【正文】 Ｌ297 能產生單四拍、雙四拍和四相八拍工作所需的適當相序。３種方式的驅動相序都可很容易地根據變換器輸出的格雷碼的順序產生，格雷碼的順序直接與四相八排相符合，只有在１９腳輸入高電平即可。其波形圖如圖 326 所示。通過交替跳過八步順序中的狀態(tài)就可以得到單四拍或雙四拍２種工作方式。L297 引腳功能：腳 1（SYNC）：斬波器輸出端。如果使用外部時鐘源，則時鐘信號接到此引腳腳 2（GND）： 接地端腳 3（HOME）：集電極開路輸出端。此引腳有效時，晶體管開路腳 4（A）：A 相驅動信號腳 5（INH1）：控制 A 相和 B 相的驅動級。當此引腳為低電平時，A 相，B 相驅動控制被禁止；當線圈繞組端電時，雙極性橋用這個信號使負載電流快速衰減。若 CONTROL端輸入是低電平時，用斬波器調節(jié)負載電流腳 6（B）：B 相驅動信號腳 7（C）：C 相驅動信號腳 8（INH2）：控制 C 相和 D 相的驅動極。作用跟 INH1 相同腳 9（D）：D 相驅動信號腳 10（ENABLE）：L297 的使能輸入端。當它為低電平時，INH1,INH2,A,B,C,D 都為低電平。當系統(tǒng)被復位時用來阻止電機驅動腳 11（CONTROL）：斬波器功能控制端煙臺大學畢業(yè)論文（設計）24腳 12（VCC）：+5V 電源輸入端腳 13（SENS2）：C 相，D 相繞組電流檢測電壓反饋輸入端腳 14（SENS1）：A 相，B 相繞組電流檢測電壓反饋輸入端腳 15(Vref)：斬波器基準電壓輸入端。加到此引腳的電壓決定繞組電流的峰值腳 16（OSC）：斬波頻率輸入端腳 17（CW/CCW）：方向控制端。改變此引腳電平狀態(tài)時，步進電機反向旋轉腳 18（CLOCK）：步進時鐘輸入端。該引腳輸入負脈沖時步進電機向前步進一個增量，該步進是在信號的上升沿產生腳 19（HALF/FULL）：半步、全部方式選擇端。此引腳輸入為高電平時為半步方式（四相八拍），低電平時為全步方式。全步方式時變換器在奇數狀態(tài)，會得到二相全步順序（雙四拍）；變換器在偶數狀態(tài)，會得到單項工作方式（單四拍）腳 20（RESET）：復位輸入端。此引腳輸入負脈沖時，變換器恢復初始狀態(tài)（ABCD=0101）圖 323圖 324 圖 325煙臺大學畢業(yè)論文（設計）25圖 326 圖 327圖 328圖 329　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　六、單片機與顯示器接口（一） 單片機應用系統(tǒng)最常用的顯示器是 LED（發(fā)光二極管顯示器）和 LCD（液晶顯示器） ，這兩種顯示器可顯示數字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)，它們的驅動電路簡單、易于實現且價格低廉，因此，得到廣泛應用。在本設計中用的是 LED（發(fā)光二極管顯示器） 。 常用的 LED 顯示器有 LED 狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管） 、LED 七段顯示器（俗稱數碼管）和 LED 十六段顯示器。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數碼管用于數字顯示；LED 十六段顯示器用于字符顯示。本節(jié)重點介紹 LED 七段顯示器。1．數碼管簡介1）數碼管結構數碼管由 8 個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構成，通過不同的組合可用來顯示數字 0 ?字符 A ? F、H、L、 P、R、U、Y、符號“?”及小數點“?” 。數碼管的外型結構如圖330（ a）所示。數碼管又分為共陰極和共陽極兩種結構，分別如圖 330（b）和圖 3煙臺大學畢業(yè)論文（設計）2630（c）所示。10 9 8 7 6g f GND a b1 2 3 4 5dp.e d GND c dpa bcdef gD D+5V（a） 外型結構 （b） 共陰極 （c ）共陽極圖 330 數碼管結構圖 2）數碼管工作原理 共陽極數碼管的 8 個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽極接高電平（一般接電源） ，其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。此時，要求段驅動電路能吸收額定的段導通電流，還需根據外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。共陰極數碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負端）連接在一起，通常，公共陰極接低電平（一般接地） ，其它管腳接段驅動電路輸出端，當某段驅動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。此時，要求段驅動電路能提供額定的段導通電流，還需根據外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。3）數碼管的驅動ULN2022A 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應于各類要求高速大功率驅動的系統(tǒng)。ULN2022A 電路是美國 Texas Instruments 公司和 Sprague 公司開發(fā)的高壓大電流達林頓晶體管陣列電路,它的電路構成、特征參數及典型應用如下。 煙臺大學畢業(yè)論文（設計）27圖 331 功能框圖表 37 ULN2022A 的極限參數項目 符號 數值 單位最大輸入電壓 Vi(max) 30 V集電極發(fā)射極電壓 Vo(max) 50 V最大基極輸入電流 IB(MAX) 25 mA輸出電流 Io 500 mA貯存溫度 Ts 65～150 ℃結溫 Tj 175 ℃引線耐焊接溫度 TD 300 ℃2 靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示是指數碼管顯示某一字符時，相應的發(fā)光二極管恒定導通或恒定截止。這種顯示方式的各位數碼管相互獨立，公共端恒定接地（共陰極）或接正電源（共陽極） 。每個數碼管的 8 個字段分別與一個 8 位 I/O 口地址相連，I/O 口只要有段碼輸出，相應字符即顯示出來，并保持不變，直到 I/O 口輸出新的段碼。采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用 CPU 時間少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制，但其占用的口線多，硬件電路復雜，成本高，只適合于顯示位數較少的場合。3. 動態(tài)顯示動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。通常，各位數碼管的段選線相應并聯(lián)在一起，由一個 8 位的 I/O 口控制；各位的位選線（公共陰極或陽極）由另外的 I/O 口線控制。動態(tài)方式顯示時，各數碼管分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數碼管，并送出相應的段碼，在另一時刻選通另一位數碼管，并送出相應的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數碼管顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時顯示的感覺。采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O 口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數較多時，CPU 要依次掃描，占用 CPU 較多的時間。在本設計中采用五位動態(tài)顯示，設單片機 RAM 中有五個顯示緩沖單元 79H—7DH，煙臺大學畢業(yè)論文（設計）28分別存放五位顯示器的顯示數據。8155 的 A 口掃描輸出總有一位為高電平， 8155 的 B 口輸出相應位的顯示數據的段數據，使某一位顯示出一個字符，其余為暗，依次改變 A 口輸出的高電平位及 B 口輸出對應的段數據，五位顯示器就顯示出緩沖器的字符。顯示流程圖如圖 331 所示煙臺大學畢業(yè)論文（設計）29顯示器緩沖器指針置初值 79H 送到 R0開始掃描模式置初值 01H 送到 R3（R3）.5=1?R3 送到 8155 口取顯示數據查表轉化為段數據送 8155 口延時 1ms顯示緩沖器指針加 1R3 左移一位 返回YN圖 331 顯示流程框圖煙臺大學畢業(yè)論文（設計）30程序清單如下：DIR: MOV R0, 79H 。顯示緩沖區(qū)首地 R0 MOV R3, 01H 。使顯示器最右邊亮MOV A, R3LD0: MOV DPTR, 0800H 。掃描值送 A 口 MOVX @DPTR, A INC DPTR ；指向 PB 口 MOV A, @R0 。 取顯示數據 ADD A, 12H 。 加上偏移量 MOVX A, @A+PC 。 取出字型 MOVX @DPTR, A 。 送出顯示ACALL DL1 。 延時INC R0 。 緩沖區(qū)地址加 1MOV A,R3 。JB , LD1 。掃到第五個顯示位了嗎？RL A ；沒有，R3 左環(huán)移一位，掃描下一個顯示器 MOV R3, A AJMP LD0LD1: RETDSEG: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH 。顯示段碼表DSEG1: DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH, 77H, 7CH,DSEG2: DB 39H, 5EH, 79H, 71H, 73H, 3EHDSEG3: DB 31H, 61H, 1CH, 23H, 40H, 03HDSEG4: DB 18H, 00H,00H, 00HDL1: MOV R7, 02H 。延時子程序DL: MOV R6, 0FFHDL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET（ 二） 鍵盤工作原理 按鍵按照結構原理可分為兩類，一類是觸點式開關按鍵，如機械式開關、導電橡膠式開關等；另一類是無觸點式開關按鍵，如電氣式按鍵，磁感應按鍵等。前者造價低，后者壽命長。目前，微機系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關按鍵。 按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實現對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現鍵盤的定義與識別。 全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動提供與鍵對應的編碼，此外，一般還具有去抖動和煙臺大學畢業(yè)論文（設計）31多鍵、竄鍵保護電路。這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價格較貴，一般的單片機應用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤只簡單地提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成。由于其經濟實用，較多地應用于單片機系統(tǒng)中。下面將重點介紹非編碼鍵盤接口。 在單片機應用系統(tǒng)中，除了復位按鍵有專門的復位電路及專一的復位功能外，其它按鍵都是以開關狀態(tài)來設置控制功能或輸入數據的。當所設置的功能鍵或數字鍵按下時，計算機應用系統(tǒng)應完成該按鍵所設定的功能，鍵信息輸入是與軟件結構密切相關的過程。 對于一組鍵或一個鍵盤，總有一個接口電路與 CPU 相連。CPU 可以采用查詢或中斷方式了解有無將鍵輸入，并檢查是哪一個鍵按下，將該鍵號送入累加器 ACC，然后通過跳轉指令轉入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完后再返回主程序。 鍵盤實際上是一組按鍵開關的集合，其每一個按鍵就是一個開關量輸入裝置。件的閉合與否，取決于彈性開關的合、斷狀態(tài)，反應在電壓上就是呈現出高電平或低電平，若高電平表示斷開，則低電平表明鍵閉合。所以通過電平狀態(tài)（高或低）的檢測，便可確定相應按鍵是否已被按下。 在工業(yè)過程控制和智能化儀器系統(tǒng)中，為了縮小整個系統(tǒng)的規(guī)模，簡化硬件線路，常常希望設置最少量的按鍵，卻獲取更多的控制功能。 微機鍵盤通常使用機械觸點式按鍵開關，其主要功能是把機械上的通斷轉換成為電氣上的邏輯關系。也就是說，它能提供標準的 TTL 邏輯電平，以便與通用數字系統(tǒng)的邏輯電平相容。 機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。其抖動過程如圖 319 所示，抖動時間的長短與開關的機械特性有關，一般為 5?10 ms。 圖 332 按鍵觸點的機械抖動在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導致判斷出錯，即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認為是多次操作，這種情況是不允許出現的。為了克服按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判，必須采取去抖動措施。這一點可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數較少時，可采用硬件去抖，而當鍵數較多時，采用軟件去抖。閉 合穩(wěn) 定鍵 按 下前 沿 抖 動 后 沿 抖 動煙臺大學畢業(yè)論文（設計）32 在硬件上可采用在鍵輸出端加 RS 觸發(fā)器(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 )或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構成去抖動電路。在這不再贅述。 單片機系統(tǒng)中，若使用按鍵較多時，通常采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤。 矩陣式鍵盤的結構及原理 矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點上，其結構如圖 320 所示。 由圖可知，一個 44 的行、列結構可以構成一個含有 16 個按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數量較多時，矩陣式鍵盤較之獨立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多 I/O 口。圖 333 矩陣式鍵盤結構矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端，行線通過上拉電阻接到+5V 上。當無鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)；當有鍵按下時，行、列線將導通