【正文】 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 。各邏輯宏單元通過可編程連線陣列接收來自專用輸入或輸入端的信號，并將宏單元的信號反饋到其需要到達的目的地。可編程 I/O 單元簡稱為 I/O 單元，它是內(nèi)部信號到 I/O 引腳的接口部分，主要由三態(tài)輸出緩沖器、輸入緩沖器、輸入寄存器 /鎖存器和幾個可編程的數(shù)據(jù)選擇器組成。 CPLD 的基本結(jié)構(gòu)與 GAL并無本質(zhì)的區(qū)別， 在 CPLD器件中至少包含 了三部分：可編程邏輯宏單元、可編程 I/O單元和可編程連線陣列。 CPLD 是在 PAL， GAL 等邏輯器件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是陣列型高密度 PLD器件。 CPLD 是指復(fù)雜可編程邏輯器件（ Complex Programmable Logic Device），它 是從 PAL（ 可編程陣列邏輯 ） 和 GAL（ 通用陣列邏輯 ） 器件發(fā)展出來的器件，相對而言規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于 大規(guī)模集成電路 范圍 ， 是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的 數(shù)字集成電路 。 圖 210 數(shù)據(jù)讀寫時序 由于 AT89C51 是 8 位單片機 ， 故 傳送數(shù)據(jù)時， 需要分兩次來送數(shù)據(jù)。注意在接收時，先接收最高位 D16，最后是 D0，因此，在程序發(fā)送時必須先送高位 數(shù)據(jù)，在循環(huán)移位。 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 29 控制字（即地址及命令字節(jié)） 如圖，工作時 ,MAX7219 規(guī)定一次接收 16 位數(shù)據(jù)，在接收的 16 位數(shù)據(jù)中：D15~D12 可以與操作無關(guān)，可以任意寫入， D11~D8 決定所選通的內(nèi)部寄存器地址，D7~D0 為待顯示數(shù)據(jù)或是初始化控制字。要想與 MAX7129 通信，首先要先了解 MAX7129 的控制字。 （ 6） 讀寫時序說明 MAX7129 是 SPI 總線驅(qū)動方式。 圖 28 MAX7219 的掃描界限控制寄存器 （ 3） 亮度控制寄存器（ XAH） 共有 16級可選擇，用于設(shè)置 LED 的顯示亮度，從 0xX0~0xXF （ 4） 關(guān)斷模式寄存器（ XCH） 共有兩種模式選擇，一 種 是關(guān)斷狀態(tài)， 最低位 D0=0，另一種是 正常工作狀態(tài) ，最低位 D0=1。 當選擇不譯碼方式時，數(shù)據(jù)位 D7~D0 對應(yīng)于 LED 的段線如圖 27 所示。 圖 26 MAX7219 的譯碼控制寄存器 當采用代碼 BCD譯碼方式時，對應(yīng) 10 個數(shù)字“ 0~9”和 5個字符“ ,E,H,L,P” ,譯碼器僅針對數(shù)字寄存器中數(shù)據(jù)的 譯碼器僅針對數(shù)字寄存器中數(shù)據(jù)的低四位D3~D0，而不考慮 D6~D4 位。當選擇不譯碼時， 8個數(shù)據(jù)為分別一一對應(yīng) 7 個段和小數(shù)點位； B 譯碼方式是 BCD 譯碼，直接送數(shù)據(jù)就可以顯示。編程時只有正確操作這些寄存器， MAX7219 才可工作。 MAX7219 的外部引腳分配如圖 24所示 。 它的操作很簡單，MCU只需通過模擬 SPI三線接口就可以將相關(guān)的指令寫入 MAX7219的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時它還允許用戶選擇多種譯碼方式和譯碼位。 MAX7219 是一種高集成化的串行輸入 /輸出共陰極顯示驅(qū)動器 , 可實現(xiàn)微處理器與 7 段碼的接口 , 可以顯示 8 位或 64 位單一 LED 。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O 端口多 ，實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 （ 2） 靜態(tài)顯示驅(qū)動： 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 方案三： 采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描 ,LED 數(shù)碼管價格適中 ,對于顯示數(shù)字最合適 ,而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接 時 ,占用的單片機口線少。 方案一： 采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合 ,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費 ,且價格也相對較高 ,所以也不用此種作為顯示。 使用方法如下表所示： CE DIR 狀態(tài) H X A,B 均為高阻態(tài) L L 數(shù)據(jù)由 B A L H 數(shù)據(jù)由 A B 由于 74LS245 的傳輸引腳只有 8 個 ,當測量的流漿箱開口范圍為 8cm 時，結(jié)合測量精度，橫縱方向各需要 80 條傳輸線路，即方向需要 74LS245 各十只，這樣，芯片的數(shù)目比較多，為了保證裝置正常工作，設(shè)置兩級 74LS245，第一級的 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 作用是驅(qū)動放大檢測信號，第二級的作用是總線隔離，使芯片在工作時不爭用總線，保持檢測信號不被影響。 若“ DIR=0” ，信號由 B 向 A 傳輸； 若“ DIR=1” ，信號由 A 向 B 傳輸 。 當 8051 單片機的 P0 口總線負載達到或超過 P0最大負載能力時，必須接入 74LS245等總線驅(qū)動器。 74LS245 是我們常用的芯片，用來驅(qū)動 LED或者其他的設(shè)備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 由于該芯片不具備鎖存功能，故不采用該方案。 地址鎖存器 就是一個 暫存器 ，它根據(jù) 控制信號 的狀態(tài)，將總線上地址代碼暫存起來。 74LS244 為 3態(tài) 8位緩沖器， 并且是 單向數(shù)據(jù)緩沖器，一般用作總線驅(qū)動器。 圖 23 探針電路 XY金屬探針P 0CPUVCCRGNDP0CPU 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 信號驅(qū)動放大電路 設(shè)計 金屬探針 在銅線上自由移動，檢測電平狀態(tài)，為了使 CPU 能夠準確的接收該信號狀態(tài) ,需要使用合適的驅(qū)動芯片對信號進行 放大。 圖 22 探針 外圍電路 根據(jù)設(shè)計方案 ， 金屬探針在銅線上自由移動，當探針與銅線接觸時，探針處于低 電平狀態(tài) ,通過 CPU 控制，顯示 探針在坐標系中的位置 ，當