EPROM是一種常用的存儲(chǔ)器，在單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中一般用它作為程序存儲(chǔ)器。實(shí)際上它也是一種可編程邏輯器件(PLD)，除了可以用它實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)外，還可以用它實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的測量和控制。下面為兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

高精度數(shù)字直流電壓表

通常的數(shù)字式電壓表采用液晶顯示，顯示亮度不高，顯示的數(shù)字也不大。在此介紹采用A/D轉(zhuǎn)換器和EPROM為核心構(gòu)成的大型顯示LED數(shù)字式直流電壓表。適合于教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示及測控設(shè)備的儀表臺(tái)柜等的應(yīng)用場合。

電路組成電路如上圖所示。IC1是MAX174，IC2是EPROM27512，IC3～IC6是BCD碼七段顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器，IC7是雙時(shí)基集成電路556，IC8是斯密特觸發(fā)器CD4584。四個(gè)LED數(shù)字顯示器可以用集成的LED器件，也可以用LED，即用多個(gè)LED串聯(lián)組成一個(gè)數(shù)字筆段，七個(gè)筆段按數(shù)字顯示器的形狀安裝可以作成大型數(shù)字顯示器。滿足特殊的要求。MAX174將模擬輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為12位的數(shù)字信號(hào)，此數(shù)字信號(hào)以并行方式輸出成為EPROM的地址信號(hào)。IC7是556雙時(shí)基芯片，其中一組用于產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)脈沖(R/C)，此時(shí)，雙時(shí)基芯片的輸出①經(jīng)微分電路處理后再經(jīng)施密特觸發(fā)器(4584)整形成尖脈沖。此脈沖的頻率設(shè)置為2Hz左右即可。

EPROM中存儲(chǔ)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量所對應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)。每個(gè)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量均變換成四位的十進(jìn)制數(shù)，高兩位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于0×××H的地址中，低兩位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于1×××H的地址中(參見上表)。IC7產(chǎn)生頻率高于100Hz的近似方波脈沖輸出②，在脈沖②的高電平階段，EPROM的地址端A12、IC3、IC4的LE端均為低電平，此時(shí)，地址0×××H中的數(shù)據(jù)在高兩位LED中顯示；在脈沖②的低電平階段，EPROM的地址端A12為高電平，IC5、IC6的LE端為低電平，此時(shí)，地址1×××H中的數(shù)據(jù)在低兩位LED中顯示。這樣一來，四位數(shù)據(jù)分成兩組分別在IC7輸出脈沖②的一個(gè)周期內(nèi)分時(shí)顯示在LED上。當(dāng)高兩位LED顯示(其LE=0)時(shí)，低兩位LED則沒有顯示(暗)，因?yàn)槠銵E=1；反之，當(dāng)?shù)蛢晌籐ED顯示時(shí)，高兩位LED則沒有顯示(暗)。為了不使這種間斷的顯示產(chǎn)生閃爍的效果，應(yīng)使IC7的輸出脈沖②的頻率最低不低于人眼的視覺反應(yīng)頻率(約12Hz)。事實(shí)上此頻率完全可以設(shè)置為比12Hz更高，比如100～1000Hz均可。

存儲(chǔ)器編程 上圖中MAX174的輸入始終是0～+20V，由于采用12位輸出，則滿量程輸出的數(shù)字量是FFFH(=4095)。分辨率=20V/4096=4.88mV/lLSB。但由于顯示只取兩位小數(shù)，即顯示允許的分辨率是0.01V，所以EPROM中的數(shù)據(jù)只需精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。EPROM的數(shù)據(jù)如上表所列。

需要說明的是，由于數(shù)據(jù)量很大，編制數(shù)據(jù)并寫入EPROM時(shí)，最好另外編寫程序以完成此任務(wù)。

功能擴(kuò)展以上設(shè)計(jì)是0～+20V單量程電壓表。如果要擴(kuò)大量程，方法很簡單，只需在+20V模擬量輸入口加入一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)(一個(gè)雙聯(lián)雙擲開關(guān)，一組用作模擬量輸入切換，另一組用作第二位LED和第三位LED的小數(shù)點(diǎn)(DP)的切換)，即可增加另一路0～+200VDC的模擬量輸入。但要注意，+20Vin輸入端只允許不超過+20V的輸入，+200V輸入要加一個(gè)衰減，使其衰減為十分之一(即不超過+20V)。

當(dāng)模擬輸入為0～+20V時(shí)，點(diǎn)亮LED第三位小數(shù)點(diǎn)DP3，當(dāng)模擬輸入為0～+200V時(shí)，點(diǎn)亮LED第二位小數(shù)點(diǎn)DP2。這樣EPROM地址中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)均是0～+20V模擬量所對應(yīng)的數(shù)字量。無需設(shè)兩套數(shù)據(jù)。如果設(shè)置0～+10V量程測量(采用+l0Vin輸入端)，可以提高精度。分辨率將達(dá)到0.001V。但需另外編寫一段EPROM中的數(shù)據(jù)。如果要設(shè)計(jì)成更多的輸入量程，可以利用EPROM的高位地址端，如A13、A14來切換量程。將不同量程的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在不同的EPROM地址段內(nèi)。限于篇幅此處就不再詳述了。

彩燈控制器

為了能增添節(jié)日的喜慶氣氛，需要較大規(guī)模的彩燈。下面介紹一種用EPROM存儲(chǔ)器來控制彩燈的電路。

八路彩燈控制電路電路如上圖所示，時(shí)鐘發(fā)生器為脈動(dòng)計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘信號(hào)CP。時(shí)鐘發(fā)生器可用555時(shí)基電路。脈動(dòng)計(jì)數(shù)器可用12級脈動(dòng)計(jì)數(shù)器電路4040，如CD4040B。計(jì)數(shù)器的輸出Ql～Q8接入EPROM存儲(chǔ)器的地址信號(hào)端A0～A7，EPROM可采用27系列，如27512。EPROM其余的地址端(A8～A15)接DIP開關(guān)，用此DIP開關(guān)可以設(shè)置多種點(diǎn)亮彩燈方式。EPROM的片選端CS和數(shù)據(jù)輸出選通端OE均接地。

EPROM的8路輸出分別經(jīng)放大后連接8路彩燈。每路彩燈可以不只一個(gè)，通過串并聯(lián)可組合成多個(gè)的集合。如果是220VAC的彩燈，EPROM的輸出需作進(jìn)一步處理，如放大后再連接繼電器或可控硅器件。

脈動(dòng)計(jì)數(shù)器的輸出是按0000H→0001H→0002H的自然二進(jìn)制數(shù)順序變化的。變化的快慢由時(shí)鐘CP的頻率控制，一般說，此頻率應(yīng)為一個(gè)較低值，具體要根據(jù)實(shí)際要求用"頻率調(diào)節(jié)"鈕調(diào)整。

EPROM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對應(yīng)著彩燈的工作情況，可以約定，如位值=0時(shí)表示其對應(yīng)的那路彩燈滅，位值=1時(shí)表示其對應(yīng)的那路彩燈亮。圖2電路中，地址××00H中的數(shù)據(jù)若設(shè)定為OOH，則當(dāng)按下復(fù)位開關(guān)時(shí)(產(chǎn)生的地址為××00H)，對應(yīng)的輸出為00H，所有的彩燈滅。

如上圖所示的連接，EPROM采用27512時(shí)，總共64KB的存儲(chǔ)器空間被分為256個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間有2的8次方=256B的容量。每個(gè)區(qū)間存放一個(gè)彩燈程序，總共可存放256個(gè)程序，即可以預(yù)設(shè)256種不同的彩燈點(diǎn)亮方式。假定脈沖頻率是1Hz，則每個(gè)程序可播放2的8次方=256秒，約4分鐘。一個(gè)彩燈程序播完又會(huì)從頭開始播放(因?yàn)槊}動(dòng)計(jì)數(shù)器在脈沖的激勵(lì)下按自然二迸制數(shù)加計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)滿××FFH后又回到××OOH繼續(xù))。要改換彩燈點(diǎn)亮方式只需更改DIP開關(guān)的設(shè)置即可。

如果不需要256個(gè)這么多的彩燈點(diǎn)亮方式，只需將EPROM高位的地址端接地即可。比如說只需16個(gè)彩燈點(diǎn)亮方式，可將27512EPROM的A8～All接DIP開關(guān)，并將A12～A15接地。

多路擴(kuò)展如果需要多于8路的彩燈控制，可以采用如圖3所示的控制方法。這是一個(gè)64路輸出的彩燈控制電路。當(dāng)然，多于或少于64路的彩燈控制電路也可參照該方法處理。

上圖中，EPROM的輸出接八片8D數(shù)據(jù)鎖存器芯片74HC373。它們的數(shù)據(jù)鎖存允許端G(共八個(gè))分別由3/8線譯碼器芯片74HC138的八路輸出(并經(jīng)反相器74HC04芯片反相后)進(jìn)行控制。74HC138的地址輸入端A0～A2分別接分頻器4040芯片的輸出Ql～Q3。EPROM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘CP的作用下，依次輸出到數(shù)據(jù)鎖存器373的輸入端D0～D7，并被鎖存在對應(yīng)選通的74HC373芯片中。

當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，EPROM的輸入地址是OOH，所有的74HC373芯片的OC端為低電平，全部64路輸出均為0，無彩燈亮。

在復(fù)位后的第1個(gè)時(shí)鐘周期，4040輸出00000000，即Q3Q2Ql=000，也即74HC138的地址輸入為000，此時(shí)YO的反被選通。即IC7被選通。EPROM中地址××00H的數(shù)據(jù)被鎖存到IC7。在第2個(gè)時(shí)鐘周期，4040輸出00000001，即Q3Q2Ql=001，也即74HC138的地址輸入為001，此時(shí)可被選通。即IC8被選通。EPROM中地址××01H的數(shù)據(jù)被鎖存到IC8。……，在笫8個(gè)時(shí)鐘周期，4040輸出00000111，即Q3Q2Q1=111，也即74HC138的地址輸入為111，此時(shí)Y7的反被選通。即IC14被選通。EPROM中地址××07H的數(shù)據(jù)被鎖存到IC14。在第9個(gè)時(shí)鐘周期，4040輸出00001000，即Q3Q2Ql=000，也即74HC138的地址輸入為000，此時(shí)YO的反被選通。即IC7被逸通。EPROM中地址XX08H的數(shù)據(jù)被鎖存到IC7。……。

可以看出，每8個(gè)時(shí)鐘周期就可以將EPROM中連續(xù)8個(gè)地址單元的數(shù)據(jù)以位(BIT)的方式送至64個(gè)彩燈控制端。(注：這8個(gè)連續(xù)地址單元應(yīng)是×××0～×××7H或×××8～×××FH，并且在這8個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，未被選中的彩燈控制端的數(shù)據(jù)是保持的。)

如果在EPROM中存儲(chǔ)如下數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)"逐次點(diǎn)亮1N64#彩燈"：(假定此點(diǎn)亮方式的控制DIP開關(guān)均接地，即高位地址輸入均為0)地址OOOOH中存儲(chǔ)01H，0001～0007H中均存儲(chǔ)00H；地址0008H中存儲(chǔ)02H，0009～000FH中均存儲(chǔ)OOH；地址0010H中存儲(chǔ)04H，0011～0017H中均存儲(chǔ)00H；……；地址OIF8H中存儲(chǔ)80H，01F9～1FFH中均存儲(chǔ)OOH。上列地址單元共有512個(gè)，用手工方式寫入將十分繁瑣。如果以編程方式產(chǎn)生各地址單元待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并寫入E-PROM將使其輕松許多。

總結(jié)

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