基于89C51单片机的编码译码显示实验电路设计

　　0 引 言

　　在日常数字逻辑电路实验中编码译码显示实验电路是编码、译码、显示三个电路的综合运用， 在数字逻辑实验电路中具有重要的地位， 在实验的过程中， 时常会出现显示结果的抖动， 经研究出现这种现象主要原因是：编码电路的编码信号输入采用手工拨盘方式， 产生的编码输入信号往往不稳定; 另外， 电路控制性能较差，不能达到自动复位， 为此有必要对现有电路进行改进，在电路的设计上采用89C51 单片机为控制电路制作而成， 自动提供稳定编码输入信号， 显示结果稳定性和电路控制性能大大提升， 提高了教学实验质量。

　　1 编码译码显示实验电路的基本结构

　　编码译码显示电路的基本结构如图1 所示， 主要由控制电路、编码信号发生器、编码译码显示电路等组成，控制电路产生编码信号作为编码译码显示电路输入信号， 译码电路将编码信号转换成对应的七段数码显示信号， 送至LED 数码管显示。

图1 编码译码显示实验结构图。

　　2 系统硬件设计

　　控制系统和编码信号发生器采用89C51 单片机实现。89C51 性价比较高， 采用12 MHz 晶振， 其内部带有4 KB 的FLASH ROM， 无须外扩程序存储器。编码译码电路没有大量运算和暂存数据。89C51 内部的128 B片内RAM 已能满足要求， 无须外扩片外RAM。

　　系统硬件设计如图2 所示。

　　2. 1 编码信号发生器电路

　　编码信号由89C51 内部编程控制， 键盘输入 0~ 8从P0. 0~ P0. 7 口送给编码器74LS147， 9 从P2. 0 口送给编码器， 具体编码见表1。

　　表1 编码信号表

　　2. 2 键盘设计

　　键盘采用4×3 阵列结构设计， P1. 0~ P1. 3 为键盘扫描高4 位， P1. 4~ P1. 6 为低4 位。设计有 0 ~ 9 、Rst( 复位) 、S er( 顺序) 。列线通过电阻接正电源， 并将行线所接的单片机的I/ O 口作为输出端， 而列线所接的I/ O 口则作为输入。当按键没有按下时， 所有的输出端都是高电平， 代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下， 则输入线就会被拉低， 这样， 通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下。

　　2. 3 编码译码显示电路

　　编码译码显示电路主要由编码器( 74LS147) 、六反相器( 74AC04) 、译码器( 74LS247) 、七段LED 数码管组成。编码器74LS147 的1~ 5 脚， 10~ 13 脚为编码输入端， 低电平有效， 实验时可用接地作为低电平输入;14， 6， 7， 9 脚为编码输出( 反码) ; 16， 8 脚为电源正负极。

　　译码器74LS247 的6， 2， 1， 7 脚为译码输入( 高电平有效) ; 9~ 15 为译码输出; 8， 16 脚为电源正负极。六反相器( 74AC04) 主要是解决编码器74HC147 和译码器74LS247 信号匹配问题， 共有6 组输入与输出， 只取其中4 组。七段LED 数码管主要是显示译码器输出状态。