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文檔簡介
編號:畢業(yè)設計題目:電阻、電容、電感測試儀院(系):應用科技學院專業(yè):電子信息工程題目類型:理論研究實驗研究工程設計工程技術研究軟件開發(fā)桂林電子科技大學畢業(yè)設計(論文)報告用紙摘要在使用電子元器件時,首先需要了解參數(shù)。采用傳統(tǒng)的儀表進行測量時,首先要從電路板上焊開器件,再根據(jù)元件的類型,手動選擇量程擋位進行測量,這樣不僅麻煩而且破壞了電路板的美觀?;趩纹瑱C控制實現(xiàn)的RLC測量儀可以在線測量、智能識別、量程自動轉換等多種功能,大大提高測量儀的測量速度和精度,擴大了測量范圍。因此這種RLC測量儀既可改善系統(tǒng)測量的性能,又保持了印刷電路的美觀,較傳統(tǒng)的測量儀還具有高度的智能儀和功能的集成化,在未來的應用中將具有廣闊的前景。本課題主要研究內容為設計一個基于單片機的RLC智能測量儀器,能夠智能地識別出待測元件是電容、電感還是電阻;能精確測量出電阻、電容、電感的參數(shù)值,同時還能加入語音播報的功能;可以實現(xiàn)量程電阻的自動轉換,無須人工選擇檔位;對測量儀進行擴充后還實現(xiàn)了二極管、三極管的測量。關鍵詞:RLC測量儀;AT89S52;NE555AbstractIntheuseofelectroniccomponents,thefirstneedtounderstandparameters.Usingthetraditionalinstrumenttomeasure,thefirstcircuitboardfromaweldingdevice,accordingtothetypeofcomponents,manuallyselectrangeShifttomeasure,thisisnotonlytroublesomebutalsoundermineTheappearanceofthecircuitboard.BasedonSCMcontroltoachievetheRLC-measuringinstrumentcanmeasure,intelligentidentification,rangeautomaticconversion,andotherfeatures,therebygreatlyincreasingthemetermeasuringspeedandaccuracy,expandedtherange.SothisRLCmeasuringinstrumentcanimprovetheperformancemeasurementsystem,andmaintaintheappearanceoftheprintedcircuit,themoretraditionalmeasuringinstrumentalsoishighlyintelligentandfunctionalinstrumentofintegrationandapplicationinthefuturewillhavebroadprospects.ThemaintopicsforthedesignofresearchhasbeenbasedontheRLCSCMsmartmeasuringinstruments,smartandabletoidentifycomponentsundertestiscapacitors,inductorsorresistance;canbeaccuratelymeasuredresistors,capacitors,inductorsoftheparameters,whileaddingVoiceofthebroadcastfunctioncanbeautomaticallyconvertedrangeoftheresistance,notartificialselectionstalls;measuringinstrumenttocarryouttheexpandedalsotoachievethediodes,transistorsmeasurement.Keywords:RLCmeter;AT89S52;NE555目錄引言 11硬件電路 21.1設計要求 21.2電路方框圖及說明 21.3各部分電路設計 21.3.1電阻測量電路 21.3.2電容測量電路 31.3.3電感測量電路 41.3.4多路選擇開關電路 51.3.5按鍵及顯示電路 51.3.6單片機模塊 61.3.7量程選擇模塊 71.3.8電源模塊 82軟件部分 82.1主程序流程圖 82.2程序清單 93相關元器件 193.1元件清單 193.2AT89S52資料 203.3ICM7218資料 313.474LS390資料 323.5CD4052資料 333.6NE555資料 333.7共陽4位LED數(shù)碼管資料 403.8三極管相關資料 413.9三端穩(wěn)壓管LM7805資料 423.10繼電器資料 434調試總結 435結論 44謝辭 45參考文獻 46附錄 47桂林電子科技大學畢業(yè)設計(論文)報告用紙第48頁共47頁引言測量電子元器件集中參數(shù)R、C、L的儀表種類較多,方法也各有不同,但都有其優(yōu)缺點。一般的測量方法都存在計算復雜、不易實現(xiàn)自動測量而且很難實現(xiàn)智能化。本測試儀是把電子元件的參數(shù)R、C、L轉換成頻率信號f,然后用單片機計數(shù)后在運算求出R、C、L,并送顯示,轉換原理分別是RC振蕩和LC三點式振蕩,這樣就能夠把模擬量近似的轉換位數(shù)字量,而頻率f是單片機很容易處理的數(shù)字量,這種數(shù)字化的處理一方面便于使儀表實現(xiàn)智能化。1硬件電路1.1設計要求設計并制作一臺數(shù)字顯示的電阻、電容和電感參數(shù)測試儀,具體要求數(shù)據(jù)如下:(1)測量范圍:電阻100~1M;電容100PF~10000PF;電感100UH~10mH。(2)測量精度:5%;制作4位數(shù)碼管顯示器,顯示測量數(shù)值,并用發(fā)光二極管分別知識所測元件的類型和單位。(3)加入語音播報功能:如測量結果為6.8K歐姆則語音播報“六點八K歐姆”;如電阻小于100歐姆則語音播報“電阻小于100歐姆”。電阻電阻電容器電感器測試儀數(shù)字顯示外供+9V電源1.2電路方框圖及說明系統(tǒng)分三大部分,既測量電路、通道選擇和控制電路。如圖1.2.1。被測電阻被測電阻被測電容被測電感電容三點式震蕩電路分頻電路RC震蕩電路RC震蕩電路多路選擇開關CD4052二極管指示數(shù)字顯示語音播報按鍵選擇測量電路AT89S52Addr測量頻率FrFcFl量程切換量程切換圖1.2.1RLC測量儀電路方框圖1.3各部分電路設計1.3.1電阻測量電路電阻的測量采用“脈沖計數(shù)法”,如圖1.3.1所示由555電路構成的多諧振蕩電路,通過計算振蕩輸出的頻率來計算被測電阻的大小。555接成多諧振蕩器的形式,其振蕩周期為:T=t1+t2=(ln2)(R1+Rx)*C1+(ln2)Rx*C1得到:Fx=1/[(ln2)(R2+2Rx)C1]即:Rx=[1/(ln2)C1-R1]/2電路分為2檔:RH設置為高電平輸出,RL設為低電平輸出;1、100≤Rx<1000歐姆:R3=200歐姆;C14=0.22uF;Rx=(6.56*(1e+6))/(2*fx)-330/2對應的頻率范圍為:2.8K≤fx<16K2、1000≤Rx<1M歐姆:R2=20k歐姆;C1=103PF;Rx=(1.443*(1e+8))/(2*fx)-(1e+4)對應的頻率范圍為:141Hz≤fx<6.8K圖1.3.1電阻測量電路1.3.2電容測量電路電容的測量同樣采用“脈沖計數(shù)法”,如圖1.3.2所示由555電路構成的多諧振蕩電路,通過計算振蕩輸出的頻率來計算被測電容的大小。555接成多諧振蕩器的形式,其振蕩周期為:T=t1+t2=(ln2)(R1+R2)*Cx+(ln2)R2*Cx我們設置R1=R2;得到:Fx=1/[3(ln2)R1*Cx]即:Cx=1/[3(ln2)R1*Fx]電路分為2檔:1、R1=560K歐姆:CL設置為高電平輸出;R4=R6;Cx=(0.94*(1e+6))/fx;對應的頻率范圍為:9.4K≤fx<0.94K。2、R1=100K歐姆:CH設置為高電平輸出;R5=R6;Cx=(4.81*(1e+6))/fx;對應的頻率范圍為:480Hz≤fx<4.8K。圖1.3.2電容測量電路1.3.3電感測量電路電感的測量是采用電容三點式振蕩電路來實現(xiàn)的。三點式電路是指:LC回路中與發(fā)射極相連的兩個電抗元件必須是同性質的,另外一個電抗元件必須為異性質的,而與發(fā)射極相連的兩個電抗元件同為電容時的三點式電路,成為電容三點式電路。Fx=1/(2π)即:Lx=1/(4π*π*Fx*Fx)Lx=[38*(1e+6)]/圖1.3.3電感測量電路1.3.4多路選擇開關電路利用CD4052實現(xiàn)測量類別的轉換,CD4052是雙4選一的模擬開關選擇器件。當選擇了某一通道的頻率后,輸出頻率通過通過P35作為CPU定時器的時鐘源并開始計數(shù),當計數(shù)到3秒后讀出計數(shù)器的值,除以3就得到了被測R/C/L所對應產生的頻率,通過計算得到要被測值。P13P14測量類別00Y0-R01Y1-L10Y2-C11*圖1.3.4多路選擇開關電路1.3.5按鍵及顯示電路按鍵和二極管分別表示不同類別的測量,如下表所示:按鍵二極管對應測試項KEY1L1測試RKEY2L2測試CKEY3L3測試L圖測量選擇與指示電路圖顯示模塊1計數(shù)結果需要顯示出來供人們讀數(shù),74LS390能驅動七段數(shù)碼管以十進制數(shù)顯示出來記數(shù)結果,如圖:圖顯示模塊21.3.6單片機模塊單片機系統(tǒng)連接如圖1.3.6所示:圖1.3.6單片機模塊1.3.7量程選擇模塊包括電阻量程選擇模塊和電容量程選擇模塊,如圖和所示:圖電阻量程選擇模塊圖電容量程選擇模塊1.3.8電源模塊電源模塊如圖1.3.8所示:圖1.3.8電源模塊2軟件部分2.1主程序流程圖如圖2.1所示:初始化初始化鍵掃描鍵分析,置狀態(tài)yesR測試狀態(tài)C測試狀態(tài)L測試狀態(tài)開中斷定時器設置通道及指示燈的設置采值并計算顯示是否語音播報放音yesNono圖2.1主程序流程圖2.2程序清單#include<REG52.H>#include<absacc.h>#include<stdio.h>#defineICM7218XBYTE[0x00ff]//7218A地址unsignedcharTab[]={0xFB,0xB0,0xED,0xF5,0xB6,0xD7,0xDF,0xF0,0xFF,0xF7 };//7218A數(shù)碼管段代碼表unsignedcharAddr[]={0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38,0x40,0x48,0x50,0x60,0x68,0x70,0x78 };//ISD1420播放地址代碼表//(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,乘以10的,次方,歐,皮法,微亨)unsignedcharP_tab[7]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};//語音播放結果列表unsignedcharSaveData[8]={0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE,0xCE};//最終結果unsignedcharcount=0,counter=0,bai=0,shi=0,ge=0,cifang=0;unsignedlongintpinlv=0,result=0,flag=0;sbitMode=P1^2;//7218A工作模式sbitR_select=P3^2;//電阻測量選擇按鍵sbitC_select=P3^3;//電容測量選擇按鍵sbitL_select=P3^4;//電感測量選擇按鍵sbitR_led=P2^2;//電阻指示燈sbitC_led=P2^1;//電容指示燈sbitL_led=P2^0;//電感指示燈sbitR_change=P2^4;//電阻量程轉變sbitC_change=P2^3;//電容量程轉變sbitF_B=P1^4;//模擬開關sbitF_A=P1^3;sbitPlay=P2^6;//語音播放sbitFeedback=P2^7;//ISD1420反饋信號]/****************************延時******************************/voiddelay(unsignedintk){unsignedinta;for(a=0;a<=k;a++);}/******************************頻率測量*******************************/voidpl(void){TMOD=0x51;//定時器0工作方式1,計數(shù)器1工作方式1TH0=0x3c;TL0=0xb0;//50ms定時TH1=0;TL1=0;//計數(shù)器清零EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;//啟動計時計數(shù)器while(count<=60);//3秒測頻count=0;pinlv=(counter*65536+TH1*256+TL1)/3;//頻率換算counter=0;TR0=0;//停止計時計數(shù)器TR1=0;}voidt0(void)interrupt1using0//定時器中斷子程序{TH0=0x3c;TL0=0xb0;count++;}voidt1(void)interrupt3using0//計數(shù)器中斷子程序{counter++;}/******************************阻值公式換算(單位:歐姆)*******************************/voidR_deal(void){result=(6557705/pinlv-200)/2;//100~10k歐姆if(R_change==0){result=(6557705/pinlv-20000)/2;//10k~1M歐姆}if(result>20000&&result<400000)//修正{result=result*939/1000;}else{result=result*891/1000;}}/*****************************容值公式換算(單位:PF)******************************/voidC_deal(void){result=13383072/pinlv;//100~1000PFif(C_change==0)//1000~10000PF{result=2540851/pinlv;}if(result<277)//修正{result=result*36/100;}if(result>=277&&result<288){result=result*430/1000;}if(result>=288&&result<318){result=result*507/1000;}if(result>=318&&result<450){result=result*614/1000;}if(result>=450&&result<470){result=result*65/100;}if(result>=470&&result<1455){result=result*72/100;}if(result>=3295&&result<9000){result=result*789/1000;}}/******************************感值公式換算(單位:uH)******************************/voidL_deal(void){pinlv=pinlv*100;//頻率分頻還原result=(6069931/pinlv)*(6069931/pinlv);if(result>=3600)//修正{result=result*2;}if(result>=2445&&result<3600){result=result*100/65;}if(result>=1245&&result<2445){result=result*100/80;}if(result>=552&&result<1245){result=result*100/70;}if(result>=465&&result<552){result=result*100/84;}if(result>=328&&result<465){result=result*1000/765;}if(result<328){result=result*100/79;}}/******************************轉換成代碼表*****************************/voiddaima(void){unsignedcharj,i=0;flag=result;while(flag/10){flag=flag/10;i++;}if(i>=2){cifang=i-2;}elsecifang=0;for(j=0;j<cifang;j++){result=result/10;}bai=result/100;shi=result/10%10;ge=result%10;SaveData[0]=Tab[bai];SaveData[1]=Tab[shi];SaveData[2]=Tab[ge];SaveData[3]=Tab[cifang];}/******************************ICM7218_LED顯示******************************/voiddisplay(void){unsignedchari;Mode=1;//寫命令字ICM7218=0xf0;//十六進制非譯碼正常工作,后跟顯示數(shù)據(jù)Mode=0;//寫入數(shù)據(jù)for(i=0;i<8;i++){ICM7218=SaveData[i];}}/*****************************ISD1420語音播放******************************/voidplay(void){unsignedchari;P_tab[0]=Addr[bai];//給表賦值P_tab[1]=Addr[shi];P_tab[2]=Addr[ge];P_tab[3]=Addr[10];P_tab[4]=Addr[cifang];P_tab[5]=Addr[11];if(R_led==0)//電阻--歐{P_tab[6]=Addr[12];}if(C_led==0)//電容--皮法{P_tab[6]=Addr[13];}if(L_led==0)//電感--微亨{P_tab[6]=Addr[14];}for(i=0;i<7;i++){P0=P_tab[i];//地址delay(20000);Play=0;//播放delay(20000);while(Feedback==1);//等待EOM結束反饋Play=1;delay(20000);}}/*****************************主函數(shù)******************************/voidmain(void){R_select=1;//初始化C_select=1;L_select=1;R_led=1;C_led=1;L_led=1;Play=1;Feedback=1;while(1){/*****************電阻*********************/if(R_select==0)//測電阻{delay(2000);//去抖動 if(R_select==0){R_led=0;C_led=1;L_led=1;F_B=0;//模擬開關電阻頻率輸出F_A=0;delay(20000);C_change=1;R_change=1;//低量程delay(50000);delay(50000);pl();//測頻if(pinlv<164)//是否需要轉換(高量程)?{R_change=0;delay(50000);delay(50000);pl();}R_deal();//結果daima();//代碼轉換display();//顯示//play();//語音播放}}/******************電容***********************/if(C_select==0)//測電容{delay(2000);//去抖動if(C_select==0){C_led=0;R_led=1;L_led=1;F_B=0;//模擬開關電容頻率輸出F_A=1;delay(20000);C_change=1;//低量程R_change=1;delay(50000);delay(50000);pl();//測頻if(pinlv<13383)//是否需要轉換(高量程)?{C_change=0;delay(50000);delay(50000);pl();}C_deal();//結果daima();//代碼轉換display();//顯示//play();//語音播放}}/******************電感***********************/if(L_select==0)//測電感{delay(2000);//去抖動if(L_select==0){L_led=0;R_led=1;C_led=1;C_change=1;R_change=1;F_B=1;//模擬開關電感頻率輸出F_A=0;delay(20000);pl();//測頻L_deal();//結果daima();//代碼轉換display();//顯示//play();//語音播放}}}}3相關元器件3.1元件清單AT89S52芯片一個(帶DIP40插槽)ICM7218芯片一個(帶DIP28插槽)74LS390芯片一個(帶DIP16插槽)CD4052芯片一個(帶DIP16插槽)555芯片兩個(帶兩個DIP8插槽)共陽4位LED數(shù)碼管NPN三極管9013、PNP三極管9015各兩個三端穩(wěn)壓管LM7805兩個5伏光藕兩個5伏繼電器兩個二極管兩個輕觸開關4個LED指示燈7個1K8腳排阻1個插針若干電阻:1個2個6803個1K2個2K4個3K2個3.9K1個10K6個20K1個30K1個100K2個560K1個電容:30PF2個75P1個1032個2031個1047個0.22UF3個10UF1個470UF2個1000uF2個3.2AT89S52資料單片機也被稱為微控制器(Microcontroler),是因為它最早被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中,使計算機系統(tǒng)更小,更容易集成進復雜的而對提及要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以后,單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)?;谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高,開始出現(xiàn)了16位單片機,但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產品大發(fā)展,單片機技術得到了巨大的提高。隨著INTELi960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用,32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位,并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前,高端的32位單片機主頻已經超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號出廠價格跌落至1美元,最高端的型號也只有10美元。當代單片機系統(tǒng)已經不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用,大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。
單片機比專用處理器最適合應用于嵌入式系統(tǒng),因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機?,F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作。單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的綜合,甚至比人類的數(shù)量還要多。AT89S52主要性能*與MCS-51單片機產品兼容。*8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。*1000次擦寫周期。*全靜態(tài)操作:0Hz~33Hz。*三級加密程序存儲器。*32個可編程I/O口線。*三個16位定時器/計數(shù)器。*八個中斷源。*全雙工UART串行通道。*低功耗空閑和掉電模式。*掉電后中斷可喚醒。*看門狗定時器。*雙數(shù)據(jù)指針。*掉電標識符。功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造,與工業(yè)80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程,亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能:8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM,32位I/O口線,看門狗定時器,2個數(shù)據(jù)指針,三個16位定時器/計數(shù)器,一個6向量2級中斷結構,全雙工串行口,片內晶振及時鐘電路。另外,AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作,支持2種軟件可選擇節(jié)電模式??臻e模式下,CPU停止工作,允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下,RAM內容被保存,振蕩器被凍結,單片機一切工作停止,直到下一個中斷或硬件復位為止。引腳功能描述VCC電源。GND地。P0口P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口,每位能驅動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時,引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時,P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下,P0具有內部上拉電阻。在flash編程時,P0口也用來接收指令字節(jié);在程序校驗時,輸出指令字節(jié)。程序校驗時,需要外部上拉電阻。P1口P1口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時,內部上拉電阻把端口拉高,此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時,被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因,將輸出電流(IIL)。此外,P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入(P1.0/T2)和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入(P1.1/T2EX)。在flash編程和校驗時,P1口接收低8位地址字節(jié)。P2口P2口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時,內部上拉電阻把端口拉高,此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時,被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因,將輸出電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器(例如執(zhí)行MOVX@DPTR)時,P2口送出高八位地址。在這種應用中,P2口使用很強的內部上拉發(fā)送1。在使用8位地址(如MOVX@RI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,P2口輸出P2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時,P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口P3口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口,p2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時,內部上拉電阻把端口拉高,此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時,被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因,將輸出電流(IIL)。P3口亦作為AT89S52特殊功能(第二功能)使用。在flash編程和校驗時,P3口也接收一些控制信號。RST復位輸入。晶振工作時,RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位??撮T狗計時完成后,RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下,復位高電平有效。ALE/PROG地址鎖存控制信號(ALE)是訪問外部程序存儲器時,鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時,此引腳(PROG)也用作編程輸入脈沖。在一般情況下,ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖,可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而,特別強調,在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,ALE脈沖將會跳過。如果需要,通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作將無效。這一位置“1”,ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時有效。否則,ALE將被微弱拉高。這個ALE使能標志位(地址為8EH的SFR的第0位)的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN外部程序存儲器選通信號(PSEN)是外部程序存儲器選通信號。當AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時,PSEN在每個機器周期被激活兩次,而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,PSEN將不被激活。EA/VPP訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令,EA必須接GND。為了執(zhí)行內部程序指令,EA應該接VCC。在flash編程期間,EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2振蕩器反相放大器的輸出端。特殊功能寄存器并不是所有的地址都被定義了。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址,一般將得到一個隨機數(shù)據(jù);寫入的數(shù)據(jù)將會無效。用戶不應該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)“1”。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能,復位后,這些位都為“0”。定時器2寄存器寄存器T2CON和T2MOD包含定時器2的控制位和狀態(tài)位,寄存器對RCAP2H和RCAP2L是定時器2的捕捉/自動重載寄存器。中斷寄存器各中斷允許位在IE寄存器中,六個中斷源的兩個優(yōu)先級也可在IE中設置。雙數(shù)據(jù)指針寄存器:為了更有利于訪問內部和外部數(shù)據(jù)存儲器,系統(tǒng)提供了兩路16位數(shù)據(jù)指針寄存器:位于SFR中82H~83H的DP0和位于84H~85。特殊寄存器AUXR1中DPS=0選擇DP0;DPS=1選擇DP1。用戶應該在訪問數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化DPS至合理的值。掉電標志位掉電標志位(POF)位于特殊寄存器PCON的第四位(PCON.4)。上電期間POF置“1”。POF可以軟件控制使用與否,但不受復位影響。存儲器結構MCS-51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以64K尋址。程序存儲器如果EA引腳接地,程序讀取只從外部存儲器開始。對于89S52,如果EA接VCC,程序讀寫先從內部存儲器(地址為0000H~1FFFH)開始,接著從外部尋址,尋址地址為:2000H~FFFFH。數(shù)據(jù)存儲器AT89S52有256字節(jié)片內數(shù)據(jù)存儲器。高128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址,而物理上是分開的。當一條指令訪問高于7FH的地址時,尋址方式決定CPU訪問高128字節(jié)RAM還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器(SFR)。例如,下面的直接尋址指令訪問0A0H(P2口)存儲單元MOV0A0H,#data使用間接尋址方式訪問高128字節(jié)RAM。例如,下面的間接尋址方式中,R0內容為0A0H,訪問的是地址0A0H的寄存器,而不是P2口(它的地址也是0A0H)。MOV@R0,#data堆棧操作也是簡介尋址方式。因此,高128字節(jié)數(shù)據(jù)RAM也可用于堆棧空間??撮T狗定時器WDT是一種需要軟件控制的復位方式。WDT由13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復位存儲器(WDTRST)構成。WDT在默認情況下無法工作;為了激活WDT,戶用必須往WDTRST寄存器(地址:0A6H)中依次寫入01EH和0E1H。當WDT激活后,晶振工作,WDT在每個機器周期都會增加。WDT計時周期依賴于外部時鐘頻率。除了復位(硬件復位或WDT溢出復位),沒有辦法停止WDT工作。當WDT溢出,它將驅動RSR引腳一個高個電平輸出。WDT的使用為了激活WDT,用戶必須向WDTRST寄存器(地址為0A6H的SFR)依次寫入0E1H和0E1H。當WDT激活后,用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來避免WDT溢出。當計數(shù)達到8191(1FFFH)時,13位計數(shù)器將會溢出,這將會復位器件。晶振正常工作、WDT激活后,每一個機器周期WDT都會增加。為了復位WDT,用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H(WDTRST是只讀寄存器)。WDT計數(shù)器不能讀或寫。當WDT計數(shù)器溢出時,將給RST引腳產生一個復位脈沖輸出,這個復位脈沖持續(xù)96個晶振周期(TOSC),其中TOSC=1/FOSC。為了很好地使用WDT,應該在一定時間內周期性寫入那部分代碼,以避免WDT復位。掉電和空閑方式下的WDT在掉電模式下,晶振停止工作,這意味這WDT也停止了工作。在這種方式下,用戶不必喂狗。有兩種方式可以離開掉電模式:硬件復位或通過一個激活的外部中斷。通過硬件復位退出掉電模式后,用戶就應該給WDT喂狗,就如同通常AT89S52復位一樣。通過中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應持續(xù)拉低很長一段時間,使得晶振穩(wěn)定。當中斷拉高后,執(zhí)行中斷服務程序。為了防止WDT在中斷保持低電平的時候復位器件,WDT直到中斷拉低后才開始工作。這就意味著WDT應該在中斷服務程序中復位。為了確保在離開掉電模式最初的幾個狀態(tài)WDT不被溢出,最好在進入掉電模式前就復位WDT。在進入待機模式前,特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用來決定WDT是否繼續(xù)計數(shù)。默認狀態(tài)下,在待機模式下,WDIDLE=0,WDT繼續(xù)計數(shù)。為了防止WDT在待機模式下復位AT89S52,用戶應該建立一個定時器,定時離開待機模式,喂狗,再重新進入待機模式。UART在AT89S52中,UART的操作與AT89C51和AT89C52一樣。為了獲得更深入的關于UART的信息,可參考ATMEL網站()。從這個主頁,選擇“Products”,然后選擇“8051-ArchitechFlashMicrocontroller”,再選擇“ProductOverview”即可。定時器0和定時器1在AT89S52中,定時器0和定時器1的操作與AT89C5和AT89C52一樣。為了獲得更深入的關于UART的信息,可參考ATMEL網站()。從這個主頁,選擇“Products”,然后選擇“8051-ArchitechFlashMicrocontroller”,再選擇“ProductOverview”即可。定時器2定時器2是一個16位定時/計數(shù)器,它既可以做定時器,又可以做事件計數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇(如表2所示)。定時器2有三種工作模式:捕捉方式、自動重載(向下或向上計數(shù))和波特率發(fā)生器。如表3所示,工作模式由T2CON中的相關位選擇。定時器2有2個8位寄存器:TH2和TL2。在定時工作方式中,每個機器周期,TL2寄存器都會加1。由于一個機器周期由12個晶振周期構成,因此,計數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。在計數(shù)工作方式下,寄存器在相關外部輸入角T2發(fā)生1至0的下降沿時增加1。在這種方式下,每個機器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個機器周期采樣到高電平,而下一個周期采樣到低電平,計數(shù)器將加1。在檢測到跳變的這個周期的S3P1期間,新的計數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因為識別1-0的跳變需要2個機器周期(24個晶振周期),所以,最大的計數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次,電平應該至少在一個完整的機器周期內保持不變。捕捉方式在捕捉模式下,通過T2CON中的EXEN2來選擇兩種方式。如果EXEN2=0,定時器2時一個16位定時/計數(shù)器,溢出時,對T2CON的TF2標志置位,TF2引起中斷。如果EXEN2=1,定時器2做相同的操作。除上述功能外,外部輸入T2EX引腳(P1.1)1至0的下跳變也會使TH2和TL2中的值分別捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。除此之外,T2EX的跳變會引起T2CON中的EXF2置位。像TF2一樣,T2EX也會引起中斷。自動重載當定時器2工作于16位自動重載模式,可對其編程實現(xiàn)向上計數(shù)或向下計數(shù)。這一功能可以通過特殊寄存器T2MOD中的DCEN(向下計數(shù)允許位)來實現(xiàn)。通過復位,DCEN被置為0,因此,定時器2默認為向上計數(shù)。DCEN設置后,定時器2就可以取決于T2EX向上、向下計數(shù)。DCEN=0時,定時器2自動計數(shù)。通過T2CON中的EXEN2位可以選擇兩種方式。如果EXEN2=0,定時器2計數(shù),計到0FFFFH后置位TF2溢出標志。計數(shù)溢出也使得定時器寄存器重新從RCAP2H和RCAP2L中加載16位值。定時器工作于捕捉模式,RCAP2H和RCAP2L的值可以由軟件預設。如果EXEN2=1,計數(shù)溢出或在外部T2EX(P1.1)引腳上的1到0的下跳變都會觸發(fā)16位重載。這個跳變也置位EXF2中斷標志位。置位DCEN,允許定時器2向上或向下計數(shù)。在這種模式下,T2EX引腳控制著計數(shù)的方向。T2EX上的一個邏輯1使得定時器2向上計數(shù)。定時器計到0FFFFH溢出,并置位TF2。定時器的溢出也使得RCAP2H和RCAP2L中的16位值分別加載到定時器存儲器TH2和TL2中。T2EX上的一個邏輯0使得定時器2向下計數(shù)。當TH2和TL2分別等于RCAP2H和RCAP2L中的值的時候,計數(shù)器下溢。計數(shù)器下溢,置位TF2,并將0FFFFH加載到定時器存儲器中。定時器2上溢或下溢,外部中斷標志位EXF2被鎖死。在這種工作模式下,EXF2不能觸發(fā)中斷。波特率發(fā)生器通過設置T2CON中的TCLK或RCLK可選擇定時器2作為波特率發(fā)生器。如果定時器2作為發(fā)送或接收波特率發(fā)生器,定時器1可用作它用,發(fā)送和接收的波特率可以不同。設置RCLK和(或)TCLK可以使定時器2工作于波特率產生模式。波特率產生工作模式與自動重載模式相似,因此,TH2的翻轉使得定時器2寄存器重載被軟件預置16位值的RCAP2H和RCAP2L中的值。模式1和模式3的波特率由定時器2溢出速率決定,具體如下公式:模式1和模式3波特率=定時器2溢出率/16定時器可設置成定時器,也可為計數(shù)器。在多數(shù)應用情況下,一般配置成定時方式(CP/T2=0)。定時器2用于定時器操作與波特率發(fā)生器有所不同,它在每一機器周期(1/12晶振周期)都會增加;然而,作為波特率發(fā)生器,它在每一機器狀態(tài)(1/2晶振周期)都會增加。波特率計算公式如下:模式1和模式3的波特率=晶振頻率/32×[65536-(RCAP2H,RCAP2L)]其中,(RCAP2H,RCAP2L)是RCAP2H和RCAP2L組成的16位無符號整數(shù)。定時器2作為波特率發(fā)生器。僅在T2CON中RCLK或TCLK=1才有效。特別強調,TH2的翻轉并不置位TF2,也不產生中斷;EXEN2置位后,T2EX引腳上1~0的下跳變不會使(RCAP2H,RCAP2L)重載到(TH2,TL2)中。因此,定時器2作為波特率發(fā)生器,T2EX也還可以作為一個額外的外部中斷。定時器2處于波特率產生模式,TR2=1,定時器2正常工作。TH2或TL2不應該讀寫。在這種模式下,定時器在每一狀態(tài)都會增加,讀或寫就不會準確。寄存器RCAP2可以讀,但不能寫,因為寫可能和重載交迭,造成寫和重載錯誤。在讀寫定時器2或RCAP2寄存器時,應該關閉定時器(TR2清0)??删幊虝r鐘輸出可以通過編程在P1.0引腳輸出一個占空比為50%的時鐘信號。這個引腳除了常規(guī)的I/O角外,還有兩種可選擇功能。它可以通過編程作為定時器/計數(shù)器2的外部時鐘輸入或占空比為50%的時鐘輸出。當工作頻率為16MHZ時,時鐘輸出頻率范圍為61HZ到4HZ。為了把定時器2配置成時鐘發(fā)生器,位C/T2(T2CON.1)必須清0,位T2OE(T2MOD.1)必須置1。位TR2(T2CON.2)啟動、停止定時器。時鐘輸出頻率取決于晶振頻率和定時器2捕捉寄存器(RCAP2H,RCAP2L)的重載值,如公式所示:時鐘輸出頻率=晶振頻率/4[65536-(RCAP2H,RCAP2L)]在時鐘輸出模式下,定時器2不會產生中斷,這和定時器2用作波特率發(fā)生器一樣。定時器2也可以同時用作波特率發(fā)生器和時鐘產生。不過,波特率和輸出時鐘頻率相互并不獨立,它們都依賴于RCAP2H和RCAP2L。中斷AT89S52有6個中斷源:兩個外部中斷(INT0和INT1),三個定時中斷(定時器0、1、2)和一個串行中斷。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE中的相關中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。IE還包括一個中斷允許總控制位EA,它能一次禁止所有中斷。IE.6位是不可用的。對于AT89S52,IE.5位也是不能用的。用戶軟件不應給這些位寫1。它們?yōu)锳T89系列新產品預留。定時器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進入中斷服務后,這些標志位都可以由硬件清0。實際上,中斷服務程序必須判定是否是TF2或EXF2激活中斷,標志位也必須由軟件清0。定時器0和定時器1標志位TF0和TF1在計數(shù)溢出的那個周期的S5P2被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。然而,定時器2的標志位TF2在計數(shù)溢出的那個周期的S2P2被置位,在同一個周期被電路捕捉下來。晶振特性AT89S52單片機有一個用于構成內部振蕩器的反相放大器,XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構成自激振蕩器。從外部時鐘源驅動器件的話,XTAL2可以不接,而從XTAL1接入。由于外部時鐘信號經過二分頻觸發(fā)后作為外部時鐘電路輸入的,所以對外部時鐘信號的占空比沒有其它要求,最長低電平持續(xù)時間和最少高電平持續(xù)時間等還是要符合要求的??臻e模式在空閑工作模式下,CPU處于睡眠狀態(tài),而所有片上外部設備保持激活狀態(tài)。這種狀態(tài)可以通過軟件產生。在這種狀態(tài)下,片上RAM和特殊功能寄存器的內容保持不變??臻e模式可以被任一個中斷或硬件復位終止。由硬件復位終止空閑模式只需兩個機器周期有效復位信號,在這種情況下,片上硬件禁止訪問內部RAM,而可以訪問端口引腳??臻e模式被硬件復位終止后,為了防止預想不到的寫端口,激活空閑模式的那一條指令的下一條指令不應該是寫端口或外部存儲器。掉電模式在掉電模式下,晶振停止工作,激活掉電模式的指令是最后一條執(zhí)行指令。片上RAM和特殊功能寄存器保持原值,直到掉電模式終止。掉電模式可以通過硬件復位和外部中斷退出。復位重新定義了SFR的值,但不改變片上RAM的值。在VCC未恢復到正常工作電壓時,硬件復位不能無效,并且應保持足夠長的時間以使晶振重新工作和初始化。程序存儲器的加密位AT89S52有三個加密位不可編程(U)和可編程獲得不同功能。加密位1(LB1)編程后,EA引腳的邏輯值被采樣,并在復位期間鎖存。如果器件復位,而沒有復位,將鎖存一個隨機值,直到復位為止。為了器件功能正常,鎖存到的EA值必須和這個引腳的當前邏輯電平一致。Flash編程―并行模式AT89S52帶有用作編程的片上Flash存儲器陣列。編程接口需要一個高電壓(12V)編程使能信號,并且兼容常規(guī)的第三方Flash或EPROM編程器。AT89S52程序存儲陣列采用字節(jié)式編程。編程方法對AT89S52編程之前,需根據(jù)Flash編程模式表和對地址、數(shù)據(jù)和控制信號設置??刹捎孟铝胁襟E對AT89S52編程:1.在地址線上輸入編程單元地址信號2.在數(shù)據(jù)線上輸入正確的數(shù)據(jù)3.激活相應的控制信號4.把EA/Vpp升至12V5.每給Flash寫入一個字節(jié)或程序加密位時,都要給ALE/PROG一次脈沖。字節(jié)寫周期時自身定制的,典型值僅僅50us。改變地址、數(shù)據(jù)重復第1步到第5步,直到全部文件結束。DataPollingAT89S52用DataPolling作為一個字節(jié)寫周期結束的標志特征。AT89S52單片機的基本發(fā)音我們知道,聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲,若能利用程序來控制單處機某個口線的“高”電平或低電平,則在該口線上就能產生一定頻率的矩形波,接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音,若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間,就能改變輸出頻率,從而改變音調。例如,要產生200HZ的音頻信號,實驗程序為:其中子程序DEL為延時子程序,當R3為1時,延時時間約為20us,R3中存放延時常數(shù),對200HZ音頻,其周期為1/200秒,即5ms。這樣,當P1.4的高電平或低電平的持續(xù)時間為2.5ms,即R3的時間常數(shù)取2500/20=125(7DH)時,就能發(fā)出200HZ的音調。將程序鍵入學習機,并持續(xù)修改R3的常數(shù)能感到音調的變化。樂曲中,每一音符對應著確定的頻率。讀者能根據(jù)表1所供給的常數(shù),將其16進制代碼送入R3,反復練習體會。根據(jù)表1能奏出音符。僅這還不夠,要準確奏出一首曲子,必須準確地控制樂曲節(jié)奏,即一音符的持續(xù)時間。音符的節(jié)拍我們能用定時器T0來控制,送入不一樣的初值,就能產生不一樣的定時時間。便如某歌曲的節(jié)奏為每分鐘94拍,即一拍為0.64秒。但是,由于T0的最大定時時間只能為131毫秒,因此不可能直接用改變T0的時間初值來實現(xiàn)不一樣節(jié)拍。我們能用T0來產生10毫秒的時間基準,然后設置一個中斷計數(shù)器,通過判別中斷計數(shù)器的值來控制節(jié)拍時間的長短。表2中也給出了各種節(jié)拍所對應的時間常數(shù)。例如對1/4拍音符,定時時間為0.16秒,對應的時間常數(shù)為16(即10H);對3拍音符,定時時間為1.92秒,對應時間長數(shù)為192(即C0H)。我們將每一音符的時間常數(shù)和其對應的節(jié)拍常數(shù)作為一組,按次序將樂曲中的所有常數(shù)排列成一個表,然后由查表程序依次取出,產生音符并控制節(jié)奏,就能實現(xiàn)演奏效果。此外,結束符和體止符能分別用代碼00H和FFH來表示,若查表結果為00H,則表示曲子終了;若查表結果為FFH,則產生對應的停頓效果。為了產生手彈的節(jié)奏感,在某些音符(例如兩個相同音符)音插入一個時間單位的頻率略有不一樣的音符。3.3ICM7218資料ICM7218A是通用數(shù)碼管驅動器,控制方式簡單靈活,并可與8位微處理器接口.可廣泛應用于電源及儀器儀表的顯示中。圖3.3.1ICM7218A可工作在三種顯示模塊:非譯碼顯示模式、十六進制譯碼顯示模式和十進制譯碼顯示模式。具體說明如下:在非譯碼模式下(寫入命令字時ID5=“1”),輸入數(shù)據(jù)直接控制段位輸出,輸入數(shù)據(jù)和段位顯示對應如表3.3.1所示。在譯碼模式下(寫入命令十ID5=“0”),可在寫入命令字時選擇其工作在十六進制譯碼顯示模式(ID6=“1”)或十進制譯碼顯示模式(ID6=“0”);輸入二進制碼與十進制顯示碼、十六進制顯示碼關系如表3.3.2所示。輸入數(shù)據(jù)ID7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0輸出數(shù)據(jù)D.PabCdefg圖3.3.1進制所對應十進制值碼0123456789101112131415十六進制顯示碼0123456789abcdef十進制顯示碼0123456789-EHLP(空)圖3.3.2ICM7218A的工作方式ICM7218A可通過命令字中ID4位來決定其在正常工作方式(NORMALOPERTION)或停止工作方式(SHUTDOWN)。在正常工作方式下(ID4=“1”),當MODE為高電平時,在WRITE信號有效時,由微處理器數(shù)據(jù)總線的ID4-ID7位寫入控制命令字,此時ID0-ID3位數(shù)據(jù)無效;MODE為底電平時,在WRITE信號有效時由微處理器依次寫如8個8位顯示數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)寫入過程中,顯示器停止工作,知道8個數(shù)據(jù)寫完,顯示器顯示新輸入值。注1:若想重新修改任一位顯示數(shù)據(jù),必須重新執(zhí)行上述過程,否則直接修改任一位顯示數(shù)據(jù)均無效。注2:每次必須連續(xù)輸入8個8位顯示數(shù)據(jù)之后顯示器才能正常工作(即使顯示位數(shù)少于8位也必須輸入8個數(shù)據(jù)),8個數(shù)據(jù)之后的數(shù)據(jù)無效。在停止工作方式下(ID4=“0”),寫入命令字后,顯示器停止顯示,集成電路進入省點狀態(tài)。3.474LS390資料74LS390是雙十進制計數(shù)器,包括兩個2分頻和兩個5分頻計數(shù)器,用它可以實現(xiàn)2分頻、5分頻直至100分頻的任何累加倍數(shù)的計數(shù)長度;74LS390和門電路相配合,可以實現(xiàn)任意進制單位計數(shù)器。計數(shù)結果往往需要顯示出來,供人們讀數(shù),所以計數(shù)、譯碼和顯示電路通常配合使用。能完成這三種功能的芯片很多,要針對使用目的選用合適的芯片。如果計數(shù)結果要以十進制數(shù)顯示出來,譯碼驅動器可以用能直接驅動七段數(shù)碼管的譯碼驅動器。如圖3.4.1,芯片74LS390內有兩個十進制計數(shù)器,CR是清零端(高電平有效),、是CP脈沖,Q0、Q1、Q2、Q3為4個輸出。如果用觸發(fā),只有Q0有輸出;若用觸發(fā),則Q1、Q2、Q3三輸出端輸出(此時計數(shù)周期為5),即74LS390可以實現(xiàn)二進制、五進制計數(shù)。如果將Q0直接與相連,以作CP脈沖,則可以實現(xiàn)8421十進制計數(shù)。3.4.174LS390管腳排列圖3.5CD4052資料CD4052是一個雙4選一的多路模擬選擇開關,其使用真值表如表3.5.1所示:INHIBITBA0000x,0y0011x,1y0102x,2y0113x,3y1//None表3.5.1應用時可以通過單片機對A/B的控制來選擇輸入哪一路,例如:需要從4路輸入中選擇第二路輸入,假設使用的是Y組,那么單片機只需要分別給A和B送1和0即可選中該路,然后進行相應的處理。注意第6腳為使能腳,只有為0時,才會有通道被選中輸出.圖3.5.1CD4052芯片管腳圖:3.6NE555資料555定時器是一種應用極為廣泛的中規(guī)模集成電路。該電路使用靈活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以構成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。因而廣泛用于信號的產生、變換、控制與檢測。目前生產的定時器有雙極型和CMOS兩種類型,其型號分別有NE555(或5G555)和C7555等多種。它們的結構及工作原理基本相同。通常,雙極型定時器具有較大的驅動能力,而CMOS定時器具有低功耗、輸入阻抗高等優(yōu)點。555定時器工作的電源電壓很寬,并可承受較大的負載電流。雙極型定時器電源電壓范圍為5~16V,最大負載電流可達200mA;CMOS定時器電源電壓范圍為3~18V,最大負載電流在4mA以下。一、電路組成圖3.6.1為555集成定時器555定時器的電氣原理圖和電路符號,其由五個部分組成:(1)由三個阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器;(2)兩個電壓比較器C1和C2:V+>V-,Vo=1;V+<V-,Vo=0。(3)基本RS觸發(fā)器;(4)放電三極管T及緩沖器G。圖3.6.1555定時器的電氣原理圖和電路符號二、基本功能當5腳懸空時,比較器C1和C2的比較電壓分別為2Vcc/3、Vcc/3。(1)當V11>2Vcc/3,V23>Vcc/3時,比較器C1輸出低電平,C2輸出高電平,基本RS觸發(fā)器被置0,放電三極管T導通,輸出端vO為低電平。(2)V11<2Vcc/3,V23<Vcc/3時,比較器C輸出高電平,C2輸出低電平,基本RS觸發(fā)器被置1,放電三極管T截止,輸出端vO為高電平。(3)V11<2Vcc/3,V23>Vcc/3時,比較器C1輸出高電平,C2也輸出高電平,即基本RS觸發(fā)器R=1,S=1,觸發(fā)器狀態(tài)不變,電路亦保持原狀態(tài)不變。由于閾值輸入端(V11)為高電平(>2Vcc/3)時,定時器輸出低電平,因此也將該端稱為高觸發(fā)端(TH)。因為觸發(fā)輸入端(vI2)為低電平(<1Vcc/3)時,定時器輸出高電平,因此也將該端稱為低觸發(fā)端(TL)。如果在電壓控制端(5腳)施加一個外加電壓(其值在0~VCC之間),比較器的參考電壓將發(fā)生變化,電路相應的閾值、觸發(fā)電平也將隨之變化,并進而影響電路的工作狀態(tài)。另外,RD為復位輸入端,當RD為低電平時,不管其他輸入端的狀態(tài)如何,輸出Vo為低電平,即RD的控制級別最高。正常工作時,一般應將其接高電平。閾值輸入(V11)觸發(fā)輸入(V12)復位(RD)輸出(VO)放電管T//00導通<2Vcc/3<Vcc/311截止>2Vcc/3>Vcc/310導通<2Vcc/3>Vcc/31不變不變表3.6.1555定時器功能表由電路框圖和功能表可以得出如下結論:1555定時器有兩個閾值,分別是2Vcc/3和Vcc/3。2輸出端3腳和放電端7腳的狀態(tài)一致,輸出低電平對應放電管飽和,在7腳外接有上拉電阻時,7腳為低電平。輸出高電平對應放電管截止,在有上拉電阻時,7腳為高電平。3輸出端狀態(tài)的改變有滯回現(xiàn)象,回差電壓為Vcc/3。4輸出與觸發(fā)輸入反相。掌握這四條,對分析555定時器組成的電路十分有利。555應用施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是數(shù)字系統(tǒng)中常用的電路之一,它可以把變化緩慢的脈沖波形變換成為數(shù)字電路所需要的矩形脈沖。施密特電路的特點在于它也有兩個穩(wěn)定狀態(tài),但與一般觸發(fā)器的區(qū)別在于這兩個穩(wěn)定狀態(tài)的轉換需要外加觸發(fā)信號,而且穩(wěn)定狀態(tài)的維持也要依賴于外加觸發(fā)信號,因此它的觸發(fā)方式是電平觸發(fā)。1.電路組成及功能只要將555定時器的2號腳和6號腳接在一起,就可以構成施密特觸發(fā)器。我們簡記為“二六搭一”。圖3.6.2555定時器構成的施密特觸發(fā)器電路圖(1)V1=0V時,Vo1輸出高電平。(2)當V1上升到2Vcc/3時,Vo1輸出低電平。當V`由2Vcc/3繼續(xù)上升,Vo1保持不變。(3)當V1下降到Vcc/3時,電路輸出跳變?yōu)楦唠娖?。而且在V1繼續(xù)下降到0V時,電路的這種狀態(tài)不變。圖3.6.2中,R、VCC2構成另一輸出端Vo2,其高電平可以通過改變Vcc2進行調節(jié)。2.電壓滯回特性和主要參數(shù)電壓滯回特性圖3.6.3施密特觸發(fā)器的電路符號和電壓傳輸特性主要靜態(tài)參數(shù)(1)上限閾值電壓VT+VI上升過程中,輸出電壓VO由高電平
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