HOT51电路图分解放大版加原理.doc

芯片类：l 单片机：我们标配的是STC89C52RC，也可以直接插AT89S52，通过AVR转换板，可以接ATMEGA16单片机l 模数转换器：8位AD芯片，TLC549CPl 数模转换器：10位DA芯片，TLC5615CPl 温度传感器：1-WIRE协议控制芯片DS18B20l 红外接头：SM0038(配合遥控器做解码试验）l 时钟芯片：SPI协议控制芯片DS1302l 储存芯片：I2C协议控制芯片AT24C02l 通讯芯片：MAX232CPEl 达林顿管：ULN2003(驱动步进电机，直流电机，继电器，蜂鸣器）l 三八译码器：74HC138l 锁存器：74HC573l 稳压芯片：7805显示类：l 八位LED 灯l 八位共阴数码管l 8*8点阵l 1602液晶l 12864液晶（带汉字字库）其他：l 独立按键l 4*4矩阵键盘l 点阵开关l 双复位电路l 步进电机l 直流电机l 继电器l 蜂鸣器l 遥控器l USB电源接口l 外接电源接口l 串口接口l 标准JTAG 接口l LED：接P0 口l 点阵：阳极通过拨码开关接P0 口，阴极接P2 口l 数码管：断码通过74HC573接P0口，位选码通过74HC138 接P2.0,P2.1,P2.2l 1602液晶：RS 接P2.5，R/W 接P2.6,E 接P2.7，数据口接P0l 12864液晶：RS接P2.5,R/2接P2.6,E接P2.7，数据口接P0，PSB 接2.4，RST接2.2l 独立按键：分别接P3.2,P3.3,P3.4l 矩阵键盘: 接P1 口l 时钟芯片DS1302：SCLK 接P1.6,RST 接P1.7，I/O 接P3.5l 储存芯片AT24C02:SCLK 接P1.5，SDA 接P3.6l 通讯芯片MAX232：接P3.0,P3.1l 红外解码芯片：接P3.3l 模数转换芯片TLC549：IO 接P1.3,CS 接P1.4，OUT 接P3.4l 数模转换芯片TLC5615:DIN 接P1.0，SCLK 接P1.1，CS 接P1.2l 继电器，蜂鸣器，步进电机，直流电机：最好用P1 口控制J1：锁存器锁存控制跳线：当接下时并且P3.7 口为低电平时，锁存器使能。l J2：复位按键跳线：接右时，51 复位按键起作用；接左时，AVR复位按键起作用。l J9：AD输入电压跳线：取下短路冒，排阵的左面为AD输入电压端口，右边为可调电阻电压。l J15：DA输出电压跳线：取下短路冒，排阵左边为DA输出电压，右边为LED指示灯（如果我们把J9,J15的短路冒都拔掉，两个排针的左面相连，就可以实现控制DA输出，然后通过AD还原数据试验）l J17是ULN2003的输入端，用于和单片机的IO口连接。J16是直流电机的输出，J18 是步进电机的输出。J10 位1K 的排阻。当P0口某位为高电平时，LED 灭当P0口某位为低电平时，LED 亮我们单独来分析一个LED。电路如上，假定LED 发光时的电压为1.5V，那么：5 - 1.5 = 1000 * II = 0.0035A为3.5毫安，我们设计该值也是为了提高LED寿命。这里：我们简单解释一下单片机的IO“输入与输出”输入：单片机IO作为采集外部信号，在单片机内部处理，现在很多单片机都有高阻或者开漏状态用做输入。输出：单片机为外界提供信号和电流。这里包括灌电流和拉电流。灌电流：IO 输出“0”时允许灌入该IO 口的电流。拉电流：IO 输出“1”时允许输出该IO 口的电流。所以，不要以电流的方向来理解输入和输出，这个是初学者很容易理解错的。本电路采用HS0038塑封一体化红外线接收器，它是一种集红外线接收、放大、整形于一体的集成电路，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，没有红外遥控信号时为高电平，收到红外信号时为低电平，而且体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。DS18B20是本设计中的核心部件，是用来检测温度的传感器，它自身可以把检测到的模拟信号转换成数字信号，然后通过一根信号线将转换好的数据直接传输给单片机，供应5V的电源就行了，只要对其进行一系列必要的编程，就可以实现将温度全部读出。DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM 通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1 RES 复位2 I/O 数据线3 SCLK串行时钟时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信DS1302 工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mWDS1302 是由DS1202 改进而来增加了以下的特性双电源管脚用于主电源和备份电源供应Vcc1 为可编程涓流充电电源附加七个字节存储器它广泛应用于电话传真便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域下面将主要的性能指标作一综合 实时时钟具有能计算2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年调整的能力 31 8 位暂存数据存储RAM 串行I/O 口方式使得管脚数量最少 宽范围工作电压2.0 5.5V 工作电流2.0V 时,小于300nA 读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式 8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC 封装根据表面装配 简单3 线接口 与TTL 兼容Vcc=5V 可选工业级温度范围-40 +85 与DS1202 兼容 在DS1202 基础上增加的特性对Vcc1 有可选的涓流充电能力双电源管用于主电源和备份电源供应备份电源管脚可由电池或大容量电容输入附加的7 字节暂存存储器1 DS1302 的基本组成和工作原理DS1302 的管脚排列及描述如下图及表所示管脚描述X1 X2 32.768KHz 晶振管脚GND 地RST 复位脚I/O 数据输入/输出引脚SCLK 串行时钟Vcc1,Vcc2 电源供电管脚订单信息部分# 描述DS1302 串行时钟芯片8 脚DIPDS1302S 串行时钟芯片8 脚SOIC 200milDS1302Z 串行时钟芯片8 脚SOIC 150mil2. DS1302 内部寄存器CH: 时钟停止位寄存器2 的第7 位12/24 小时标志CH=0 振荡器工作允许bit7=1,12 小时模式CH=1 振荡器停止bit7=0,24 小时模式WP: 写保护位寄存器2 的第5 位:AM/PM 定义WP=0 寄存器数据能够写入AP=1 下午模式WP=1 寄存器数据不能写入AP=0 上午模式TCS: 涓流充电选择DS: 二极管选择位TCS=1010 使能涓流充电DS=01 选择一个二极管TCS=其它禁止涓流充电DS=10 选择两个二极管DS=00 或11, 即使TCS=1010, 充电功能也被禁止RS 位电阻典型位00 没有没有01 R1 2K10 R2 4K11 R3 8KAT24C02 1. 概述AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。 2. 管脚配置管脚封装如右图1所示。 图1 管脚封装 3. 极限参数 工作温度工业级-55 +125 商业级0 +75 贮存温度-65 +150 各管脚承受电压-2.0 Vcc+2.0V Vcc管脚承受电压-2.0 +7.0V 封装功率损耗（Ta=25） 1.0W 焊接温度(10 秒) 300 输出短路电流100mA 表1 可靠性参数 符号 参数 最小 最大 单位 参考测试模式 NEND 耐久性 1,000,000 周期/字节 MIL-STD-883 测试方法1033 TDR 数据保存时间 100 年 MIL-STD-883 测试方法1008 VZAP ESD 2000 V MIL-STD-883 测试方法3015 ILTH 上拉电流 100 mA JEDEC 标准17 4. 功能描述AT24C02支持IC，总线数据传送协议IC，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上。 5. 管脚描述表2 管脚描述 管脚名称 功能 A0 A1 A2 器件地址选择 SDA 串行数据/地址 SCL 串行时钟 WP 写保护 Vcc +1.8V 6.0V 工作电压 Vss 地 SCL 串行时钟 AT24C02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。 SDA 串行数据/地址 AT24C02 双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA 是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。 A0、A1、A2 器件地址输入端 这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02 时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）可悬空或连接到Vss，如果只有一个AT24C02被总线寻址这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）必须连接到Vss。 WP 写保护 如果WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护只能读。当WP管脚连接到Vss 或悬空允许器件进行正常的读/写操作 简介高耐压、大电流复合晶体管ICULN2003 概述与特点 ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成。 特点该电路的特点如下： ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。 ULN2003 采用DIP16 或SOP16 塑料封装。 方框图 ULN2003内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。它是双列16脚封装,NPN晶体管矩阵,最大驱动电压=50V,电流=500mA,输入电压=5V,适用于TTL COMS,由达林顿管组成驱动电路。 ULN是集成达林顿管IC,内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管,它的输出端允许通过电流为200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。通常单片机驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为合适，同时，COM引脚应该悬空或电源。 ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，单独每个单元驱动电流最大可达350mA，9脚可以悬空。 比如1脚输入，16脚输出，你的负载接在VCC与16脚之间，不用9脚。 作用ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。 输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。 ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。 该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路 直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器。 ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。 ULN2003芯片引脚介绍引脚1：CPU脉冲输入端，端口对应一个信号输出端。 引脚2：CPU脉冲输入端。 引脚3：CPU脉冲输入端。 引脚4：CPU脉冲输入端。 引脚5：CPU脉冲输入端。 引脚6：CPU脉冲输入端。 引脚7：CPU脉冲输入端。 引脚8：接地。 引脚9：该脚是内部7个续流二极管负极的公共端，各二极管的正极分别接各达林顿管的集电极。用于感性负载时，该脚接负载电源正极，实现续流作用。如果该脚接地，实际上就是达林顿管的集电极对地接通。 引脚10：脉冲信号输出端，对应7脚信号输入端。 参考电路接法引脚11：脉冲信号输出端，对应6脚信号输入端。 引脚12：脉冲信号输出端，对应5脚信号输入端。 引脚13：脉冲信号输出端，对应4脚信号输入端。 引脚14：脉冲信号输出端，对应3脚信号输入端。 引脚15：脉冲信号输出端，对应2脚信号输入端。 引脚16：脉冲信号输出端，对应1脚信号输入端。MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。15脚DNG、16脚VCC（+5v）。矩阵键盘独立按键具有编程简单但占用I/O口资源的特点，不适合在按键较多的场合应用。在实际应用中经常要用到输入数字、字母等功能，如电子密码锁、电话机键盘等一般都至少有12到16个按键，在这种情况下如果用独立按键的话显然太浪费I/O口资源，为此我们就引入了矩阵键盘的应用。矩阵键盘简介：矩阵键盘又称行列键盘，它是用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4*4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。矩阵键盘的工作原理：最常见的键盘布局如图1所示。一般由16个按键组成，在单片机中正好可以用一个P 口实现16 个按键功能，这也是在单片机系统中最常用的形式，4*4矩阵键盘的内部电路如图2所示当无按键闭合时，P10P13与P14P17之间开路。当有键闭合时，与闭合键相连的两条I/O口线之间短路。判断有无按键按下的方法是：第一步，置列线P14P17 为输入状态，从行线P10P13输出低电平，读入列线数据，若某一列线为低电平，则该列线上有键闭合。第二步，行线轮流输出低电平，从列线P14P17读入数据，若有某一列为低电平，则对应行线上有键按下。综合一二两步的结果，可确定按键编号。但是键闭合一次只能进行一次键功能操作，因此须等到按键释放后，再进行键功能操作，否则按一次键，有可能会连续多次进行同样的键操作。PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行IC总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个IC总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向IC总线以串行的方式进行传输。PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大转化速率由IC总线的最大速率决定。PCF8591 特性 单独供电 PCF8591的操作电压范围2.5V-6V 低待机电流 通过IC总线串行输入/输出 PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址 PCF8591的采样率由IC总线速率决定 4个模拟输入可编程为单端型或差分输入 自动增量频道选择 PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD PCF8591内置跟踪保持电路 8-bit逐次逼近A/D转换器 通过1路模拟输出实现DAC增益 AIN0AIN3：模拟信号输入端。 A0A3：引脚地址端。 VDD、VSS：电源端。 （2.56V） SDA、SCL：I2C 总线的数据线、 时钟线。 OSC：外部时钟输入端，内部时钟 输出端。 EXT：内部、外部时钟选择线，使 用内部时钟时 EXT 接地。 AGND：模拟信号地。 AOUT：D/A 转换输出端。 VREF：基准电源端。8 X 8 点阵LED工作原理说明:8X8点阵共需要64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，如图49所示，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述：一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现。点阵LED扫描法介绍点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：（1）点扫描；（2）行扫描；（3）列扫描。若使用第一种方式，其扫描频率必须大于1664=1024Hz，周期小于1ms 即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于168=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。/*12864 显示我们这里主要来讲下ST920芯片的12864液晶，它是带字库且可以串行和并行编程。如果你自己有液晶，请注意液晶的电压。常用的屏有3.3V 和5V 两种，千万要弄清楚再插到开发板上，以免损坏你的液晶。一、液晶显示模块概述12864A-1 汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16 点阵）、128个字符（8X16 点阵）及64X256 点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特性:电源：VDD 3.3V+5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128 列 64行显示颜色：黄绿显示角度：6：00 钟直视LCD 类型：STN与MCU接口：8 位或4 位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等。128X64 引脚说明引脚号引脚名称方向功能说明1 VSS - 模块的电源地2 VDD - 模块的电源正端3 V0 - LCD 驱动电压输入端4 RS(CS) H/L 并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5 R/W(SID) H/L 并行的读写选择信号；串行的数据口6 E(CLK) H/L 并行的使能信号；串行的同步时钟7 DB0 H/L 数据08 DB1 H/L 数据19 DB2 H/L 数据210 DB3 H/L 数据311 DB4 H/L 数据412 DB5 H/L 数据513 DB6 H/L 数据614 DB7 H/L 数据715 PSB H/L 并/串行接口选择：H-并行；L-串行16 NC 空脚17 /RET H/L 复位低电平有效18 NC 空脚东流电子逻辑工作电压(VDD)：4.55.5V电源地(GND)：0V工作温度(Ta)：060(常温) / -2075（宽温我们用的是共阴数码管。数码管的位选是通过74HC138连接的。数码管的段通过74HC573驱动。74HC138和74HC573的使用可以看前面两节。锁存器就是把当前的状态锁存起来，使CPU 送出的数据在接口电路的输出端保持一段时间锁存后状态不再发生变化，直到解除锁定。当输出使能为低电平时，锁存器锁存功能使能。我们这里，锁存引脚接的P3.7 口。如果要使用锁存功能，请把J1的跳线跳到下部。74HC245简介：总线驱动器，典型的TTL型三态缓冲门电路。 由于单片机等CPU的数据地址控制总线端口都有一定的负载能力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。 另外，也可以使用74HC244等其他电路，74HC244比74HC245多了锁存器。 74HC245实物图: 74HC245编辑本段引脚定义：第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。 第29脚“A”信号输入输出端，A1=B1、A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”OE=“0”则A1输入B1输出，其它类同。如果DIR=“0”OE=“0”则B1输入A1输出，其它类同。 第1118脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不再描述。 第19脚OE，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。 第10脚GND，电源地。 第20脚VCC，电源正极。 TRUTH TABLE真值表 Control Inputs控制输入Operation 运行GDIRLLB 数据到A 总线LHA 数据到B 总线HX隔开H=高电平 L=低电平 =不定 Absolute Maximum Ratings绝对最大额定值 Supply Voltage电源电压(VCC) -0.5 to -7.0V DC Input Voltage DIR and G pins (VIN) 直流输入电压方向和G引脚（输入电压） -1.5 to VCC -1.5V DC Input/Output Voltage (VIN, VOUT)直流输入/输出电压 -0.5 to VCC -0.5V Clamp Diode Current 钳位二极管电流(ICD) 20 mA DC Output Current直流输出电流，每个引脚（输出） 35 mA DC VCC or GND Current, per pin (ICC) 70 mA Storage Temperature Range 储存温度范围(TSTG) -65 to -150 Power Dissipation (PD)功耗 (Note 3) 600 mW S.O. Package only 500 mW Lead Temperature (TL) (Soldering 10 seconds) 260 编辑本段74HC245的作用：信号功率放大。第1脚DIR，为输入输出端口转换用， DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出， DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。第29脚“A”信号输入输出端，A1=B1A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出，其它类同。如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出，其它类同。 第1118脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不在描述。第19脚G，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用 第10脚GND，电源地。第20脚VCC，电源正极。 74HC04 的作用：6位反相器。第七脚GND，电源地。第14脚步VCC，电源正极 信号由A端输入Y端反相输出，A1与Y1为一组，其它类推。例：A1=“1”则Y1=“0” A1=“0”则Y1=“1”，其它组功能一样。 74HC138的作用：八位二进制译十进制译码器。 第8脚GND，电源地。第15脚VCG，电源正极、第13脚ABC二进制输入脚。第46脚片选信号控制，只有在45脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受ABC信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0Y7输出全为“1”。通过控制选通脚来级联，使之扩展到十六位。例：G2A=0，G2B=0，G1=1，A=1，B=0，C=0，则YO为“0”Y1Y7为“1”， 74HC595的作用：LED驱动芯片，8位移位锁存器。 第8脚GND，电源地。第16脚VCC，电源正极第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时QAQH口全部为“1”，为“0”时QAQH的输出由