第5章 51单片机实现数字电路

1、第5章 51单片机实现数字电路 数字电路是广泛使用的电子器件，大量使用的数字器件系列是74HC、74LS的器件，这些器件的功能分为组合(zh)与时序电路，组合(zh)电路主要有非门、与门、与非门、或门、或非门、编码器、译码器、数据选择器、加法器、比较器等，而时序电路主要有寄存器、移位寄存器、二进制计数器、非二进制计数器以及复杂的时序电路等，由这些种类电路的组合(zh)可以构成各种各样的功能的电子模块或是装置。单片机就是数字电路组成的复杂电子系统，在软件的支持下可以实现各种数字电路的功能，但由于价格的原因，长期以来单片机只用于复杂数字系统的开发。随着电子技术快速发展，单片机价格不断下降，甚至降到

2、了与单片数字电路相近的价格，因此用单片机代替数字电路已经成为必然。共十七页用单片机代替(dit)数字电路的好处是：（1）使用的芯片少，一块单片机可以代替多片数字电路和多种数字电路。（2）可以在单片机焊接到电路板上还可以改变系统功能，因为单片机具有ISP功能，因此在单片机焊接在电路板上以后，仍然可以通过ISP编程改变单片机所实现数字电路的功能。 当前的单片机每条指令执行时间已经达到100ns以下，已经具有了代替数字电路的响应速度。在实际中，除了对采样速度有要求的测量仪器外，大量的工业控制装置对速度的要求并不高，有微秒级、甚至毫秒级的响应速度就能满足要求了，例如可编程控制器的响应速度就在毫秒级。共

3、十七页例5-1 非门 非门逻辑图如图所示。非门的C51源程序如下(rxi)：#include AT89X51.hvoid main ()while(1)P2_0=!P3_0; / P3_0引脚输入电平取非就是P2_0引脚的输出电平共十七页例5-3 或门或门逻辑图如图所示。或门的C51源程序如下(rxi)：#include AT89X51.hvoid main ()while(1) P2_0=(P3_0|P3_1);共十七页例5-2 与门与门逻辑图如图所示。与门的C51源程序如下(rxi)：#include AT89X51.hvoid main ()while(1) P2_0=(P3_0&P3_

4、1);共十七页图5-5 优先编码器逻辑图例5-5 8-3线优先编码器优先编码器逻辑图如图所示。采用优先编码的8输入编码器，输出(shch)3位，输入高电平有效，输出(shch)低电平有效。优先编码器的C51源程序如下： #include AT89X51.hvoid main ()while(1) if(P3_7=0)P2_2=0;P2_1=0;P2_0=0; /7if(P3_7=1)&(P3_6=0)P2_2=0;P2_1=0;P2_0=1; /6共十七页if(P3_7=1)&(P3_6=1)&(P3_5=0) P2_2=0;P2_1=1;P2_0=0; /5if(P3_7=1)&(P3_6=

5、1)&(P3_5=1)&(P3_4=0) P2_2=0;P2_1=1;P2_0=1; /4if(P3_7=1)&(P3_6=1)&(P3_5=1)&(P3_4=1)&(P3_3=0) P2_2=1;P2_1=0;P2_0=0; /3if(P3_7=1)&(P3_6=1)&(P3_5=1)&(P3_4=1)&(P3_3=1)&(P3_2=0) P2_2=1;P2_1=0;P2_0=1; /2if(P3_7=1)&(P3_6=1)&(P3_5=1)&(P3_4=1)&(P3_3=1)&(P3_2=1)&(P3_1=0)P2_2=1;P2_1=1;P2_0=0; /1if(P3_7=1)&(P3_6

6、=1)&(P3_5=1)&(P3_4=1)&(P3_3=1)&(P3_2=1)&(P3_1=1)&(P3_0=0)|(P3_0=1) P2_2=1;P2_1=1;P2_0=1; /0共十七页例5-6 3-8线译码器3-8译码器逻辑图如图所示。输出(shch)低电平有效（LED亮），输入低电平有效（按钮按下接地）。3-8译码器的C51源程序如下： 共十七页#include AT89X51.hvoid main () unsigned int n;while(1)n=(P3)&0 x07;switch(n) case 0:P2_0=0; break;case 1:P2_1=0; break;cas

7、e 2:P2_2=0; break;case 3:P2_3=0; break;case 4:P2_4=0; break;case 5:P2_5=0; break;case 6:P2_6=0; break;case 7:P2_7=0; break;default: P2=0 xff; break; P2=0 xff;共十七页例5-7 BCD-7段码译码器BCD-7段译码器逻辑图如图所示。由于是驱动共阳数码管，所以输出低电平有效(yuxio)。BCD-7段译码器的C51源程序如下：#include unsigned char code table=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0

8、 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90; 图5-7 BCD-7段译码器逻辑图unsigned int n; void main(void) while(1) n=(P3)&0 x0f;P0=tablen; 共十七页例5-9 10进制计数器10进制计数器逻辑图如图所示，其中(qzhng)P3_0引脚为计数脉冲输入，下降沿计数；P3_1为清除端，低电平有效；P2输出计数器的计数值，为保证按钮每次按下，只计数一个脉冲，程序中增加了消除按键抖动电路。源程序如下：#include AT89X51.hvoid main () static unsigned int n;uns

9、igned int m ; 共十七页while(1)if(P3_0=0) /如果按钮按下for(m=0;m9) /改变n的值，可以改变计数器的模n=0; while(!P3_0); if(P3_1=0)n=0;P2=n; /将n逐位取反后从P2口输出 /取反是因为发光管在低电平时亮。 共十七页例5-12 单稳态触发器图5-12 单稳态触发器逻辑框图单稳态触发器如图所示，当按钮P3_0按下后，连接在P2_0引脚上的LED点亮需要的一段时间。源程序如下： #includemain()unsigned int m; while(1) if(P3_0=0) /如果按钮按下 P2_0=0; /点亮LED

10、for(m=0;m30000;m+); /延迟一个单稳态需要的时间，就是指令(zhlng)执行的时间P2_0=1; / 熄灭LEDwhile( !P3_0) ; /等待按钮抬起for(m=0;m3000;m+); /防止按钮抬起时的抖动，需要延迟一段时间共十七页例5-13 实现组合逻辑电路组合逻辑电路具有如下逻辑表达式：该组合电路的逻辑框图(kungt)如图5-13所示，其中用P3_5引脚代表A，P3_6引脚代表B，P3_7引脚代表C，用P2_0引脚代表Y，则用51单片机实现该表达式的C51源程序如下：#includemain() bit a,b,c;while(1)a=P3_5;b=P3_6

11、;c=P3_7;P2_0=!a&!b&c|!a&b&!c|a&!b&!c|a&b&c; 共十七页例5-14 设计一个4人抢答逻辑电路，具体要求为：（1）每个参赛者控制一个按钮，用按下按钮发出抢答信号。（2）竞赛组织者有一个复位按钮，可将电路复位。（3）竞赛开始时，竞赛组织者首先复位电路，然后参赛者按下按钮，则对应的发光管亮，此后其他人再按下按钮对电路不起作用。（4）用数码管显示1、2、3、4，代表参赛者号码。抢答器如图5-14所示，其中参赛者使用(shyng)P3_4、P3_5、P3_6和P3_7四个引脚连接的4个按钮抢答；组织者用P3_2引脚连接的按钮复位电路，P2_4、P2_5、P2_6和

12、P2_7引脚连接的4个发光管指示抢答者。共十七页#includeunsigned char hex16=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xC6,0 xA1,0 x86,0 x8E; /数码管十六进制(sh li jn zh)译码表main()bit a,b,c,d,rst ,m;unsigned char kk =0; while(1)rst=P3_2; a=P3_4;b=P3_5;c=P3_6;d=P3_7;if(!rst) P2=0 xff;m=1; kk=0;if(!a&m) P2_4=0;m=0; kk=1;if(!b&m) P2_5=0;m=0;kk=2; if(!c&m) P2_6=0;m=0;kk=3;if(!d&m) P2_7=0;m=0;kk=4;P0=hexkk; /共十七页内容摘要第5章 51单片机实现数字电路。（1）使用的芯片少，一块单片机可以代替多片数字电路和多种数字电路。当前的单片机每条指令(zhlng)执行时间已经达到100ns以下，已经具有了代替数字电路的响应速度。#include AT8