?? chuxuezhedaodianzigongchengshi.txt
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74LS373下載地址:
http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=129171
74LS573下載地址:
http://www.yddz.net/yddzsourse/pdf/74hc573.pdf
引入幾個概念:
1. 真值表
參見74LS373的PDF的第2頁:
Dn LE OE On
H H L H
L H L L
X L L Qo
X X H Z
這個就是真值表,表示這個芯片在輸入和其它的情況下的輸出情況。
每個芯片的數據手冊(datasheet)中都有真值表。
布爾邏輯比較簡單,在此不贅述;
2. 高阻態
就是輸出既不是高電平,也不是低電平,而是高阻抗的狀態;在這種狀態下,可以多個芯片并聯輸出;但是,
這些芯片中只能有一個處于非高阻態狀態,否則會將芯片燒毀;
高阻態的概念在RS232和RS422通訊中還可以用到。
3. 數據鎖存
當輸入的數據消失時,在芯片的輸出端,數據仍然保持;
這個概念在并行數據擴展中經常使用到。
4. 數據緩沖
加強驅動能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具備數據緩沖的能力。
OE:output_enable,輸出使能;
LE:latch_enable,數據鎖存使能,latch是鎖存的意思;
Dn:第n路輸入數據;
On:第n路輸出數據;
再看這個真值表,意思如下:
第四行:當OE=1是,無論Dn、LE為何,輸出端為高阻態;
第三行:當OE=0、LE=0時,輸出端保持不變;
第二行第一行:當OE=0、LE=1時,輸出端數據等于輸入端數據;
結合下面的波形圖,在實際應用的時候是這樣做的:
a. OE=0;
b. 先將數據從單片機的口線上輸出到Dn;
c. 再將LE從0->1->0
d. 這時,你所需要輸出的數據就鎖存在On上了,輸入的數據在變化也影響不到輸出的數據了;實際上,單片機現在在忙著干別的事情,
串行通信、掃描鍵盤……單片機的資源有限啊。
在單片機按照RAM方式進行并行數據的擴展時,使用movx @dptr, A這條指令時,這些時序是由單片機來實現的。
后面的表格中還有需要時間的參數,你不需要去管它,因為這些參數都是幾十ns級別的,對于單片機在12M下的每個
指令周期最小是1us的情況下,完全可以實現;如果是你自己來實現這個邏輯,類似的指令如下:
mov P0,A ;將數據輸出到并行數據端口
clr LE
setb LE
clr LE ;上面三條指令完成LE的波形從0->1->0的變化
74ls573跟74LS373邏輯上完全一樣,只不過是管腳定義不一樣,數據輸入和輸出端各在一側,PCB容易走線;所以大家都喜歡使用這個芯片。
4、 74LS244 – 數據緩沖器
下載地址:
http://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/74F244.pdf
數據輸出能力比較強,輸出電流可以到40mA以上;
4個緩沖器分成2組,具有高阻態控制端口
5、 74LS245 – 總線緩沖器
http://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/74F245.pdf
雙向數據接口,通常在ISA板卡上可以看到;
早期的51系統中,為了擴展RAM、eprom、A/D、D/A、I/O等經常可以看到這個片子;
為了增強驅動能力,有時是為了隔離輸入和輸出,主要是布線方便,象74LS573一樣,輸入、輸出在一側,經常用到這個片子
6、 74LS138 – 三-八譯碼器
http://www.mcu51.com/download/digitpdf/74xx/74F138.pdf
在早期的51系統的擴展中,作為地址選通的片子,可以經常看到。
另外一個類似的芯片是74LS154,是4-16譯碼器,現在更是少見了。
有興趣的可以研究一下何立民的經典著作中的有關章節。
知道有這么一個芯片就可以了。
2.3 CD4000系列
CD4000系列的芯片,除了跟74系列的電氣特性有所區別外,例如:
1) 電壓范圍寬,應該可以工作在3V~15V,輸入阻抗高,驅動能力差外,跟74系列的功能基本沒有區別;
2) 輸入時,1/2工作電壓以下為0,1/2工作電壓以上為1;
3) 輸出時,1=工作電壓;0=0V
4) 驅動能力奇差,在設計時最多只能帶1個TTL負載;
5) 如果加上拉電阻的話,至少要100K電阻;
6) 唯一現在使用的可能就是計數器,CD4060的計數器可以到14級二進制串行計數/分頻器,這個74系列的做不到這么高;
下載地址:
http://www.100y.com.tw/asp/class36_40.htm
http://www.100y.com.tw/pdf_file/CD4060.PDF
2.4 ULN2003/ULN2008
它的內部結構也是達林頓的,專門用來驅動繼電器的芯片,甚至在芯片內部做了一個消線圈反電動勢的二極管。
ULN2003的輸出端允許通過IC 電流200mA,飽和壓降VCE 約1V左右,耐壓BVCEO 約為36V。用戶輸出口的外接負載可根據以上參數估算。
采用集電極開路輸出,輸出電流大,故可以直接驅動繼電器或固體繼電器(SSR)等外接控制器件,也可直接驅動低壓燈泡。
經常在工控的板卡中見到這個芯片。
有個完全一樣的型號:MC1413,不過現在好像不怎么見到這個型號了,但是管腳與2003完全兼容。
ULN2003可以驅動7個繼電器;ULN2008驅動8個繼電器。
ULN2003下載地址:
http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=148212
ULN2008下載地址:
沒有找到。奇怪啊。
2.5 光耦
光耦是做什么用的?光耦是用來隔離輸入輸出的,主要是隔離輸入的信號。
在各種應用中,往往有一些遠距離的開關量信號需要傳送到控制器,如果直接將這些信號接到單片機的I/O上,有以下的問題:
1) 信號不匹配,輸入的信號可能是交流信號、高壓信號、按鍵等干接點信號;
2) 比較長的連接線路容易引進干擾、雷擊、感應電等,不經過隔離不可靠
所以,需要光耦進行隔離,接入單片機系統。
常見的光耦有:
1) TLP521-1/ TLP521-2/ TLP521-4,分別是1個光耦、2個光耦和4個光耦,HP公司和日本的東芝公司生產。
下載地址:
http://www.100y.com.tw/pdf_file/TLP521-1-2,4.PDF
發光管的工作電流要在10mA時,具有較高的轉換速率;
在5V工作時,上拉電阻不小于5K,一般是10K;太小容易損壞光耦;
2) 4N25/4N35,motorola公司生產
下載地址:
http://www.100y.com.tw/pdf_file/4N25-8,35-7,H11A1-5.PDF
隔離電壓高達5000V;
3) 6N136,HP公司生產
下載地址:
http://www.100y.com.tw/pdf_file/6N135-6.PDF
要想打開6N136,需要比較大的電流,大概在15~20mA左右,才能發揮高速傳輸數據的作用。
如果對速率要求不高,其實TLP521-1也可以用,實際傳輸速率可以到19200波特率。
選擇光耦看使用場合,tlp521-1是最常用的,也便宜,大概0.7~1元;
要求隔離電壓高的,選用4N25/4N35,大概在3元左右;
要求在通訊中高速傳輸數據的,選用6N136,大概在4元左右。
光耦應用的原理框圖如下所示:
1. 輸入干接點隔離
2. 輸入TTL電平隔離
3. 輸入交流信號隔離
4. 輸出RS232信號隔離
5. 輸出RS422信號隔離
光耦除了隔離數字量外,還可以用來隔離模擬量。將在今后的章節中描述。
2.6 三極管
2.7 光電管
2.8 電容
2.9 電阻
2.10 固態繼電器
2.11 繼電器
2.12 變壓器與整流橋
2.13 三端穩壓器
2.14 開關電源芯片
2.15 封裝知識、芯片批號等
2.16 接插件
2.17 器件選購的知識
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-- 作者:華夏
-- 發布時間:2004-9-15 16:17:05
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2.6 三極管
2.6.1 三極管的4種工作狀態
1) 飽和導通狀態
飽和導通=0
2) 截止狀態
飽和導通=1
3) 線性放大狀態
作為低頻放大器時使用,具體的可參見有關電子線路的書籍;
4) 非線性工作狀態
在無線電通信系統中,作為混頻器等使用。具體的可參見有關電子線路的書籍;
愚記得南京工學院也就是現在的東南大學在80年代初期有一套《電子線路》5本,是電子專業的書籍,比較難懂;現在,
即使是在電子專業的學生中,也應該降低了對三極管的哪些復雜的參數的要求了吧;在實際使用時,即使是模擬電路、非線性電路,
也都是集成電路了,誰還使用三極管自己做呢?如果萬一需要,現學也來得及。這套書很強的。編寫人在那個年代肯定都是牛人。
學三極管這些參數很繁瑣的,要是現在的非電子類的大學生或者大專生們還學這些玩意,我只能說是學校在誤人子弟了。
好多學校都在擴招,很多學生念了4年下來,學了一堆過時的理論,跟實際的東西一點沒有接軌,不知道7407是干什么用得,
不知道三極管的幾個狀態;我只能無話可說。
所以,念了4年下來,跟企業的需求還有一段距離,還需要從頭來過;聰明的學生趕緊抓住機會去學習,去實習,這樣,
還可以趕緊補上實際應用的這一課。
言歸正傳。
參見下圖:
當單片機的口線輸出電平為1時,三極管的be結導通,ce結導通,輸出的電壓值為0V;
當單片機的口線輸出電平為0時,三極管的be結不導通,ce結截止,輸出的電壓值為5V;
在這種數字電路的應用中,相當于三極管是一個反相開路門。
計算是否導通,公式如下:
I=B(放大倍數,希臘字母的貝塔)×Ibe
當Ice<I時,即為飽和導通;
相差越大,飽和程度越深,Vce越小,三極管的輸出內阻越小;
這個概念要用到光電管中。
設計使用時大概算算,心里有個數;在電路板上試試,行的通,那就是它了。可以測量Vce值,至少要小于0.1V就可以了。
常用的PNP三極管是2N5551,驅動40mA的LED(電壓在24V)、蜂鳴器等均沒有問題。
2.6.2 三極管的具體應用
實際上,已經有象7407、ULN2003可以取代三極管在數字電路中的作用;但是,有時是受到PCB面積的制約,有時是為了降低成本,
有時是因為布局方便,在1~2個輸出點時,還是可以使用三極管來做驅動的。
例如:驅動一個蜂鳴器;往往系統中的蜂鳴器跟其它驅動設備,繼電器等,距離較遠;這時,沒有必要使用一片7407,
或者ULN2003來驅動;驅動的接口如下:
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-- 作者:華夏
-- 發布時間:2004-9-15 16:20:40
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上午趕緊到中發去轉了一圈,看了看單片機方面的書,讓我失望。
這些書的大部分內容還都是將51的技術資料拿來翻譯一下,加上一些并行接口的芯片,象8255/8155/8253/AD0809/DAC0832等等,
就是一本單片機的書籍了。還挺貴。可憐的學生花了幾十大元買來,學到的是陳舊的知識。
看了又看,想了再想,老樹買了2本:
1)MCS-51系列 單片機應用系統設計 系統配置與接口技術 何立民編著 北京航空航天大學出版社 35元人民幣
2)單片機外圍電路設計 沙占友等編著 電子工業出版社 23元人民幣
何立民先生的巨著影響了看來不止是一代人,至少是2代人、三代人以上。主要的好處是體系比較完整,包括了單片機的核心、
芯片的時序與擴展、輸入與輸出(在何老師的編著中叫前向、后向、人機、相互通道,只是說法的不同),應用程序設計、抗干擾技術,
應該是,是一個大全了。
愚斗膽建議何老師將該巨著修改如下:
1) 將并行擴展的有關內容以及一些現在不用的內容,如GP16打印機等,放在新編著的書的光盤內容中,這樣篇幅可以減少,
又不至于查詢不到;這些內容,在書中一帶而過;
2)新增:I2C的數字和模擬的擴展內容和相應的用單片機口線模擬I2C總線的程序;
3)新增:電源部分,包括:DC/DC模塊,MAXIM、LINEAR公司的step-up/step-down等芯片的內容,還有開關電源、線性電源等內容;
這樣,就能煥發出更新的活力。
沙占友的書中有一些新的內容,象時鐘電路SD2000、電源部分,都是愚所激賞的,跟別的書籍相比,內容新,基本沒有重復的地方。
如果初學者能買到周航慈的《單片機軟件設計技術》,再下載一套89C51或者78E52的數據手冊,隨便從哪里找一本詳細講51語言的書,
也就行了。這樣的書,最好從圖書館借來看看。何老師的書中也有一部分內容,講程序設計的,沒有詳講語言。
其實最好的就是原來徐涵芳老師編著的那本小冊子,好像是《51/96單片機設計技術》。好在是原汁原味,篇幅小而精干,也不貴。
手邊的參考書有以上三位老師的編著就可以了,其它的,隨便看看,如果有用,記住器件的名字,從網絡上下載下來看看就行了。
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-- 作者:華夏
-- 發布時間:2004-9-15 16:22:03
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