鎖存器74ls373應(yīng)用電路一：搶答器電路

　　利用74LS373設(shè)計(jì)的搶答器電路它由一片8D鎖存器74LS373。8只組別按鍵開(kāi)關(guān)S1-S8，8組別搶答有效的狀態(tài)顯示發(fā)光二極管L1-L8，一個(gè)復(fù)位按鍵FW等組成。該8路競(jìng)賽搶答器，每組受控于一個(gè)搶答按鍵開(kāi)關(guān)，高電平表示搶答有效。

　　設(shè)置主持人控制鍵FW用于控制整個(gè)系統(tǒng)清0和搶答有效開(kāi)始控制的啟動(dòng)。每按下一次復(fù)位鍵FW時(shí)，使8D鎖存器的控制端G為高電平，若組別按鍵開(kāi)關(guān)S1～S8中任何一個(gè)都沒(méi)按下，即對(duì)應(yīng)8D鎖存器的輸入端D均為低電平，則此時(shí)8個(gè)輸出端均為低電平，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管均不點(diǎn)亮，表示搶答者正在準(zhǔn)備搶答狀態(tài)。按下復(fù)位鍵FW時(shí)，8D鎖存器的控制端G為高電平，若組別按鍵開(kāi)關(guān)S1-S8中存在一個(gè)或幾個(gè)處于按下?tīng)顟B(tài)，即與之對(duì)應(yīng)的8D鎖存器的輸入端D為高電平，此時(shí)與之對(duì)應(yīng)的8D鎖存器的輸出端立即為高電平，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，表示搶答者違規(guī)了。只有每按下一次復(fù)位鍵FW，并在復(fù)位鍵FW抬起后，搶答才是有效的。

　　系統(tǒng)具有第一搶答信號(hào)鑒別和鎖存功能。在主持人將系統(tǒng)復(fù)位并使搶答 有效開(kāi)始后，第一搶答者按下?lián)尨鸢粹o。對(duì)應(yīng)的輸入引腳接高電位1，8D鎖存器的對(duì)應(yīng)輸出端立即為高電平1。二極管VD1-VD8組成了或門(mén)電路。使三極管VT1基極得到高電位而飽和導(dǎo)通使鎖存器的G為低電平，將8D鎖存器的輸入信號(hào)鎖存在了輸出端，輸入端的信號(hào)變化將不在影響輸出端。對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮的發(fā)光二極管指示出第一搶答者的組別。在顯示有效的組別的同時(shí)，也可同時(shí)采用蜂鳴器警示。

　　器件選擇與電路制作：

　　8D鎖存器選擇74LS373，其引腳排列圖如圖2示。若選擇其它型號(hào)的，要注意控制端電平的要求，及其它的使能端。8只組別按鍵開(kāi)關(guān)S1-S8、復(fù)位按鍵FW可選擇AN8系列車(chē)床控制用按鈕。8組別搶答有效的狀態(tài)顯示用發(fā)光二極管L1～L8選用φ10的高亮LED；三極管VT1選擇S9014，電阻R1-R8選擇025W／5．1kΩ，R11～R18選擇~25W／430Ω，R9和R10選擇0．25W／5．1kΩ，R19選擇0．25W，5，10Ω，二極管VDl～VD8選擇IN4148。

　　電路采用單5V電源供電，制作時(shí)可使用7805穩(wěn)壓集成電路獲得。制作時(shí)，搶答按鍵、指示LED可通過(guò)接線端子從線路板上引出，方便于使用。組裝焊接無(wú)誤，即能保證可靠工作。

　　設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

　　8D鎖存器74LS373的允許端G的控制信號(hào)不是周期固定的脈沖信號(hào)，而是將取自鎖存器輸出端的信號(hào)處理后得到的，保證電路結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)潔、處理時(shí)間最快捷，同時(shí)減少了脈沖源存在可能帶來(lái)的干擾，使電路性能更可靠。

　　鎖存器74ls373應(yīng)用電路二：單片機(jī)連接電路

　　8031經(jīng)地址鎖存器74LS373與2732的接口電路連接圖如圖所示。2732是4KB的EPROM型器件，即其存儲(chǔ)容量為4KB。

　　根據(jù)2732的存儲(chǔ)容量，確定8031片內(nèi)地址線為P2.3~P2.0和P0.7~P0.0，共12條。如下圖所示：P2.3~P0.0直接與2732的A11~A8相接，P0.7~P0.0經(jīng)74LS373輸出后接到2732的A7~A0 。

　　根據(jù)片內(nèi)地址線確定片選地址線，則8031的片選地址線共四條：P2.7~P2.4。如圖3.2所示：P2.4直接與2732的/CE相連（即當(dāng)P2.4=0時(shí)，選通2732）;8031的/RD和P2.7經(jīng)過(guò)一個(gè)與門(mén)與74LS373的/OE相連（即/RD=0且P2.7=0時(shí)，選通74LS373）;P2.6、P2.5懸空。/PSEN和2732的/OE相連，以便8031執(zhí)行MOVC指令時(shí)產(chǎn)生低電平而選中2732工作。

　　根據(jù)基本地址范圍的定義，2732的基本地址范圍為：0000H-0FFFH

　　鎖存器74ls373應(yīng)用電路三：正弦波信號(hào)發(fā)生器

　　為了能夠產(chǎn)生一個(gè)可程控的、且具有一定幅度、頻率精度高、波形失真小的正弦波，這里采用了一種新方法一離散存儲(chǔ)法來(lái)實(shí)現(xiàn)原理電路圖如圖所示。由8031單片機(jī)電路、信號(hào)產(chǎn)生部分、開(kāi)發(fā)應(yīng)用部分組成。信號(hào)產(chǎn)生部分包括柔性計(jì)數(shù)器、只讀存儲(chǔ)器、D/A轉(zhuǎn)換器、放大濾波器；開(kāi)發(fā)應(yīng)用部分包括地址鎖存器、只讀存儲(chǔ)器、擴(kuò)展I/O口。

　　1、8031附屬電路

　　XTAL1、XTAL2為單片機(jī)8031內(nèi)部振蕩電路的引出腳。外接作為反饋元器件的晶體、電容--并聯(lián)諧振回路構(gòu)成自激振蕩器，輸出時(shí)鐘脈沖。安裝時(shí)，晶體、電容應(yīng)盡量靠近單片機(jī)芯片，以減小寄生電容，更好地保證振蕩器的工作穩(wěn)定性。

　　P3口是一個(gè)雙向I/O口，有8位（P3.0～P3.7）。在MCS-51中，有8個(gè)引腳還用于專(zhuān)門(mén)功能，這些功能如下表。

　　串行接口RS232是一個(gè)全雙工通信接口，能同時(shí)進(jìn)行接收和發(fā)送。若只能發(fā)送或接收的稱(chēng)為單工；若可以發(fā)送和接收，但不能同時(shí)進(jìn)行的，稱(chēng)為半雙工。

　　RESET是復(fù)位引腳。5.1k電阻為下拉電阻，復(fù)位開(kāi)關(guān)控制片內(nèi)復(fù)位電路的工作。

　　2、信號(hào)產(chǎn)生部分

　　信號(hào)產(chǎn)生部分中，柔性計(jì)數(shù)器是個(gè)新內(nèi)容，下面單獨(dú)進(jìn)行介紹。

　?。?）柔性計(jì)數(shù)器：由74LS273 8D鎖存器和2732 EPROM程序存儲(chǔ)器組成。8D鎖存器的8位D觸發(fā)器用作狀態(tài)寄存器，并提供計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)。2732EPROM用作產(chǎn)生反饋函數(shù)。在時(shí)鐘脈沖未到來(lái)前，D觸發(fā)器處于某一輸出狀態(tài)，并選中2732EPROM的某一存儲(chǔ)單元；當(dāng)8031的P1.7端輸出一個(gè)CP時(shí)鐘脈沖時(shí)，該存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)便送到D觸發(fā)器，使74LS273變?yōu)樾碌臓顟B(tài)，接著又選中2732EPROM 新的存儲(chǔ)單元；如此反復(fù)地進(jìn)行。當(dāng)計(jì)數(shù)器出現(xiàn)自啟動(dòng)時(shí)，解決的辦法是將那些不應(yīng)出現(xiàn)的計(jì)數(shù)輸出所對(duì)應(yīng)的EPROM存儲(chǔ)單元都寫(xiě)入0000.這樣，無(wú)論進(jìn)入那一個(gè)非正常狀態(tài)，下一個(gè)CP總能自動(dòng)地使計(jì)數(shù)器恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

　　柔性計(jì)數(shù)器具有下列優(yōu)點(diǎn)：

　　a、可實(shí)現(xiàn)多種計(jì)數(shù)功能，硬件電路卻不需變動(dòng)，而是由EPROM中的編碼決定某種具體功能。 b、較易實(shí)現(xiàn)某些特殊功能。 c、電路功能較難剖析，保密性較好。

　?。?）工作原理：根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的要求，由8031單片機(jī)先對(duì)要產(chǎn)生的正弦波形進(jìn)行離散化求值。再按一定的比特（bit）取整數(shù)，由8031的P1.6～P1.3輸出存放到2732 EPROM 中。存儲(chǔ)器可分段存儲(chǔ)波形的離散函數(shù)值；再由8031計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，控制相應(yīng)的脈沖，這些脈沖控制柔性計(jì)數(shù)器的循環(huán)，計(jì)數(shù)器每次計(jì)數(shù)的結(jié)果作為2732 EPROM 的輸入地址。

　　EPROM輸入的高四位A11、A10、A9、A8作為地址選擇。當(dāng)選擇64等分時(shí)，其存儲(chǔ)內(nèi)容正好對(duì)應(yīng)于64個(gè)等分點(diǎn)，柔性計(jì)數(shù)器也選擇64次計(jì)數(shù)，這樣每次計(jì)數(shù)輸出的內(nèi)容作為EPROM的輸入值。對(duì)應(yīng)每一個(gè)EPROM的輸入，如輸入為20H，硬件應(yīng)會(huì)自動(dòng)在內(nèi)部查找地址的20H單元。在地址為20H單元中，存放的是對(duì)應(yīng)于等分點(diǎn)為20H時(shí)的函數(shù)值，Y=sin360X/64.

　　每一個(gè)存儲(chǔ)單元存放的是經(jīng)過(guò)擴(kuò)大后的16進(jìn)制數(shù)，因此，EPROM輸出到D/A轉(zhuǎn)換器的也就是該擴(kuò)大值Y‘，Y’=127Y+127.此關(guān)系式是考慮到正弦波的負(fù)半周在進(jìn)行放大時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)單元中要存放負(fù)整數(shù)，這是不允許的。由于擴(kuò)大數(shù)據(jù)倍數(shù)為127，于是采用先將正弦波整個(gè)都提高127，這樣就可使所有數(shù)據(jù)都不出現(xiàn)負(fù)值，從而保證了EPROM的正常工作。EPROM相應(yīng)的地址單元輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)的離散函數(shù)值送入DAC 0832.轉(zhuǎn)換器采用完全直通方式，使內(nèi)部?jī)杉?jí)寄存器的輸出都跟隨輸入數(shù)據(jù)變化，工作速度較快。輸入的數(shù)字量可直接進(jìn)入8位轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電流，再通過(guò)A1運(yùn)算放大器對(duì)總電流求和并變成模擬信號(hào)電壓。然后經(jīng)過(guò)電壓運(yùn)算放大器和帕型濾波器，用以消除DAC 0832轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的尖峰干擾和毛刺，便可輸出所需要的正弦波信號(hào)。

　　本信號(hào)發(fā)生器在10Hz～1kHz范圍內(nèi)的頻率可精確程控，波形失真度小于2%（采用示波器觀測(cè)波形時(shí)，能觀察出的波形失真度一般在5%以上。）

　　在測(cè)試過(guò)程中，若要增大輸出正弦信號(hào)的幅度，可再增加運(yùn)算放大器的級(jí)數(shù)。若對(duì)帕型濾波后的波形還不夠滿(mǎn)意，可以接入一級(jí)采樣保持電路。采樣保持電路的輸出只響應(yīng)每次D/A轉(zhuǎn)換輸出的最終值，從而濾除了轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的干擾和毛刺。

　　本儀器具有自動(dòng)檢測(cè)功能。當(dāng)使用寫(xiě)入命令寫(xiě)入EPROM時(shí)，每寫(xiě)完一個(gè)單元后，立即可讀出該單元的內(nèi)容。若發(fā)現(xiàn)讀出內(nèi)容和寫(xiě)入的不符，會(huì)即刻停止。在2732存儲(chǔ)器中，可分段存儲(chǔ)多種波形函數(shù)，通過(guò)選擇高位地址，可控制得到所需要的波形，如鋸齒波、正弦波、三角波等。

　?。?）開(kāi)發(fā)應(yīng)用部分（控制部分）

　　8031的數(shù)據(jù)總線口P0還兼作外部存儲(chǔ)器（2764）的低8位地址線，于是只能分時(shí)用作地址線，放采用地址鎖存器（74LS373）鎖存。只有當(dāng)?shù)刂锋i存信號(hào)（ALE）的下降沿來(lái)到時(shí)，地址輸出才有效，所以74LS373的使能端G和8031的ALE相連，其輸出允許端OE‘接地。

　　P0口是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中快用最為頻繁的通道口。數(shù)據(jù)總線要和74LS373、2764、8155相連接，而在同一瞬間內(nèi)只能選通其中的一個(gè)芯片，這時(shí)總線傳遞的數(shù)據(jù)只對(duì)選通的芯片有效。芯片的片選端由地址總線控制。

　　8031的片外取指信號(hào)PSEN’和EPROM的輸出允許端相連接。讀取片外程序存儲(chǔ)器（2764）中的指令或數(shù)據(jù)。8031的P0口可直接用于外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀/寫(xiě)傳送。片選端CE‘由8031的高地址線控制。8155擴(kuò)展I/O口是可編程的并行I/O擴(kuò)展接口芯片，具有擴(kuò)展其它外圍功能電路的復(fù)合功能。在8031單片機(jī)中雖然有四個(gè)I/O口，但可供用戶(hù)使用的I/O四只有P1口和部分P3口。因此，在開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)中需要進(jìn)行I/O口的擴(kuò)展。所以利用8155擴(kuò)展I/O口，以便實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通過(guò)通用接口母線GPIB系統(tǒng)對(duì)顯示器、打印機(jī)、鍵盤(pán)和驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)等的控制。

　　8155的片選端CE’極其內(nèi)部RAM的選擇端IO/M‘由8031的高位址線控制。當(dāng)IO/M’=0時(shí)，選擇8155的I/O接口。本信號(hào)發(fā)生器通過(guò)GPIB、PS232接口可方便地接到自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中。

　　鎖存器74ls373應(yīng)用電路四：?jiǎn)纹瑱C(jī)接口電路

　　AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出也通過(guò)PO數(shù)據(jù)總線連至8051，由于我們只使用了8位數(shù)據(jù)口，12位數(shù)據(jù)分兩次讀進(jìn)8051，所以接地。當(dāng)8051的p3.0查詢(xún)到STS端轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)后，先將轉(zhuǎn)換后的12位A/D數(shù)據(jù)的高8位讀進(jìn)8051，然后再將低4位讀進(jìn)8051。

　　這里不管AD574A是處在啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換和輸出結(jié)果，使能端CE都必須為1 ，因此將8051的寫(xiě)控制線和讀控制線通過(guò)與非］74LS00與AD574A的使能端CE相連。