數(shù)據(jù)存儲器）。2）.存儲器的主要性能：l 存儲器的容量 存儲器芯片的容量，存儲單元數(shù)數(shù)據(jù)位數(shù)l 存取的速度。低速存取時300ms以上。 中速存取時100~200ms以上，超高速存取時已小于20ms3).存儲器的選擇型號的選擇 ：ROM我們選擇EPROM RAM我們選擇SRAM （注意選擇的存儲器引腳要能兼容）存儲器芯片容量的選擇速度的選擇CPU可能提供的讀寫時間存儲器芯片所要求的讀取時間4).常用的存儲器芯片a、常用的程序存儲器ROM芯片及其引腳的功能 EPROM芯片，典型的有2712732762712這里我們選用的是EPROM2764芯片它的容量8KB8讀取時間為250ms引腳功能（28腳）下面介紹它的引腳功能：電源線Vcc+5v、Vpp編程的電源線、GEND——接地數(shù)據(jù)線8條D0~D7地址線13條A0~A12控制線 片選端線（或片選信號線，低電平有效） 數(shù)據(jù)輸出選通信號線，低電平有效 編程冒充輸入端。只對8751有效b、常用的RAM芯片及其引腳功能 常用的有SRAM6116264這里我們選用的是6264下面介紹它的引腳功能，讀取時間為250ms，28腳雙列直接封裝的芯片電源線 Vcc、GND地址線13腳A0~A12數(shù)據(jù)線8腳D0~D7 片寫信號線（片選端） 片寫信號線（片選端） 讀控信號線低電平有效 寫控信號線低電平有效5）.存儲器擴展的常用芯片地址存儲器為什么要用地址存儲器 P0地址/數(shù)據(jù)復用常用地址鎖存器74LS3774LS273等芯片我們這里選用的是74LS373下面介紹74LS373鎖存器引腳功能20腳電源線Vcc GND輸入輸出線 輸入線 D0~D7輸出線Q0~Q7控制線 片選端線 當=0時鎖存輸出，當=1時輸出成高阻態(tài) G鎖存線 當G=0時D0~D7的信息輸入Q0~Q7的低，8為地址鎖存到鎖存器中，當G=1時鎖存器輸出端（Q0~Q7）狀態(tài)和輸入， 端D0~D7狀態(tài)相同（1）①類型 ②容量 ③速度。MCS51芯片（8301）用晶體頻率為12Hz=240ms（2）擴展的方法 ①擴展一片，EPROM（擴展8個KB） 包括地址線，控制線，數(shù)據(jù)線其中控制線包括： 地址鎖存ALE、片選端、輸出允許端 ②兩片16KBEPROM數(shù)據(jù)存儲器的擴展數(shù)據(jù)存儲器的擴展跟地址存儲器差不多，我們需要注意下面幾點引腳的功能就可以了就可以了。在這里不詳細介紹了。存儲器地址空間的分配線選法——線選法尋址譯碼器選址部分譯碼法全部譯碼法I/O接口的擴展1）概述簡單I/O接口的擴展通過可編程通用I/O擴展芯片來擴展通過串行口來擴展簡單I/O口擴展我們采用總線擴展法、或不可編程芯片擴展采用普通TTL芯片擴展構(gòu)成輸出口時，接口芯片應該具有鎖存的功能構(gòu)成輸入口時，接口芯片應該具有三態(tài)緩沖和鎖存功能擴展入口的典型芯片有：74LS3724245擴展出口的典型芯片有：74LS3727374LS245——三態(tài)邏輯緩沖器，總線雙向擴展芯片電源線Vcc、GND輸入輸出線A0~ABO~B7控制線 —片選端，低電平有效?！较蚩刂贫水?0時、=0，數(shù)據(jù)從A—B當=0時、=1時，數(shù)據(jù)從B—A74LS244—三態(tài)邏輯緩沖器總線單向擴展芯片 它的引腳有： 1A1~1A4 2A1~2A4 1Y1~1Y4 2Y1~2Y4 用控制74LS273—8D鎖存器輸入線D0~D7輸出線Q0~Q7控制線CLK—選通端CLR—清零端，通過244輸入按鍵的數(shù)據(jù)，273輸出數(shù)據(jù)顯示2）利用專用芯片來擴展（8155可編程多功能芯片I/O的擴展）.8155引腳功能 8155片內(nèi)含有256個字節(jié)RAM1個14位定時/數(shù)據(jù)器和兩個8位，一個16位可編程并行I/O口多功能通用接口芯片8155/8156都是40腳雙列直接封裝.引腳功能電源線Vcc 、Vss地址/數(shù)據(jù)線AD0~AD7。ALE=1時輸出的是地址， ALE=0時或其它是數(shù)據(jù)③端口線PA0~PA7 、 PB0~PB7 、 PC0~PC④控制線ALE地址鎖存線 IO/M—IO與存儲器選擇線。當IO/M為高電平時作I/O口用當IO/M為低電平時，作存儲器用（數(shù)據(jù)）片選端/CE 低電平有效（8155） CE（8156）高電平有效讀寫線RST—信號傳入復位端定時TiMIN輸入 TiMOUT 輸出 作片外RAM—IO/M=0時用 做擴展I/O使用—IO/M=1時作 定時數(shù)據(jù)器用4）.8155與單片機的連接詳細情況見所畫電路圖5）8255可編程擴展并行I/O接口.8255結(jié)構(gòu)特點（可編程通用并行的輸入輸出標準的借口芯片）40腳雙列直接封裝由單一的+5v電源供電有三個8位并行I/O口PA、PB、PC口具有三種工作方式使用靈活方便通用性強.8255引腳功能電源線Vcc、Vss、GND數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)輸入線D0~D7 數(shù)據(jù)輸出線PA0~PA7 PB0~PB7 數(shù)據(jù)信號線PC0~PC7尋址線、A0和A1 片選線低電平有效 A0和A1地址線與對應的地址總線相連（AO/A1）.8031與8255相連，這里不在重復，詳細見電路圖（六）、鍵盤及鍵盤接口設(shè)計 鍵盤可分為：①獨立式鍵盤、②矩陣式鍵盤、③撥碼式鍵盤。工作方式可分為：① 掃描式，②中斷式：編程掃描式、定時掃描式1）、獨立式鍵盤及鍵盤設(shè)計.按鈕相互獨立，每個按鍵個接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它輸入線上的工作狀態(tài)。它有其優(yōu)點與缺點優(yōu)點：配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單缺點：每個按鍵需要一口線.用擴展I/O接口來搭獨立式鍵盤采用8155或8255擴展I/O來搭接獨立式鍵盤采用TTL芯片2）、矩陣式鍵盤及鍵盤接口設(shè)計.矩陣式鍵盤工作原理。由行線和列線組成.矩陣式鍵盤工作方式。掃描方式（循環(huán)掃描和定時掃描）、中斷方式.用擴展I/O接口來搭接本設(shè)計采用矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤適用于按鍵較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列交叉點上。如一個44的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個含有16個按鍵的鍵盤等等。在按鍵數(shù)量較多時，矩陣鍵盤比獨立鍵盤節(jié)省了很多I/O口。按鍵設(shè)置在行、列線分別連接到按鍵開關(guān)兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上。平時無按鍵動作時，行線處于高電平狀態(tài)，而當有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平亦為高。這一點是識別矩陣鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在的行和列電平。所以，必須將行、列線信號配合起來并作適當?shù)奶幚恚拍艽_定閉合鍵的位置。對于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號和列號唯一確定，所以分別對行號和列號進行二進制編碼，然后將兩值合成一個字節(jié)，高4位是行號，低4位是列號將是非常直觀的。（七）、顯示器接口設(shè)計 在單片機系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡稱LED。LED顯示塊由發(fā)光二極管顯示字段組成，有7段和“米”字型之分，一片顯示塊顯示一位字符。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。 由于7段LED顯示塊有7個段發(fā)光二極管，所以其字形碼為一個字節(jié)；“米”字形LED顯示塊有15段發(fā)光二極管，所以字形碼為兩個字節(jié)。由n片LED顯示塊可拼接成n位LED顯示器，共有n根位選線和8n根段選線，根據(jù)顯示方式不同，位選線和段選線的連接也各不相同，段選線控制顯示字符的字型，而位選線則控制顯示位的亮、暗。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。在多位LED顯示時，為了節(jié)省I/O口線，簡化電路，降低成本，一般采用動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示方式是一位一位地分別輪流點亮各位顯示器，對每位顯示器來說，每隔一段時間輪流點亮一次。顯示器的亮度既與導通電流有關(guān)，也與點亮和熄滅時間的比例有關(guān)。這種顯示方式將七段LED顯示器的所有段選位并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，實現(xiàn)各位顯示器的分時選通。下圖是LED顯示器采用共陰極方式，6個顯示器的段選碼由8155的PB口提供，位選碼由8155的PA口提供（PA口同時也提供行列式未編碼鍵盤的列線），行列式未編碼鍵盤的行線由PC口提供。圖中設(shè)置了36個鍵。如果繼續(xù)增加PC口線，設(shè)全部PC口線（PC0PC5）用作鍵盤的行線，全部PA口線（PA0PA7）作鍵盤列線，則按鍵最多可達86個。下圖中8155的PB口掃描輸出總是只有一位為高電平，即PB口經(jīng)反相后僅有一位公共陰極為低電平，8155的PA口則輸出相應位（PB口輸出為高對應的位顯示器）的顯示數(shù)據(jù)，使該位顯示與顯示緩沖器相對應的字符，而其余各位均為熄滅，依次改變8155的PB口輸出為高的位，PB口輸出對應的顯示緩沖器的數(shù)據(jù)。（八）、步進電機控制電路 環(huán)行分配器 1）.常用的環(huán)行分配器：三相、四相、五相、六相。 在本次設(shè)計中，X向及Y向均選用的是YB015環(huán)行分配器18腳雙列直插。 ：先通輸控制，低電平有效，用來控制分配器是否輸出孫許脈沖。：清零端低電平有效，輸出脈沖前對環(huán)行分配器必須清零，使分配器正常工作。A0、A1通電方式控制端當A0、A1=0分配器以五相五拍工作當A0=0、A1=1五相雙五拍工作當A0=A1=0五相雙五拍工作選通輸入控制，低電平有效Ep—時鐘電路脈沖輸入端2）.環(huán)行分配器與8031，步進電機連接①、兩個輸入控制端，低電平有效。②A0、A1通電方式控制端。A0、A1=0時四相四拍，應接地③E0 是選通輸出控制端，由803P1P14來控制④+、方向控制端，由8031PA0、P13來控制⑤CP時鐘脈沖輸入端，由8155上TimOUT提供⑥R清零端，由8031P15提供3) 步進電機開環(huán)驅(qū)動原理每輸入一個脈沖,步進電機就前進一步,因此,但主要分三大類:反應式步進電動機,永磁式步進電動機,四相,五相,他們的工作原理都有相同之處:數(shù)字式脈沖信號控制定子磁極上的控制繞組,按一定順序依次通電,在頂子和轉(zhuǎn)子的氣隙間形成步進式的磁極軸旋轉(zhuǎn). 步進電動機主要用于開環(huán)系統(tǒng),當然也可以閉環(huán)系統(tǒng).下圖是步進電動機開環(huán)伺服系統(tǒng)的原理圖,它由以下幾部分組成: 脈沖信號源――是一個脈沖發(fā)生器,通常脈沖頻率連續(xù)可調(diào),也稱為變頻信號源. 脈沖分配器――脈沖按一定的順序送到功率放大器中進行放大，驅(qū)動步進電動機工作．用硬件進行脈沖順序的分配，有時稱為環(huán)行分配器，也簡稱環(huán)分．功率放大器――將脈沖分配器送來的脈沖放大，使步進電動機獲得必要的功率．步進電動機――伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它帶動工作機構(gòu)，如減速裝置，絲桿，工作臺．脈沖分配對每一個五相步進電動機而言，其脈沖分配方式是五相十拍的的．其五相分別用Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ表示．五相十拍的運行方式是Ａ－ＡＢ－Ｂ－ＢＣ－Ｃ－ＣＤ－Ｄ－ＤＥ－Ｅ－ＥＡ順序輪流通電，則轉(zhuǎn)子便順時針方向一步一步轉(zhuǎn)動．要改變步進電動機的轉(zhuǎn)動方向，只需改變通電的順序即可．脈沖分配器是將脈沖電源按規(guī)定的通電方式分配到各相，該分配可由硬件來實現(xiàn)．在微機控制中，脈沖的分配也可由軟件來完成，，，經(jīng)光電隔離、驅(qū)動放大使步進電機運轉(zhuǎn)．延時的長短決定了步進電動機運行一拍的時間，也就決定了步進電機的轉(zhuǎn)速．4) 驅(qū)動電路由微機根據(jù)控制要求發(fā)出的脈沖，并依次將脈沖分配到各相繞組，因其功率很小，電壓不足５Ｖ，電流為mＡ級，必須經(jīng)過驅(qū)動器將信號電流放大到若干安培，才能驅(qū)動步進電動機．因此，步進電機驅(qū)動器實際上是一個功率放大器．驅(qū)動器的質(zhì)量直接影響步進電動機的性能，驅(qū)動器的負載是電機的繞組，是強電感應負載．對驅(qū)動器的主要要求是：失