89C51單片機(jī)的編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 C51單片機(jī)的編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì) 摘 要：當(dāng)前手工撥盤方式編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路存在輸入信號(hào)不穩(wěn)定、控制性較差等缺點(diǎn)， 為了克服上述缺點(diǎn)， 電路設(shè)計(jì)采用89C51 單片機(jī)為器件作為編碼信號(hào)發(fā)生器和自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過(guò)Pro teus 平臺(tái)仿真和實(shí)驗(yàn)調(diào)試， 電路能產(chǎn)生高質(zhì)量輸入信號(hào)和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制， 較好地解決了手工撥盤方式編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路存在的缺陷。 0 引 言 在日常數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)中編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路是編碼、譯碼、顯示三個(gè)電路的綜合運(yùn)用， 在數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)電路中具有重要的地位， 在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中， 時(shí)常會(huì)出現(xiàn)顯示結(jié)果的抖動(dòng)， 經(jīng)研究出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要原因是：

2、編碼電路的編碼信號(hào)輸入采用手工撥盤方式， 產(chǎn)生的編碼輸入信號(hào)往往不穩(wěn)定； 另外， 電路控制性能較差，不能到達(dá)自動(dòng)復(fù)位， 為此有必要對(duì)現(xiàn)有電路開(kāi)展改良，在電路的設(shè)計(jì)上采用89C51 單片機(jī)為控制電路制作而成， 自動(dòng)提供穩(wěn)定編碼輸入信號(hào)， 顯示結(jié)果穩(wěn)定性和電路控制性能大大提升， 提高了教學(xué)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。 1 編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路的基本構(gòu)造 編碼譯碼顯示電路的基本構(gòu)造如圖1 所示， 主要由控制電路、編碼信號(hào)發(fā)生器、編碼譯碼顯示電路等組成，控制電路產(chǎn)生編碼信號(hào)作為編碼譯碼顯示電路輸入信號(hào)， 譯碼電路將編碼信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的七段數(shù)碼顯示信號(hào)， 送至LED 數(shù)碼管顯示。 圖1 編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)構(gòu)造圖。 2 系統(tǒng)

3、硬件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)和編碼信號(hào)發(fā)生器采用89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。89C51 性價(jià)比較高， 采用12 MHz 晶振， 其內(nèi)部帶有4 KB 的FLASH ROM， 無(wú)須外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器。編碼譯碼電路沒(méi)有大量運(yùn)算和暫存數(shù)據(jù)。89C51 內(nèi)部的128 B片內(nèi)RAM 已能滿足要求， 無(wú)須外擴(kuò)片外RAM。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)如圖2 所示。 圖2 編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路。 2. 1 編碼信號(hào)發(fā)生器電路 編碼信號(hào)由89C51 內(nèi)部編程控制， 鍵盤輸入 0 8從P0. 0 P0. 7 口送給編碼器74LS147， 9 從P2. 0 口送給編碼器， 具體編碼見(jiàn)表1。 表1 編碼信號(hào)表 2. 2 鍵盤設(shè)計(jì) 鍵盤采用43 陣列構(gòu)

4、造設(shè)計(jì)， P1. 0 P1. 3 為鍵盤掃描高4 位， P1. 4 P1. 6 為低4 位。設(shè)計(jì)有 0 9 、Rst( 復(fù)位) 、S er( 順序) 。列線通過(guò)電阻接正電源， 并將行線所接的單片機(jī)的I/ O 口作為輸出端， 而列線所接的I/ O 口則作為輸入。當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)， 所有的輸出端都是高電平， 代表無(wú)鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下， 則輸入線就會(huì)被拉低， 這樣， 通過(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下。 2. 3 編碼譯碼顯示電路 編碼譯碼顯示電路主要由編碼器( 74LS147) 、六反相器( 74AC04) 、譯碼器( 74LS247) 、七段LED 數(shù)碼管組成。編碼器7

5、4LS147 的1 5 腳， 10 13 腳為編碼輸入端， 低電平有效， 實(shí)驗(yàn)時(shí)可用接地作為低電平輸入；14， 6， 7， 9 腳為編碼輸出( 反碼) ； 16， 8 腳為電源正負(fù)極。 譯碼器74LS247 的6， 2， 1， 7 腳為譯碼輸入( 高電平有效) ； 9 15 為譯碼輸出； 8， 16 腳為電源正負(fù)極。六反相器( 74AC04) 主要是解決編碼器74HC147 和譯碼器74LS247 信號(hào)匹配問(wèn)題， 共有6 組輸入與輸出， 只取其中4 組。七段LED 數(shù)碼管主要是顯示譯碼器輸出狀態(tài)。 電路主要原理是在74LS147 的 輸入011111111 111111110， 編碼后得到4

6、位反碼， 經(jīng)74AC04 反相后送到74LS247， 由74LS247 驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管， 正確時(shí)能顯示0 9。 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)由初始化、鍵盤掃描、編碼程序三部分組成。開(kāi)始開(kāi)展初始化， P0、P2 口按復(fù)位狀態(tài)附值輸出，LED 無(wú)顯示。然后4 ! 3 陣列式鍵盤開(kāi)始開(kāi)展掃描， 當(dāng)判斷有鍵按下時(shí)， 延時(shí)去鍵抖動(dòng)， 判斷是否務(wù)抖動(dòng)， 當(dāng)確定判斷是有鍵按下時(shí)， 等待閉合鍵釋放， 保存鍵值。根據(jù)鍵值調(diào)用編碼程序， 將表1 對(duì)應(yīng)的編碼送到P0， P2口輸出， 主程序流程圖如圖3 所示。 圖3 主程序流程圖。 當(dāng)按Ser( 順序序列) 鍵時(shí)， 依次按1 9 編碼值送至P0， P2 口， 間隔0. 5 s 輸出。Ser 編碼編碼子程序如下: 4 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 Proteus 是一個(gè)基于Pro Spice 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。編碼譯碼顯示電路能很方便地在此平臺(tái)上開(kāi)展調(diào)試和仿真， 延時(shí)時(shí)間同選用的單片機(jī)和所用晶體振蕩器有關(guān)， 在調(diào)試時(shí)須注意。 5 結(jié) 語(yǔ) 提出了一款編碼譯碼顯示實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)， 其控制系統(tǒng)和編碼信號(hào)發(fā)生器采用89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)， 經(jīng)Proteus 仿