基于89C51單片機的編碼譯碼顯示實驗電路設計-設計應用

精品文檔-下載后可編輯基于89C51單片機的編碼譯碼顯示實驗電路設計-設計應用摘要：當前手工撥盤方式編碼譯碼顯示實驗電路存在輸入信號不穩(wěn)定、控制性較差等缺點，為了克服上述缺點，電路設計采用89C51單片機為器件作為編碼信號發(fā)生器和自動控制系統(tǒng)。通過Proteus平臺仿真和實驗調試，電路能產生高質量輸入信號和實現自動控制，較好地解決了手工撥盤方式編碼譯碼顯示實驗電路存在的缺陷。

0引言

在日常數字邏輯電路實驗中編碼譯碼顯示實驗電路是編碼、譯碼、顯示三個電路的綜合運用，在數字邏輯實驗電路中具有重要的地位，在實驗的過程中，時常會出現顯示結果的抖動，經研究出現這種現象主要原因是：編碼電路的編碼信號輸入采用手工撥盤方式，產生的編碼輸入信號往往不穩(wěn)定；另外，電路控制性能較差，不能達到自動復位，為此有必要對現有電路進行改進，在電路的設計上采用89C51單片機為控制電路制作而成，自動提供穩(wěn)定編碼輸入信號，顯示結果穩(wěn)定性和電路控制性能大大提升，提高了教學實驗質量。

1編碼譯碼顯示實驗電路的基本結構

編碼譯碼顯示電路的基本結構如圖1所示，主要由控制電路、編碼信號發(fā)生器、編碼譯碼顯示電路等組成，控制電路產生編碼信號作為編碼譯碼顯示電路輸入信號，譯碼電路將編碼信號轉換成對應的七段數碼顯示信號，送至LED數碼管顯示。

圖1編碼譯碼顯示實驗結構圖。

2系統(tǒng)硬件設計

控制系統(tǒng)和編碼信號發(fā)生器采用89C51單片機實現。89C51性價比較高，采用12MHz晶振，其內部帶有4KB的FLASHROM，無須外擴程序存儲器。編碼譯碼電路沒有大量運算和暫存數據。89C51內部的128B片內RAM已能滿足要求，無須外擴片外RAM。

系統(tǒng)硬件設計如圖2所示。

圖2編碼譯碼顯示實驗電路。

2.1編碼信號發(fā)生器電路

編碼信號由89C51內部編程控制，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，具體編碼見表1。

表1編碼信號表

2.2鍵盤設計

鍵盤采用4×3陣列結構設計，P1.0~P1.3為鍵盤掃描高4位，P1.4~P1.6為低4位。設計有0~9、Rst(復位)、Ser(順序)。列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。當按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(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數碼管組成。編碼器74LS147的1~5腳，10~13腳為編碼輸入端，低電平有效，實驗時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腳為電源正負極。六反相器(74AC04)主要是解決編碼器74HC147和譯碼器74LS247信號匹配問題，共有6組輸入與輸出，只取其中4組。七段LED數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位反碼，經74AC04反相后送到74LS247，由74LS247驅動LED數碼管，正確時能顯示0~9。

3系統(tǒng)軟件設計

軟件設計由初始化、鍵盤掃描、編碼程序三部分組成。開始進行初始化，P0、P2口按復位狀態(tài)附值輸出，LED無顯示。然后4!3陣列式鍵盤開始進行掃描，當判斷有鍵按下時，延時去鍵抖動，判斷是否務抖動，當確定判斷是有鍵按下時，等待閉合鍵釋放，保存鍵值。根據鍵值調用編碼程序，將表1對應的編碼送到P0，P2口輸出，主程序流程圖如圖3所示。

圖3主程序流程圖。

當按Ser(順序序列)鍵時，依次按1~9編碼值送至P0，P2口，間隔0.5s輸出。Ser編碼編碼子程序如下:

4系統(tǒng)仿真與調試

Proteus是一個基于ProSpice混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設計仿真平臺。編碼譯碼顯示電路能很方便地在此平臺上進行調試和仿真，延時時間同選用的單片機和所用晶體振蕩器有關，在調試時須注意。

5結語

提出了一款編碼譯碼顯示實驗電路設計，其控制系統(tǒng)和編碼信號發(fā)生器采用89C51單片機實現，經Proteus仿真和實驗調試結果來看，大大改善了電路的性能，電路制作方便、操作簡單，在數字邏輯電路實驗教學中具有一定的推廣價值，電路主要不足是不能實現故障自動檢查，如果能對電路故障進行自動檢測，電路性能將更加完善。

參考文獻:

[1].89C51datasheet/datasheet/89C51+_105386.html.[2].74LS147datasheet/datasheet/74LS147_1569480.html.[3].74LS247datasheet/datasheet