51單片機(jī)的外部接口擴(kuò)展
已有 751 次閱讀2014-4-24 19:41
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單片機(jī), 接口
我接觸 單片機(jī) 有些年頭了,對(duì)CPLD有些了解,但說來慚愧,從未在設(shè)計(jì)中使用過。
曾經(jīng)有一次面試,有位老工程師,就問我一些問題,其中就有CPLD,我實(shí)話實(shí)說沒有用過,他就問我為什么不用;我答復(fù)他說,可能是設(shè)計(jì)的東西比較簡(jiǎn)單,在設(shè)計(jì)時(shí)用不著;他說你端口不夠怎么辦,我回答說可以擴(kuò)展。
下面我就以51為例,介紹他的幾個(gè)常用的外部芯片。
用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路,無非就是輸入,輸出和界面顯示。本文以按鍵式和光耦隔離輸入. 繼電器 和LED為輸出,顯示界面為數(shù)碼管,外部為ADC0809,一一進(jìn)行介紹。
設(shè)計(jì)指標(biāo):
按鍵輸入 8只 七段數(shù)碼管 5只
光耦隔離輸入 8只 繼電器輸出 8只
LED燈指示 16只
按鍵和光耦隔離輸入.數(shù)碼管顯示和ADC0809共用P0端口,繼電器和LED顯示燈控制采用P1端口,P2端口作為其他一些外設(shè)的控制輸出和擴(kuò)展芯片的選通,P3作為復(fù)用和選通端口。這樣便可以滿足設(shè)計(jì)的需要。
外圍芯片統(tǒng)計(jì)及分配:
按鍵輸入 74HC244 1只 光耦隔離輸入 74HC244 1只
數(shù)碼管 CD4511 4只 74HC273 1只
繼電器輸出 74HC273 1只 LED指示 74HC273 2只
ADC0809 1只 74HC373 1只 74HC02 1只
74HC14 1只
74HC244為八同相三態(tài)緩沖器/線驅(qū)動(dòng)器,內(nèi)部框圖和真值表如下:
典型運(yùn)用原理圖如下:
由真值表,看出當(dāng)使能端1,19腳為低電平時(shí),輸出與輸入同相,當(dāng)使能端為高電平時(shí),輸出呈高阻狀態(tài)。
74HC273為8D觸發(fā)器,內(nèi)部框圖和真值表如下:
典型運(yùn)用原理圖如下:
有真值表看出,273在1腳為低時(shí),輸出全部為0.圖中R3.C5就是為了利用這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)上電后清零,避免誤操作;當(dāng)1腳(CLR)為高時(shí),11腳(CLK)為上升沿時(shí),輸出與輸入相同。
CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED(數(shù)碼管)顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器,特點(diǎn):具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅(qū)動(dòng)LED。
內(nèi)部框圖和真值表:
典型運(yùn)用原理圖如下:
CD4511顯示方式為靜態(tài)顯示,與動(dòng)態(tài)顯示相比,靜態(tài)顯示要亮很多,但使用的資源也較多些;動(dòng)態(tài)顯示是利用人眼的余輝效應(yīng),通過循環(huán)掃描數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)。也就是說在同一時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮,由于掃描速度很快,所以人眼是分辨不出的,這種方法在LED顯示屏上運(yùn)用很多的。
其他的芯片基本同理, 由于篇幅有限,不一一介紹