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编号毕业设计题目电阻、电容、电感测试仪院(系)应用科技学院专业电子信息工程题目类型理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发摘要在使用电子元器件时,首先需要了解参数采用传统的仪表进行测量时,首先要从电路板上焊开器件,再根据元件的类型,手动选择量程挡位进行测量,这样不仅麻烦而且破坏了电路板的美观基于单片机控制实现的RLC测量仪可以在线测量、智能识别、量程自动转换等多种功能,大大提高测量仪的测量速度和精度,扩大了测量范围因此这种RLC测量仪既可改善系统测量的性能,又保持了印刷电路的美观,较传统的测量仪还具有高度的智能仪和功能的集成化,在未来的应用中将具有广阔的前景本课题主要研究内容为设计一个基于单片机的RLC智能测量仪器,能够智能地识别出待测元件是电容、电感还是电阻;能精确测量出电阻、电容、电感的参数值,同时还能加入语音播报的功能;可以实现量程电阻的自动转换,无须人工选择档位;对测量仪进行扩充后还实现了二极管、三极管的测量关键词RLC测量仪;AT89S52;NE555AbstractIntheuseofelectroniccomponentsthefirstneedtounderstandparameters.UsingthetraditionalinstrumenttomeasurethefirstcircuitboardfromaweldingdeviceaccordingtothetypeofcomponentsmanuallyselectrangeShifttomeasurethisisnotonlytroublesomebutalsoundermineTheappearanceofthecircuitboard.BasedonSCMcontroltoachievetheRLC-measuringinstrumentcanmeasureintelligentidentificationrangeautomaticconversionandotherfeaturestherebygreatlyincreasingthemetermeasuringspeedandaccuracyexpandedtherange.SothisRLCmeasuringinstrumentcanimprovetheperformancemeasurementsystemandmaintaintheappearanceoftheprintedcircuitthemoretraditionalmeasuringinstrumentalsoishighlyintelligentandfunctionalinstrumentofintegrationandapplicationinthefuturewillhavebroadprospects.ThemaintopicsforthedesignofresearchhasbeenbasedontheRLCSCMsmartmeasuringinstrumentssmartandabletoidentifycomponentsundertestiscapacitorsinductorsorresistance;canbeaccuratelymeasuredresistorscapacitorsinductorsoftheparameterswhileaddingVoiceofthebroadcastfunctioncanbeautomaticallyconvertedrangeoftheresistancenotartificialselectionstalls;measuringinstrumenttocarryouttheexpandedalsotoachievethediodestransistorsmeasurement.Keywords RLCmeter;AT89S52;NE555目录TOC\o1-3\h\z\u引言11硬件电路
21.1设计要求
21.2电路方框图及说明
21.3各部分电路设计
21.
3.1电阻测量电路
21.
3.2电容测量电路
31.
3.3电感测量电路
41.
3.4多路选择开关电路
51.
3.5按键及显示电路
51.
3.6单片机模块
61.
3.7量程选择模块
71.
3.8电源模块82软件部分
82.1主程序流程图
82.2程序清单93相关元器件
193.1元件清单
193.2AT89S52资料
203.3ICM7218资料
313.474LS390资料
323.5CD4052资料
333.6NE555资料
333.7共阳4位LED数码管资料
403.8三极管相关资料
413.9三端稳压管LM7805资料
423.10继电器资料434调试总结435结论44谢辞45参考文献46附录47引言测量电子元器件集中参数R、C、L的仪表种类较多,方法也各有不同,但都有其优缺点一般的测量方法都存在计算复杂、不易实现自动测量而且很难实现智能化本测试仪是把电子元件的参数R、C、L转换成频率信号f,然后用单片机计数后在运算求出R、C、L,并送显示,转换原理分别是RC振荡和LC三点式振荡,这样就能够把模拟量近似的转换位数字量,而频率f是单片机很容易处理的数字量,这种数字化的处理一方面便于使仪表实现智能化1硬件电路
1.1设计要求设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪,具体要求数据如下
(1)测量范围电阻100~1M;电容100PF~10000PF;电感100UH~10mH
(2)测量精度5%;制作4位数码管显示器,显示测量数值,并用发光二极管分别知识所测元件的类型和单位
(3)加入语音播报功能如测量结果为
6.8K欧姆则语音播报“六点八K欧姆”;如电阻小于100欧姆则语音播报“电阻小于100欧姆”
1.2电路方框图及说明系统分三大部分,既测量电路、通道选择和控制电路如图
1.
2.1图
1.
2.1RLC测量仪电路方框图
1.3各部分电路设计
1.
3.1电阻测量电路电阻的测量采用“脉冲计数法”,如图
1.
3.1所示由555电路构成的多谐振荡电路,通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小555接成多谐振荡器的形式,其振荡周期为T=t1+t2=(ln2)(R1+Rx)*C1+(ln2)Rx*C1得到Fx=1/[(ln2)R2+2RxC1]即Rx=[1/ln2C1-R1]/2电路分为2档:RH设置为高电平输出,RL设为低电平输出;
1、100≤Rx1000欧姆R3=200欧姆;C14=
0.22uF;Rx=
6.56*1e+6/2*fx-330/2对应的频率范围为
2.8K≤fx16K
2、1000≤Rx1M欧姆R2=20k欧姆;C1=103PF;Rx=
1.443*1e+8/2*fx-1e+4对应的频率范围为141Hz≤fx
6.8K图
1.
3.1电阻测量电路
1.
3.2电容测量电路电容的测量同样采用“脉冲计数法”,如图
1.
3.2所示由555电路构成的多谐振荡电路,通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小555接成多谐振荡器的形式,其振荡周期为T=t1+t2=(ln2)(R1+R2)*Cx+(ln2)R2*Cx我们设置R1=R2;得到Fx=1/[3ln2R1*Cx]即Cx=1/[3ln2R1*Fx]电路分为2档:
1、R1=560K欧姆CL设置为高电平输出;R4=R6;Cx=
0.94*1e+6/fx;对应的频率范围为
9.4K≤fx
0.94K
2、R1=100K欧姆CH设置为高电平输出;R5=R6;Cx=
4.81*1e+6/fx;对应的频率范围为480Hz≤fx
4.8K图
1.
3.2电容测量电路
1.
3.3电感测量电路电感的测量是采用电容三点式振荡电路来实现的三点式电路是指LC回路中与发射极相连的两个电抗元件必须是同性质的,另外一个电抗元件必须为异性质的,而与发射极相连的两个电抗元件同为电容时的三点式电路,成为电容三点式电路Fx=1/2π即Lx=1/4π*π*Fx*FxLx=[38*1e+6]/图
1.
3.3电感测量电路
1.
3.4多路选择开关电路利用CD4052实现测量类别的转换,CD4052是双4选一的模拟开关选择器件当选择了某一通道的频率后,输出频率通过通过P35作为CPU定时器的时钟源并开始计数,当计数到3秒后读出计数器的值,除以3就得到了被测R/C/L所对应产生的频率,通过计算得到要被测值P13P14测量类别00Y0-R01Y1-L10Y2-C11*图
1.
3.4多路选择开关电路
1.
3.5按键及显示电路按键和二极管分别表示不同类别的测量,如下表所示按键二极管对应测试项KEY1L1测试RKEY2L2测试CKEY3L3测试L图
1.
3.
5.1测量选择与指示电路图
1.
3.
5.2显示模块1计数结果需要显示出来供人们读数,74LS390能驱动七段数码管以十进制数显示出来记数结果,如图图
1.
3.
5.3显示模块
21.
3.6单片机模块单片机系统连接如图
1.
3.6所示图
1.
3.6单片机模块
1.
3.7量程选择模块包括电阻量程选择模块和电容量程选择模块,如图
1.
3.
7.1和
1.
3.
7.2所示图
1.
3.
7.1电阻量程选择模块图
1.
3.
7.2电容量程选择模块
1.
3.8电源模块电源模块如图
1.
3.8所示图
1.
3.8电源模块2软件部分
2.1主程序流程图如图
2.1所示图
2.1主程序流程图
2.2程序清单#includeREG
52.H#includeabsacc.h#includestdio.h#defineICM7218XBYTE[0x00ff]//7218A地址unsignedcharTab[]={0xFB0xB00xED0xF50xB60xD70xDF0xF00xFF0xF7};//7218A数码管段代码表unsignedcharAddr[]={0x000x080x100x180x200x280x300x380x400x480x500x600x680x700x78};//ISD1420播放地址代码表//0123456789乘以10的次方欧皮法微亨unsignedcharP_tab
[7]={0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF0xFF};//语音播放结果列表unsignedcharSaveData
[8]={0xCE0xCE0xCE0xCE0xCE0xCE0xCE0xCE};//最终结果unsignedcharcount=0counter=0bai=0shi=0ge=0cifang=0;unsignedlongintpinlv=0result=0flag=0;sbitMode=P1^2;//7218A工作模式sbitR_select=P3^2;//电阻测量选择按键sbitC_select=P3^3;//电容测量选择按键sbitL_select=P3^4;//电感测量选择按键sbitR_led=P2^2;//电阻指示灯sbitC_led=P2^1;//电容指示灯sbitL_led=P2^0;//电感指示灯sbitR_change=P2^4;//电阻量程转变sbitC_change=P2^3;//电容量程转变sbitF_B=P1^4;//模拟开关sbitF_A=P1^3;sbitPlay=P2^6;//语音播放sbitFeedback=P2^7;//ISD1420反馈信号]/****************************延时******************************/voiddelayunsignedintk{unsignedinta;fora=0;a=k;a++;}/******************************频率测量*******************************/voidplvoid{TMOD=0x51;//定时器0工作方式1,计数器1工作方式1TH0=0x3c;TL0=0xb0;//50ms定时TH1=0;TL1=0;//计数器清零EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;//启动计时计数器whilecount=60;//3秒测频count=0;pinlv=counter*65536+TH1*256+TL1/3;//频率换算counter=0;TR0=0;//停止计时计数器TR1=0;}voidt0voidinterrupt1using0//定时器中断子程序{TH0=0x3c;TL0=0xb0;count++;}voidt1voidinterrupt3using0//计数器中断子程序{counter++;}/******************************阻值公式换算单位:欧姆*******************************/voidR_dealvoid{result=6557705/pinlv-200/2;//100~10k欧姆ifR_change==0{result=6557705/pinlv-20000/2;//10k~1M欧姆}ifresult20000result400000//修正{result=result*939/1000;}else{result=result*891/1000;}}/*****************************容值公式换算单位:PF******************************/voidC_dealvoid{result=13383072/pinlv;//100~1000PFifC_change==0//1000~10000PF{result=2540851/pinlv;}ifresult277//修正{result=result*36/100;}ifresult=277result288{result=result*430/1000;}ifresult=288result318{result=result*507/1000;}ifresult=318result450{result=result*614/1000;}ifresult=450result470{result=result*65/100;}ifresult=470result1455{result=result*72/100;}ifresult=3295result9000{result=result*789/1000;}}/******************************感值公式换算单位:uH******************************/voidL_dealvoid{pinlv=pinlv*100;//频率分频还原result=6069931/pinlv*6069931/pinlv;ifresult=3600//修正{result=result*2;}ifresult=2445result3600{result=result*100/65;}ifresult=1245result2445{result=result*100/80;}ifresult=552result1245{result=result*100/70;}ifresult=465result552{result=result*100/84;}ifresult=328result465{result=result*1000/765;}ifresult328{result=result*100/79;}}/******************************转换成代码表*****************************/voiddaimavoid{unsignedcharji=0;flag=result;whileflag/10{flag=flag/10;i++;}ifi=2{cifang=i-2;}elsecifang=0;forj=0;jcifang;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显示******************************/voiddisplayvoid{unsignedchari;Mode=1;//写命令字ICM7218=0xf0;//十六进制非译码正常工作后跟显示数据Mode=0;//写入数据fori=0;i8;i++{ICM7218=SaveData[i];}}/*****************************ISD1420语音播放******************************/voidplayvoid{unsignedchari;P_tab
[0]=Addr[bai];//给表赋值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];ifR_led==0//电阻--欧{P_tab
[6]=Addr
[12];}ifC_led==0//电容--皮法{P_tab
[6]=Addr
[13];}ifL_led==0//电感--微亨{P_tab
[6]=Addr
[14];}fori=0;i7;i++{P0=P_tab[i];//地址delay20000;Play=0;//播放delay20000;whileFeedback==1;//等待EOM结束反馈Play=1;delay20000;}}/*****************************主函数******************************/voidmainvoid{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;while1{/*****************电阻*********************/ifR_select==0//测电阻{delay2000;//去抖动ifR_select==0{R_led=0;C_led=1;L_led=1;F_B=0;//模拟开关电阻频率输出F_A=0;delay20000;C_change=1;R_change=1;//低量程delay50000;delay50000;pl;//测频ifpinlv164//是否需要转换高量程?{R_change=0;delay50000;delay50000;pl;}R_deal;//结果daima;//代码转换display;//显示//play;//语音播放}}/******************电容***********************/ifC_select==0//测电容{delay2000;//去抖动ifC_select==0{C_led=0;R_led=1;L_led=1;F_B=0;//模拟开关电容频率输出F_A=1;delay20000;C_change=1;//低量程R_change=1;delay50000;delay50000;pl;//测频ifpinlv13383//是否需要转换高量程?{C_change=0;delay50000;delay50000;pl;}C_deal;//结果daima;//代码转换display;//显示//play;//语音播放}}/******************电感***********************/ifL_select==0//测电感{delay2000;//去抖动ifL_select==0{L_led=0;R_led=1;C_led=1;C_change=1;R_change=1;F_B=1;//模拟开关电感频率输出F_A=0;delay20000;pl;//测频L_deal;//结果daima;//代码转换display;//显示//play;//语音播放}}}}3相关元器件
3.1元件清单AT89S52芯片一个(带DIP40插槽)ICM7218芯片一个(带DIP28插槽)74LS390芯片一个带DIP16插槽CD4052芯片一个(带DIP16插槽)555芯片两个(带两个DIP8插槽)共阳4位LED数码管NPN三极管
9013、PNP三极管9015各两个三端稳压管LM7805两个5伏光藕两个5伏继电器两个二极管两个轻触开关4个LED指示灯7个1K8脚排阻1个插针若干电阻1个2个6803个1K2个2K4个3K2个
3.9K1个10K6个20K1个30K1个100K2个560K1个电容30PF2个75P1个1032个2031个1047个
0.22UF3个10UF1个470UF2个1000uF2个
3.2AT89S52资料单片机也被称为微控制器(Microcontroler),是因为它最早被用在工业控制领域单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳早期的单片机都是8位或4位的其中最成功的是INTEL的8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大的提高随着INTELi960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍目前,高端的32位单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只有10美元当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用事实上单片机是世界上数量最多的计算机现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合,甚至比人类的数量还要多AT89S52主要性能*与MCS-51单片机产品兼容*8K字节在系统可编程Flash存储器*1000次擦写周期*全静态操作0Hz~33Hz*三级加密程序存储器*32个可编程I/O口线*三个16位定时器/计数器*八个中断源*全双工UART串行通道*低功耗空闲和掉电模式*掉电后中断可唤醒*看门狗定时器*双数据指针*掉电标识符功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案AT89S52具有以下标准功能8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止引脚功能描述VCC电源GND地P0口P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用在这种模式下,P0具有内部上拉电阻在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节程序校验时,需要外部上拉电阻P1口P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平对P1端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)此外,P
1.0和P
1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P
1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P
1.1/T2EX)在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节P2口P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平对P2端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR)时,P2口送出高八位地址在这种应用中,P2口使用很强的内部上拉发送1在使用8位地址(如MOVX@RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号P3口P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平对P3端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)P3口亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号RST复位输入晶振工作时,RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位看门狗计时完成后,RST脚输出96个晶振周期的高电平特殊寄存器AUXR地址8EH上的DISRTO位可以使此功能无效DISRTO默认状态下,复位高电平有效ALE/PROG地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址的输出脉冲在flash编程时,此引脚(PROG)也用作编程输入脉冲在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过如果需要,通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作将无效这一位置“1”,ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效否则,ALE将被微弱拉高这个ALE使能标志位(地址为8EH的SFR的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效PSEN外部程序存储器选通信号(PSEN)是外部程序存储器选通信号当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时,PSEN在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据存储器时,PSEN将不被激活EA/VPP访问外部程序存储器控制信号为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令,EA必须接GND为了执行内部程序指令,EA应该接VCC在flash编程期间,EA也接收12伏VPP电压XTAL1振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端XTAL2振荡器反相放大器的输出端特殊功能寄存器并不是所有的地址都被定义了片上没有定义的地址是不能用的读这些地址,一般将得到一个随机数据;写入的数据将会无效用户不应该给这些未定义的地址写入数据“1”由于这些寄存器在将来可能被赋予新的功能,复位后,这些位都为“0”定时器2寄存器寄存器T2CON和T2MOD包含定时器2的控制位和状态位,寄存器对RCAP2H和RCAP2L是定时器2的捕捉/自动重载寄存器中断寄存器各中断允许位在IE寄存器中,六个中断源的两个优先级也可在IE中设置双数据指针寄存器为了更有利于访问内部和外部数据存储器,系统提供了两路16位数据指针寄存器位于SFR中82H~83H的DP0和位于84H~85特殊寄存器AUXR1中DPS=0选择DP0;DPS=1选择DP1用户应该在访问数据指针寄存器前先初始化DPS至合理的值掉电标志位掉电标志位(POF)位于特殊寄存器PCON的第四位(PCON.4)上电期间POF置“1”POF可以软件控制使用与否,但不受复位影响存储器结构MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址程序存储器如果EA引脚接地,程序读取只从外部存储器开始对于89S52,如果EA接VCC,程序读写先从内部存储器(地址为0000H~1FFFH)开始,接着从外部寻址,寻址地址为2000H~FFFFH数据存储器AT89S52有256字节片内数据存储器高128字节与特殊功能寄存器重叠也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址,而物理上是分开的当一条指令访问高于7FH的地址时,寻址方式决定CPU访问高128字节RAM还是特殊功能寄存器空间直接寻址方式访问特殊功能寄存器(SFR)例如,下面的直接寻址指令访问0A0H(P2口)存储单元MOV0A0H#data使用间接寻址方式访问高128字节RAM例如,下面的间接寻址方式中,R0内容为0A0H,访问的是地址0A0H的寄存器,而不是P2口(它的地址也是0A0H)MOV@R0#data堆栈操作也是简介寻址方式因此,高128字节数据RAM也可用于堆栈空间看门狗定时器WDT是一种需要软件控制的复位方式WDT由13位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器(WDTRST)构成WDT在默认情况下无法工作;为了激活WDT,户用必须往WDTRST寄存器(地址0A6H)中依次写入01EH和0E1H当WDT激活后,晶振工作,WDT在每个机器周期都会增加WDT计时周期依赖于外部时钟频率除了复位(硬件复位或WDT溢出复位),没有办法停止WDT工作当WDT溢出,它将驱动RSR引脚一个高个电平输出WDT的使用为了激活WDT,用户必须向WDTRST寄存器(地址为0A6H的SFR)依次写入0E1H和0E1H当WDT激活后,用户必须向WDTRST写入01EH和0E1H喂狗来避免WDT溢出当计数达到81911FFFH时,13位计数器将会溢出,这将会复位器件晶振正常工作、WDT激活后,每一个机器周期WDT都会增加为了复位WDT,用户必须向WDTRST写入01EH和0E1H(WDTRST是只读寄存器)WDT计数器不能读或写当WDT计数器溢出时,将给RST引脚产生一个复位脉冲输出,这个复位脉冲持续96个晶振周期(TOSC),其中TOSC=1/FOSC为了很好地使用WDT,应该在一定时间内周期性写入那部分代码,以避免WDT复位掉电和空闲方式下的WDT在掉电模式下,晶振停止工作,这意味这WDT也停止了工作在这种方式下,用户不必喂狗有两种方式可以离开掉电模式硬件复位或通过一个激活的外部中断通过硬件复位退出掉电模式后,用户就应该给WDT喂狗,就如同通常AT89S52复位一样通过中断退出掉电模式的情形有很大的不同中断应持续拉低很长一段时间,使得晶振稳定当中断拉高后,执行中断服务程序为了防止WDT在中断保持低电平的时候复位器件,WDT直到中断拉低后才开始工作这就意味着WDT应该在中断服务程序中复位为了确保在离开掉电模式最初的几个状态WDT不被溢出,最好在进入掉电模式前就复位WDT在进入待机模式前,特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用来决定WDT是否继续计数默认状态下,在待机模式下,WDIDLE=0,WDT继续计数为了防止WDT在待机模式下复位AT89S52,用户应该建立一个定时器,定时离开待机模式,喂狗,再重新进入待机模式UART在AT89S52中,UART的操作与AT89C51和AT89C52一样为了获得更深入的关于UART的信息,可参考ATMEL网站(http://www.atmel.com)从这个主页,选择“Products”,然后选择“8051-ArchitechFlashMicrocontroller”,再选择“ProductOverview”即可定时器0和定时器1在AT89S52中,定时器0和定时器1的操作与AT89C5和AT89C52一样为了获得更深入的关于UART的信息,可参考ATMEL网站(http://www.atmel.com)从这个主页,选择“Products”,然后选择“8051-ArchitechFlashMicrocontroller”,再选择“ProductOverview”即可定时器2定时器2是一个16位定时/计数器,它既可以做定时器,又可以做事件计数器其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位选择(如表2所示)定时器2有三种工作模式捕捉方式、自动重载(向下或向上计数)和波特率发生器如表3所示,工作模式由T2CON中的相关位选择定时器2有2个8位寄存器TH2和TL2在定时工作方式中,每个机器周期,TL2寄存器都会加1由于一个机器周期由12个晶振周期构成,因此,计数频率就是晶振频率的1/12在计数工作方式下,寄存器在相关外部输入角T2发生1至0的下降沿时增加1在这种方式下,每个机器周期的S5P2期间采样外部输入一个机器周期采样到高电平,而下一个周期采样到低电平,计数器将加1在检测到跳变的这个周期的S3P1期间,新的计数值出现在寄存器中因为识别1-0的跳变需要2个机器周期(24个晶振周期),所以,最大的计数频率不高于晶振频率的1/24为了确保给定的电平在改变前采样到一次,电平应该至少在一个完整的机器周期内保持不变捕捉方式在捕捉模式下,通过T2CON中的EXEN2来选择两种方式如果EXEN2=0,定时器2时一个16位定时/计数器,溢出时,对T2CON的TF2标志置位,TF2引起中断如果EXEN2=1,定时器2做相同的操作除上述功能外,外部输入T2EX引脚(P
1.1)1至0的下跳变也会使TH2和TL2中的值分别捕捉到RCAP2H和RCAP2L中除此之外,T2EX的跳变会引起T2CON中的EXF2置位像TF2一样,T2EX也会引起中断自动重载当定时器2工作于16位自动重载模式,可对其编程实现向上计数或向下计数这一功能可以通过特殊寄存器T2MOD中的DCEN(向下计数允许位)来实现通过复位,DCEN被置为0,因此,定时器2默认为向上计数DCEN设置后,定时器2就可以取决于T2EX向上、向下计数DCEN=0时,定时器2自动计数通过T2CON中的EXEN2位可以选择两种方式如果EXEN2=0,定时器2计数,计到0FFFFH后置位TF2溢出标志计数溢出也使得定时器寄存器重新从RCAP2H和RCAP2L中加载16位值定时器工作于捕捉模式,RCAP2H和RCAP2L的值可以由软件预设如果EXEN2=1,计数溢出或在外部T2EX(P
1.1)引脚上的1到0的下跳变都会触发16位重载这个跳变也置位EXF2中断标志位置位DCEN,允许定时器2向上或向下计数在这种模式下,T2EX引脚控制着计数的方向T2EX上的一个逻辑1使得定时器2向上计数定时器计到0FFFFH溢出,并置位TF2定时器的溢出也使得RCAP2H和RCAP2L中的16位值分别加载到定时器存储器TH2和TL2中T2EX上的一个逻辑0使得定时器2向下计数当TH2和TL2分别等于RCAP2H和RCAP2L中的值的时候,计数器下溢计数器下溢,置位TF2,并将0FFFFH加载到定时器存储器中定时器2上溢或下溢,外部中断标志位EXF2被锁死在这种工作模式下,EXF2不能触发中断波特率发生器通过设置T2CON中的TCLK或RCLK可选择定时器2作为波特率发生器如果定时器2作为发送或接收波特率发生器,定时器1可用作它用,发送和接收的波特率可以不同设置RCLK和(或)TCLK可以使定时器2工作于波特率产生模式波特率产生工作模式与自动重载模式相似,因此,TH2的翻转使得定时器2寄存器重载被软件预置16位值的RCAP2H和RCAP2L中的值模式1和模式3的波特率由定时器2溢出速率决定,具体如下公式模式1和模式3波特率=定时器2溢出率/16定时器可设置成定时器,也可为计数器在多数应用情况下,一般配置成定时方式(CP/T2=0)定时器2用于定时器操作与波特率发生器有所不同,它在每一机器周期(1/12晶振周期)都会增加;然而,作为波特率发生器,它在每一机器状态(1/2晶振周期)都会增加波特率计算公式如下模式1和模式3的波特率=晶振频率/32×[65536-RCAP2HRCAP2L]其中,(RCAP2HRCAP2L)是RCAP2H和RCAP2L组成的16位无符号整数定时器2作为波特率发生器仅在T2CON中RCLK或TCLK=1才有效特别强调,TH2的翻转并不置位TF2,也不产生中断;EXEN2置位后,T2EX引脚上1~0的下跳变不会使(RCAP2H,RCAP2L)重载到(TH2,TL2)中因此,定时器2作为波特率发生器,T2EX也还可以作为一个额外的外部中断定时器2处于波特率产生模式,TR2=1,定时器2正常工作TH2或TL2不应该读写在这种模式下,定时器在每一状态都会增加,读或写就不会准确寄存器RCAP2可以读,但不能写,因为写可能和重载交迭,造成写和重载错误在读写定时器2或RCAP2寄存器时,应该关闭定时器(TR2清0)可编程时钟输出可以通过编程在P
1.0引脚输出一个占空比为50%的时钟信号这个引脚除了常规的I/O角外,还有两种可选择功能它可以通过编程作为定时器/计数器2的外部时钟输入或占空比为50%的时钟输出当工作频率为16MHZ时,时钟输出频率范围为61HZ到4HZ为了把定时器2配置成时钟发生器,位C/T2(T2CON.1)必须清0,位T2OE(T2MOD.1)必须置1位TR2(T2CON.2)启动、停止定时器时钟输出频率取决于晶振频率和定时器2捕捉寄存器(RCAP2H,RCAP2L)的重载值,如公式所示时钟输出频率=晶振频率/4[65536-(RCAP2HRCAP2L)]在时钟输出模式下,定时器2不会产生中断,这和定时器2用作波特率发生器一样定时器2也可以同时用作波特率发生器和时钟产生不过,波特率和输出时钟频率相互并不独立,它们都依赖于RCAP2H和RCAP2L中断AT89S52有6个中断源两个外部中断(INT0和INT1),三个定时中断(定时器
0、
1、2)和一个串行中断每个中断源都可以通过置位或清除特殊寄存器IE中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效IE还包括一个中断允许总控制位EA,它能一次禁止所有中断IE.6位是不可用的对于AT89S52,IE.5位也是不能用的用户软件不应给这些位写1它们为AT89系列新产品预留定时器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或逻辑触发程序进入中断服务后,这些标志位都可以由硬件清0实际上,中断服务程序必须判定是否是TF2或EXF2激活中断,标志位也必须由软件清0定时器0和定时器1标志位TF0和TF1在计数溢出的那个周期的S5P2被置位它们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来然而,定时器2的标志位TF2在计数溢出的那个周期的S2P2被置位,在同一个周期被电路捕捉下来晶振特性AT89S52单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器,XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入、输出端石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成自激振荡器从外部时钟源驱动器件的话,XTAL2可以不接,而从XTAL1接入由于外部时钟信号经过二分频触发后作为外部时钟电路输入的,所以对外部时钟信号的占空比没有其它要求,最长低电平持续时间和最少高电平持续时间等还是要符合要求的空闲模式在空闲工作模式下,CPU处于睡眠状态,而所有片上外部设备保持激活状态这种状态可以通过软件产生在这种状态下,片上RAM和特殊功能寄存器的内容保持不变空闲模式可以被任一个中断或硬件复位终止由硬件复位终止空闲模式只需两个机器周期有效复位信号,在这种情况下,片上硬件禁止访问内部RAM,而可以访问端口引脚空闲模式被硬件复位终止后,为了防止预想不到的写端口,激活空闲模式的那一条指令的下一条指令不应该是写端口或外部存储器掉电模式在掉电模式下,晶振停止工作,激活掉电模式的指令是最后一条执行指令片上RAM和特殊功能寄存器保持原值,直到掉电模式终止掉电模式可以通过硬件复位和外部中断退出复位重新定义了SFR的值,但不改变片上RAM的值在VCC未恢复到正常工作电压时,硬件复位不能无效,并且应保持足够长的时间以使晶振重新工作和初始化程序存储器的加密位AT89S52有三个加密位不可编程(U)和可编程获得不同功能加密位1(LB1)编程后,EA引脚的逻辑值被采样,并在复位期间锁存如果器件复位,而没有复位,将锁存一个随机值,直到复位为止为了器件功能正常,锁存到的EA值必须和这个引脚的当前逻辑电平一致Flash编程―并行模式AT89S52带有用作编程的片上Flash存储器阵列编程接口需要一个高电压(12V)编程使能信号,并且兼容常规的第三方Flash或EPROM编程器AT89S52程序存储阵列采用字节式编程编程方法对AT89S52编程之前,需根据Flash编程模式表和对地址、数据和控制信号设置可采用下列步骤对AT89S52编程1.在地址线上输入编程单元地址信号2.在数据线上输入正确的数据3.激活相应的控制信号4.把EA/Vpp升至12V5.每给Flash写入一个字节或程序加密位时,都要给ALE/PROG一次脉冲字节写周期时自身定制的,典型值仅仅50us改变地址、数据重复第1步到第5步,直到全部文件结束DataPollingAT89S52用DataPolling作为一个字节写周期结束的标志特征AT89S52单片机的基本发音我们知道,声音的频谱范围约在几十到几千赫兹,若能利用程序来控制单处机某个口线的“高”电平或低电平,则在该口线上就能产生一定频率的矩形波,接上喇叭就能发出一定频率的声音,若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间,就能改变输出频率,从而改变音调例如,要产生200HZ的音频信号,实验程序为其中子程序DEL为延时子程序,当R3为1时,延时时间约为20us,R3中存放延时常数,对200HZ音频,其周期为1/200秒,即5ms这样,当P
1.4的高电平或低电平的持续时间为
2.5ms,即R3的时间常数取2500/20=1257DH时,就能发出200HZ的音调将程序键入学习机,并持续修改R3的常数能感到音调的变化乐曲中,每一音符对应着确定的频率读者能根据表1所供给的常数,将其16进制代码送入R3,反复练习体会根据表1能奏出音符仅这还不够,要准确奏出一首曲子,必须准确地控制乐曲节奏,即一音符的持续时间音符的节拍我们能用定时器T0来控制,送入不一样的初值,就能产生不一样的定时时间便如某歌曲的节奏为每分钟94拍,即一拍为
0.64秒但是,由于T0的最大定时时间只能为131毫秒,因此不可能直接用改变T0的时间初值来实现不一样节拍我们能用T0来产生10毫秒的时间基准,然后设置一个中断计数器,通过判别中断计数器的值来控制节拍时间的长短表2中也给出了各种节拍所对应的时间常数例如对1/4拍音符,定时时间为
0.16秒,对应的时间常数为16(即10H);对3拍音符,定时时间为
1.92秒,对应时间长数为192(即C0H)我们将每一音符的时间常数和其对应的节拍常数作为一组,按次序将乐曲中的所有常数排列成一个表,然后由查表程序依次取出,产生音符并控制节奏,就能实现演奏效果此外,结束符和体止符能分别用代码00H和FFH来表示,若查表结果为00H,则表示曲子终了;若查表结果为FFH,则产生对应的停顿效果为了产生手弹的节奏感,在某些音符(例如两个相同音符)音插入一个时间单位的频率略有不一样的音符
3.3ICM7218资料ICM7218A是通用数码管驱动器控制方式简单灵活并可与8位微处理器接口.可广泛应用于电源及仪器仪表的显示中图
3.
3.1ICM7218A可工作在三种显示模块非译码显示模式、十六进制译码显示模式和十进制译码显示模式具体说明如下在非译码模式下(写入命令字时ID5=“1”),输入数据直接控制段位输出,输入数据和段位显示对应如表
3.
3.1所示在译码模式下(写入命令十ID5=“0”),可在写入命令字时选择其工作在十六进制译码显示模式(ID6=“1”)或十进制译码显示模式(ID6=“0”);输入二进制码与十进制显示码、十六进制显示码关系如表
3.
3.2所示输入数据ID7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0输出数据D.PabCdefg图
3.
3.1进制所对应十进制值码0123456789101112131415十六进制显示码0123456789abcdef十进制显示码0123456789-EHLP(空)图
3.
3.2ICM7218A的工作方式ICM7218A可通过命令字中ID4位来决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”),当MODE为高电平时,在WRITE信号有效时,由微处理器数据总线的ID4-ID7位写入控制命令字,此时ID0-ID3位数据无效;MODE为底电平时,在WRITE信号有效时由微处理器依次写如8个8位显示数据,在数据写入过程中,显示器停止工作,知道8个数据写完,显示器显示新输入值注1若想重新修改任一位显示数据,必须重新执行上述过程,否则直接修改任一位显示数据均无效注2每次必须连续输入8个8位显示数据之后显示器才能正常工作(即使显示位数少于8位也必须输入8个数据),8个数据之后的数据无效在停止工作方式下(ID4=“0”),写入命令字后,显示器停止显示,集成电路进入省点状态
3.474LS390资料74LS390是双十进制计数器,包括两个2分频和两个5分频计数器,用它可以实现2分频、5分频直至100分频的任何累加倍数的计数长度;74LS390和门电路相配合,可以实现任意进制单位计数器计数结果往往需要显示出来,供人们读数,所以计数、译码和显示电路通常配合使用能完成这三种功能的芯片很多,要针对使用目的选用合适的芯片如果计数结果要以十进制数显示出来,译码驱动器可以用能直接驱动七段数码管的译码驱动器如图
3.
4.1,芯片74LS390内有两个十进制计数器,CR是清零端(高电平有效),、是CP脉冲,Q
0、Q
1、Q
2、Q3为4个输出如果用触发,只有Q0有输出;若用触发,则Q
1、Q
2、Q3三输出端输出(此时计数周期为5),即74LS390可以实现二进制、五进制计数如果将Q0直接与相连,以作CP脉冲,则可以实现8421十进制计数
3.
4.174LS390管脚排列图
3.5CD4052资料CD4052是一个双4选一的多路模拟选择开关,其使用真值表如表
3.
5.1所示:INHIBITBA0000x0y0011x1y0102x2y0113x3y1//None表
3.
5.1应用时可以通过单片机对A/B的控制来选择输入哪一路,例如需要从4路输入中选择第二路输入,假设使用的是Y组,那么单片机只需要分别给A和B送1和0即可选中该路,然后进行相应的处理注意第6脚为使能脚,只有为0时,才会有通道被选中输出.图
3.
5.1CD4052芯片管脚图
3.6NE555资料555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型,其型号分别有NE555或5G555和C7555等多种它们的结构及工作原理基本相同通常,双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点555定时器工作的电源电压很宽,并可承受较大的负载电流双极型定时器电源电压范围为5~16V,最大负载电流可达200mA;CMOS定时器电源电压范围为3~18V,最大负载电流在4mA以下
一、电路组成图
3.
6.1为555集成定时器555定时器的电气原理图和电路符号,其由五个部分组成
(1)由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器;
(2)两个电压比较器C1和C2V+>V-,Vo=1;V+<V-,Vo=0
(3)基本RS触发器;
(4)放电三极管T及缓冲器G图
3.
6.1555定时器的电气原理图和电路符号
二、基本功能当5脚悬空时,比较器C1和C2的比较电压分别为2Vcc/
3、Vcc/3
(1)当V112Vcc/3,V23Vcc/3时,比较器C1输出低电平,C2输出高电平,基本RS触发器被置0,放电三极管T导通,输出端vO为低电平
(2)V112Vcc/3,V23Vcc/3时,比较器C输出高电平,C2输出低电平,基本RS触发器被置1,放电三极管T截止,输出端vO为高电平
(3)V112Vcc/3,V23Vcc/3时,比较器C1输出高电平,C2也输出高电平,即基本RS触发器R=1,S=1,触发器状态不变,电路亦保持原状态不变由于阈值输入端V11为高电平(2Vcc/3)时,定时器输出低电平,因此也将该端称为高触发端(TH)因为触发输入端vI2为低电平(1Vcc/3)时,定时器输出高电平,因此也将该端称为低触发端(TL)如果在电压控制端(5脚)施加一个外加电压(其值在0~VCC之间),比较器的参考电压将发生变化,电路相应的阈值、触发电平也将随之变化,并进而影响电路的工作状态另外,RD为复位输入端,当RD为低电平时,不管其他输入端的状态如何,输出Vo为低电平,即RD的控制级别最高正常工作时,一般应将其接高电平阈值输入V11触发输入V12复位RD输出VO放电管T//00导通2Vcc/3Vcc/311截止2Vcc/3Vcc/310导通2Vcc/3Vcc/31不变不变表
3.
6.1555定时器功能表由电路框图和功能表可以得出如下结论1555定时器有两个阈值,分别是2Vcc/3和Vcc/32输出端3脚和放电端7脚的状态一致,输出低电平对应放电管饱和,在7脚外接有上拉电阻时,7脚为低电平输出高电平对应放电管截止,在有上拉电阻时,7脚为高电平3输出端状态的改变有滞回现象,回差电压为Vcc/34输出与触发输入反相掌握这四条,对分析555定时器组成的电路十分有利555应用施密特触发器施密特触发器是数字系统中常用的电路之一它可以把变化缓慢的脉冲波形变换成为数字电路所需要的矩形脉冲施密特电路的特点在于它也有两个稳定状态但与一般触发器的区别在于这两个稳定状态的转换需要外加触发信号而且稳定状态的维持也要依赖于外加触发信号因此它的触发方式是电平触发1.电路组成及功能只要将555定时器的2号脚和6号脚接在一起,就可以构成施密特触发器我们简记为“二六搭一”图
3.
6.2555定时器构成的施密特触发器电路图
(1)V1=0V时,Vo1输出高电平
(2)当V1上升到2Vcc/3时,Vo1输出低电平当V`由2Vcc/3继续上升,Vo1保持不变
(3)当V1下降到Vcc/3时,电路输出跳变为高电平而且在V1继续下降到0V时,电路的这种状态不变图
3.
6.2中,R、VCC2构成另一输出端Vo2,其高电平可以通过改变Vcc2进行调节2.电压滞回特性和主要参数电压滞回特性图
3.
6.3施密特触发器的电路符号和电压传输特性主要静态参数
(1)上限阈值电压VT+----VI上升过程中,输出电压VO由高电平VOH跳变到低电平VOL时,所对应的输入电压值VT+=2Vcc/3
(2)下限阈值电压VT-----VI下降过程中,VO由低电平VOL跳变到高电平VOH时,所对应的输入电压值VT—=Vcc/3
(3)回差电压ΔVT回差电压又叫滞回电压,定义为:ΔVT=VT+-VT—=Vcc/3若在电压控制端VIC(5脚)外加电压VS,则将有VT+=VS、VT—=VS/
2、ΔVT=VS/2,而且当改变VS时,它们的值也随之改变3.施密特触发器的应用举例1用作接口电路----将缓慢变化的输入信号,转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形2用作整形电路----把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲图
3.
6.4慢输入波形的TTL系统接口和脉冲整形电路的输入输出波形单稳态触发器单稳态触发器具有下列特点第一,它有一个稳定状态和一个暂稳状态;第二,在外来触发脉冲作用下,能够由稳定状态翻转到暂稳状态;第三,暂稳状态维持一段时间后,将自动返回到稳定状态,而暂稳状态时间的长短,与触发脉冲无关,公决定于电路本身的参数
1.电路组成及其工作原理由555构成的单稳态触发器及工作波形如图所示将555的6号脚和7号脚接在一起,并添加一个电容和一个电阻,就可以构成单稳态触发器我们简记为“七六搭一,上R下C”图
3.
6.5用555定时器构成的单稳态触发器及工作波形
(1)无触发信号输入时电路工作在稳定状态当电路无触发信号时,VI保持高电平,电路工作在稳定状态,即输出端VO保持低电平,555内放电三极管T饱和导通,管脚7“接地”,电容电压VC为0V
(2)VI下降沿触发当VI下降沿到达时,555触发输入端(2脚)由高电平跳变为低电平,电路被触发,VO由低电平跳变为高电平,电路由稳态转入暂稳态
(3)暂稳态的维持时间在暂稳态期间,555内放电三极管T截止,VCC经R向C充电其充电回路为VCC→R→C→地,时间常数τ1=RC,电容电压VC由0V开始增大,在电容电压VC上升到阈值电压2Vcc/3之前,电路将保持暂稳态不变
(4)自动返回(暂稳态结束)时间当VC上升至阈值电压2Vcc/3时,输出电压VO由高电平跳变为低电平,555内放电三极管T由截止转为饱和导通,管脚7“接地”,电容C经放电三极管对地迅速放电,电压VC由2Vcc/3迅速降至0V(放电三极管的饱和压降),电路由暂稳态重新转入稳态
(5)恢复过程当暂稳态结束后,电容C通过饱和导通的三极管T放电,时间常数τ2=RCESC,式中RCES是T的饱和导通电阻,其阻值非常小,因此τ2之值亦非常小经过(3~5)τ2后,电容C放电完毕,恢复过程结束
2.主要参数估算1输出脉冲宽度tw输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间,也就是定时电容的充电时间由图所示电容电压VC的工作波形不难看出VC(0+)≈0V,VC(∞)=VCC,VC(tw)=2Vcc/3,代入RC过渡过程计算公式,可得tw=
1.1ln3上式说明,单稳态触发器输出脉冲宽度tw仅决定于定时元件R、C的取值,与输入触发信号和电源电压无关,调节R、C的取值,即可方便的调节tw
3.单稳态触发器的应用
(1)延时在图
3.
6.6中,的下降沿比WI的下降沿滞后了时间tW,即延迟了时间tw单稳态触发器的这种延时作用常被应用于时序控制中
(2)定时在图
3.
6.6中,单稳态触发器的输出电压,用做与门的输入定时控制信号,当为高电平时,与门打开,Wo=WF,当为低电平时,与门关闭,Vo为低电平显然与门打开的时间是恒定不变的,就是单稳态触发器输出脉冲的宽度tw图
3.
6.6单稳态触发器用于脉冲的延时与定时选通
(3)整形单稳态触发器能够把不规则的输入信号VI,整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲VoVo的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平,宽度tw决定于暂稳态时间图
3.
6.7是单稳态触发器用于波形的整形的一个简单例子图
3.
6.7单稳态触发器用于波形的整形多谐振荡器——产生矩形脉冲波的自激振荡器在数字电路中常常需要一种不需外加触发脉冲就能够产生具有一定频率和幅度的矩形波的电路由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波成分因此我们称这种电路为多谐振荡器它常常用作脉冲信号源多谐振荡器没有稳态只具有两个暂稳态在自身因素的作用下电路就在两个暂稳态之间来回转换
1.电路组成及其工作原理图
3.
6.8用555定时器构成的多谐振荡器如图
3.
6.8为555定时器构成的多谐振荡器,接通VCC后,VCC经R1和R2对C充电当uc上升到2VCC/3时,uo=0,T导通,C通过R2和T放电,uc下降当uc下降到VCC/3时,uo又由0变为1,T截止,VCC又经R1和R2对C充电如此重复上述过程,在输出端uo产生了连续的矩形脉冲
2.振荡频率的估算和占空比可调电路电容C充电时间tw1=
0.7R1+R2C电容C放电时间tw2=
0.7R2C振荡周期T=
0.7R1+2R2C振荡周期f=1/T=1/[
0.7R1+2R2]=
1.43/[R1+2R2C]占空比D=tw1/T=
0.7R1+R2C/[
0.7R1+2R2]=R1+R2/R1+2R
23.7共阳4位LED数码管资料单片机I/O的应用最典型的是通过I/O口与7段LED数码管构成显示电路7段LED数码管,则在一定形状的绝缘材料上,利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管,分别引出它们的电极,点亮相应的点划来显示出0-9的数字LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性,对编程是很重要的,因为不同类型的数码管,除了它们的硬件电路有差异外,编程方法也是不同的共阴和共阳极数码管的发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已将多只LED的阴极连在一起即为共阴式,而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式以共阴式为例,如把阴极接地,在相应段的阳极接上正电源,该段即会发光当然,LED的电流通常较小,一般均需在回路中接上限流电阻假如我们将b和c段接上正电源,其它端接地或悬空,那么b和c段发光,此时,数码管显示将显示数字“1”而将a、b、d、e和g段都接上正电源,其它引脚悬空,此时数码管将显示“2”其它字符的显示原理类同,可自行分析数码管使用条件a、段及小数点上加限流电阻;b、使用电压段根据发光颜色决定;小数点根据发光颜色决定;c、使用电流静态时总电流80mA(每段10mA);动态时平均电流4-5mA,峰值电流100mA图
3.
7.1是七段数码管引脚图,其中共阳极数码管引脚图和共阴极的是一样的,数码管使用注意事项说明
(1)数码管表面不要用手触摸,不要用手去弄引角;
(2)焊接温度260度;焊接时间5S;
(3)表面有保护膜的产品可以在使用前撕下来图
3.
7.1七段数码管引脚图
3.8三极管相关资料901490138050三极管引脚与管脚识别方法S9014S9013,S9015,S9012,S9018系列的晶体小功率三极管,把显示文字平面朝自己,从左向右依次为e发射极b基极c集电极;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为ebcS8050,S8550,C2078也是和这个一样的当前,国内各种晶体三极管有很多种,管脚的排列也不相同,在使用中不确定管脚排列的三极管,必须进行测量确定各管脚正确的位置(下面有用万用表测量三极管的三个极的方法),明确三极管的特性及相应的技术参数和资料非90149013系列三极管管脚识别方法判定基极用万用表R×100或R×1k挡测量管子三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值当用第一根表笔接某一电极,而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极b这时,要注意万用表表笔的极性,如果红表笔接的是基极b黑表笔分别接在其他两极时,测得的阻值都较小,则可判定被测管子为PNP型三极管;如果黑表笔接的是基极b,红表笔分别接触其他两极时,测得的阻值较小,则被测三极管为NPN型管如9013,90149018判定三极管集电极c和发射极e以PNP型三极管为例将万用表置于R×100或R×1K挡,红表笔基极b,用黑表笔分别接触另外两个管脚时,所测得的两个电阻值会是一个大一些,一个小一些在阻值小的一次测量中,黑表笔所接管脚为集电极;在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接管脚为发射极不拆卸三极管判断其好坏的方法在实际应用中、小功率三极管多直接焊接在印刷电路板上,由于元件的安装密度大,拆卸比较麻烦,所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡,去测量被测管子各引脚的电压值,来推断其工作是否正常,进而判断三极管的好坏如是象9013,9014一样NPN的用万用表检测他们的引脚,黑表笔接一个极,用红笔分别接其它两极,两个极都有5K阻值时,黑表笔所接就是B极这时用黑红两表笔分别接其它两极,用舌尖同时添(其实也可以先用舌头添湿一下手指然后用手指去摸,反正都不卫生)黑表笔所接那个极和B极,表指示阻值小的那个黑表所接就是C极(以上所说为用指针表所测,数字表为红笔数字万用表内部的正负级是和指正表相反的)
3.9三端稳压管LM7805资料7805是常用的三端稳压器件,顾名思义05就是输出电压为5v,还可以微调,7805输出波纹很小1集成三端稳压器根据稳定电压的正、负极性分为78××,79××系列图
3.
8.1给出了正、负稳压的典型电路图
3.
8.1正、负稳压7805电路2三端稳压器的型号规格和管脚分布表
3.
8.1三端稳压器输出电流字母表示法7805三端稳压器可输出+5V、0.5A的稳定电压;7912三端稳压器可输出12V、1A的稳定电压3外形及管脚分布,如附图
3.
8.2所示 图
3.
8.2780579系列三端稳压器引脚功能输出资料
3.10继电器资料电磁式继电器的结构与工作原理电磁式继电器是应用得最早、最多的一种型式其结构及工作原理与接触器大体相同由电磁系统、触点系统和释放弹簧等组成,电磁式继电器原理如图l所示由于继电器用于控制电路,流过触点的电流比较小一般5A以下,故不需要灭弧装置常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器电磁式继电器的特性继电器的主要特性是输入-输出特性,又称继电特性当继电器输入量X由零增至X2以前,继电器输出量Y为零当输入量X增加到X2时,继电器吸合,输出量为Y1;若X继续增大,Y保持不变当X减小到X1时,继电器释放,输出量由Y1变为零,若X继续减小,Y值均为零Kf=X1/X2称为继电器的返回系数,它是继电器重要数之一Kf值是可以调节的例如一般继电器要求低的返回系数,Kf值应在
0.1~
0.4之间,样当继电器吸合后,输入量波动较大时不致引起误动作;欠电压继电器则要求高的返回系数,Kf值在
0.6以上设某继电器Kf=
0.66,吸合电压为额定电压的90%,则电压低于额定电压的50%时,继电器释放,起到欠电压保护作用另一个重要参数是吸合时间和释放时间吸合时间是指从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间;释放时间是指从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间一般继电器的吸合时间与释放时间为
0.05~
0.15s,快速继电器为
0.005~
0.05s,它的大小影响继电器的操作频率4调试总结作为测量仪器,测量精度是一项很重要的指标可以用一些方法来降低误差提高精度RLC参数测量仪在测量中除含有随机误差外,还有内部固定偏移、输入端的各种杂散参数以及测试信号源中斜波分量等因素引起的系统误差,主要分为有固定偏移、开路校准和短路校准、随机误差的处理固定偏移主要是有源期间零漂引起,其结果是等效在待测交流号上叠加了某一固定的直流电压固定偏移可通过减法予以扣除设一次完整的测量中含8次测量前四次测量在X和Y的正半轴取得,后四次测量结果则安排在X和Y的负半轴取得然后再把前四次测量结果与后四次测量结果相减例如,通道的偏移量为M则前四次测量值为N+M,后四次测量结果为-N+M相减后得到,然后各分量除以2N这样就消除了偏移量RLC参数测量仪的测量端、测量馈线以及测量夹具总是存在残余阻抗和残余导纳这些残余两对小电容、小电感或高电阻的测量会造成较大误差校正的基本思想是先通过理论分析建立系统的误差模型,求出无耻修正公式,然后通过简单的“开路”、“短路”等校准技术记录各误差因子,最后程序利用修正公式和误差因子自动计算修正结果根据统计方法理论,随即误差可以通过多次重复测量的平均来郁郁削弱通过编程的方式对被测参数连续测量,然后求平均的办法来削弱随即误差调试之前,要先用万用表检测了一遍线路是否有开路或者短路在检查完电路的连通性之后,插上芯片,烧录程序,若电路没有正常工作,则要从各个方面找原因,例如芯片、电容、发光二极管等器件正负极是否插对,是否有虚焊、开路和短路现象第一次调试时,发光管发光出现异常,不能确定电源是否正常供电到芯片经过万用表检查后才发现发光管是坏的,即刻换上好的发光管在实验板上成功调试好程序之后,烧录程序到自己的板上,却发现有三位数码管不能显示,在我纠结于究竟是软件的问题、电路的问题或者是元件的问题许久之后,经过分析排查,发现我把共阴的数码管当作共阳的接上去了换了共阳的数码管总算是能显示了确保电路没有任何故障与缺陷的时候,我把时间和精力集中在优化程序的步骤经过几天反复的尝试摸索,程序已经较最初的程序有较大的改动,尽量化繁琐为精简用C语言调试最大的困难便是对与大括号的把握大括号成双出现,缺一不可但是如果多了一个大括号或者少一个大括号的话,由KEILC软件所提示的无法创建*.HEX文件又没有提示括号的多缺处,只有依靠自己慢慢寻找,这里提醒我们在编写程序的时候要注意层次分明,以便易于查找程序出错的板块大括号括的地方不同,有的时候甚至影响到整个程序工作的稳定性,最严重的时候不仅使相应的功能没有还会祸及其他功能的实现5结论本文设计了一种基于AT89S52单片机的RLC智能测量仪,其主要功能如下
(1)能精确测量出电容、电感、电阻的参数值
(2)可以实现量程电阻的自动转换,无须人工选择档位
(3)当测量正弦信号的幅度过小时,可以自动实现增益放大,从而不影响精度
(4)AT89S52具有“看门狗”功能,避免出现“死机”现象
(5)定时器可以采用外部时钟源计数,则为我们计算振荡电路产生频率提供了便利,而且计算精度较高,控制简单由此可见,此测量仪具有高度的智能化和集成化,可精确地对元器件参数进行测量,这正符合当今测量仪器的发展趋势,它将具有广阔的应用前景谢辞我的导师带我完成这次毕业设计,在我遇的难题时给我悉心的指导,我取得的进步无不倾注着导师的心血我完成论文之际,我谨向我的导师表示衷心的感谢感谢学院给我们提供实验室与机房,为我们准备实验仪器和实验制作工具,提供各类所需元件,使我们能够顺利完成这次制作此外,还要感谢我身边的许多同学,他们在毕业设计期间给我提供了热情的帮助,我要感谢他们的无私帮助和大力支持参考文献
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