51单片机中如何按下按键时数码管正常显示而不闪烁，并且实现长按连续_百度知道
51单片机中如何按下按键时数码管正常显示而不闪烁，并且实现长按连续
51单片机中如何按下按键时数码管正常显示而不闪烁，并且实现长按连续加减功能？
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不要检测按键是否抬起即可,但为了防止连续加得太快，所以程序里还是要加延时，这样造成数码管显示闪烁，且这个延时和闪烁是一个矛盾if(key==0){delay_ms(20);//加大延时，连续加的速度降低，但数码管可能闪烁//如果减小延时，数码管不闪烁，但数字变化太快，人眼根本无法分辨if(key==0){num++；}}display(num)；当然也好可以将延时函数换成显示函数，即显示又延时，配合好的话可以两者兼顾f(key==0){display(num)；if(key==0){num++；}}display(num)；display(num)；
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数字电路及其应用2 数字电路及其应用(七)1999年电子报第22期 　　（5）数码显示电路和学习数字集成电路的方法。以下继续介绍数码显示框图18的电路组成。在上期连载（六）的图22，已示出了数码显示电路中的BCD－7段译码/驱动器和数码管LED的一种配套电路。从图22看出，数码管LED驱动器的输入端是BCD码信号。该信号可用CD4518——二/十进制同步加计数器的输出供给，如图23（a）所示。图23（b）中还示出了已介绍过的CD4543集成电路。在这里首先对初学者谈谈使用数字集成电路的方法，它与使用分立元件电路完全不同，使用前者时，应把握以下几点。　　1）学会查阅数字电路产品手册。从手册产品性能介绍中，查出数字电路的引脚功能。一般引脚功能分两大类，其一是输入与输出功能；其二是控制功能（包括被控和对外控制）。例如图23的（a）CD4518，该IC是一种同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}。该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；{11}脚～{14}脚）。此外还必须掌握其控制功能，否则无法工作。手册中给有控制功能的真值（又称功能表），即集成块的使用条件，如表2所示。从表2看出，CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端应接高电平“1”，若用时钟下降沿触发，信号由EN端输入，此时CP端应接低电平“0”，不仅如此，清零（又称复位）端Cr也应保持低电平“0”，只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，若不满足则IC不工作。计数时，其电路的输入输出状态如表3所示。值得注意，因表3输出是二/十进制的BCD码，所以输入端的记数脉冲到第十个时，电路自动复位0000状态（参看连载五）。另外，该CD4518无进位功能的引脚，但从表3看出，电路在第十个脉冲作用下，会自动复位，同时，第6脚或第{14}脚将输出下降沿的脉冲，利用该脉冲和EN端功能，就可作为计数的电路进位脉冲和进位功能端供多位数显用。由此可见充分利用真值表的特性，才能使用好数字电路。　　读者可以按照上述方法查出BCD－7段译码/驱动器的CD4543输入、输出真值表，从表中学会电路的使用方法。由于篇幅有限，这里没有列出它的真值表。图24是LED数码显示框图18的部分电路图，图中引脚连接完全根据真值表的要求连接的。　　在图24电路的CD4518中，因设定CP端为时钟（计数）输入，所以EN端10脚接电源正端（高电平）；清零端Cr{15}脚通过R1接地为零电平，电容C1是开机置Cr“1”电平清零用的。开机之后，C1不再起作用，由此可见，该IC的连接均符合表2的要求。只要从9脚输入计数脉冲，CD4518就输出BCD码。在CD4543中，LD（锁存控制）端1脚接电源正端（高电平），BI（消隐）端7脚、ph（L6CD用）6脚均接地电平，这些条件均符合CD4543真值表要求。　　由此可见，学习使用数字IC是以此真值表为依据的。 　　　　?湖北 王绍华 成都 遥约数字电路及其应用(八)1999年电子报第23期　　　（6）斯密特4－2输入与非门CD4093。斯密特与非门又称斯密特触发器。该器件既可以像普通“与非”门那样工作，也可以接成斯密特触发器来使用。在数码显示电路中将用它作脉冲整形电路。　　图25是CD4093（IC）的引脚图，从IC内部的逻辑符号和“与非”门的逻辑符号相比略有不同，增加了一个类似方框的图形，该图形正是代表斯密特触发器一个重要的滞后特性。当把CD4093两个输入端并接成非门时，它们的输入、输出特性如图26所示。其中图26的上部位置代表输入信号；图26的下部位置代表输出波形。从图中看出，当输入电压V1上升到VT＋电平时，触发器翻转，输出负跳变；过了一段时间输入电压回降到VT＋电平时，输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT－电平时，输出才翻转至高电平（正跳变），这种现象称它为滞后特性，VT＋—VT－=△VT。△VT称为斯密特触发器的滞后电压。△VT与IC的电源电压有关，当电源电压提高时，△VT略有增加，一般△VT值在3V左右。因斯密特触发器具有电压的滞后特性，常用它对脉冲波形整形，使波形的上升沿或下降沿变得陡直；还可以用它作电压幅度鉴别。在数字电路中它也是很常用的器件。　　图27是一种用开关K产生单脉冲的原理图。当按下按键开关K时，我们虽然感觉不到开关触点的抖动，但是因实际存在抖动而使K的输出端产生多个脉冲，为了消除开关的抖动，使用了图28的消除开关抖动的电路。图中注明了电路的组成和各点的输出波形。电路中R1是上拉电阻。R2是C1的泄放电阻，R3、C1为常数，决定C点波形的前沿和后沿状态。R4、D1和R5是斯密特触发电路输入、输出必需的延迟反馈元件。该电路是一种消除开关抖动的单脉冲发生器典型电路。　　（7）CD4060时钟脉冲发生器。CD4060（IC）是一种带有振荡器的14级分频器电路。用作振荡器时需外接R、C元件或石英晶体和电容器。如图29所示。有关CD4060的详细资料，本报已介绍过多次，这里不再重复。 　　　　　　　　 ?湖北 王绍华成都遥约数字电路及其应用(九)1999年电子报第24期　　　（8）数码显示中的时钟信号。图30是数码显示的完整电路图。该电路是取自工程上一种多点检测控制箱的部分电路。由图可知，数码显示不仅可用在计数上，更多的还是其它用途。在图30中，IC1是数码显示用的时钟信号发生器，IC2是人工检测（数码显示）的单脉冲发生器电路，IC3是计数器，IC4是BCD－7段译码器和LED的驱动器。　　CD4060（IC1）时钟信号发生器。数码显示用的时钟信号是由使用场合决定的，如工厂中产品自动计数是由光电传感器产生时钟信号，在这里是由脉冲发生器IC1产生的时钟信号。该发生器的脉冲周期T=2.2R2C1，设置为两秒钟，即LED计数显示每两秒钟变化读数一次。　　电路中，CD4093（IC2）和开关K3共同组成供自检用的单脉冲发生器。触动一次K3，IC2的1脚接地一次，便在R4端产生一个脉冲（负的），为了消除开关通断的抖动，再利用斯密特与非门IC2对1脚上的脉冲信号整形，然后由IC2的10脚输出整形后的单脉冲信号（具体工作原理见上期介绍）。将开关K2闭合，由人工不断触动K3，IC210脚输出的信号加到IC3的CP端9脚，结果LED就显示出K3的闭合次数（0～9），达到人工检测数显示电路是否正常工作的目的。若将IC1中的电阻R2用电位器（200k?）代换，即可调节LED的显示速度。图31是数码显示的面板图。其中K1、K2是互锁按键开关，K3是不带锁的按键开关。工作时，按下“循测”键则自动计数显示；检测时按下“人工”键，再触动K3，LED就随K3触动而显示。　　?湖北王绍华 成都 遥约数字电路及其应用（十）1999年电子报第25期　　　四、LED数码显示的应用　已介绍过的数码显示电路只需配上相应的器件，就可组成多路监示的报警装置。图32是取自工程上一种10路报警系统的原理框图。其中的LED数码显示电路具有两种功能，1.发出BCD码，供多路报警循测开关的接通信号。设定每个开关接通两秒钟，然后断开，20秒钟一个接通循环。2.LED显示0～9个数，用来指示各路报警传感器的位号，以便发出报警声时，用户可从LED上看出报警点的位置。以下分别介绍各框图的组成。有关LED数码显示电路已作过详细介绍，这里不再复述。　　1.CD4067模拟开关。数字电路中模拟开关是很有用的器件，用它来切换数字信号的传输是十分方便的。模拟开关的等效电路如图33所示。该图中0～n是开关的位，A代表开关的公共端刀，它等效一个单刀多位开关。各开关的切换是由BCD码作指令，BCD码的每四位二进制码可对应一个开关的接通，其余开关都断开。各开关都可双向传输信号，即各开关允许从n线到1线的信号传送（输入/输出）或1线到n线的分离（输出/输入），以及允许信号的并/串转换。开关所需的BCD码由外部电路产生，并称BCD码为外部地址输入信号。　　图34是一种集成模拟开关器件CD4067的引脚图。CD4067是单16路（单刀16位）模拟开关，各开关由外部输入二进制的地址码A、B、C、D来切换。其中脚10、{11}、{14}和{13}是地址码A、B、C、D的输入端；脚2～{11}和{16}～{23}是开关的输入/输出端（开关位）；脚1是开关的输出/输入公共端（开关刀）；脚{15}为控制端，低电平有效（选通），高电平禁止（开关开路）。CD4067的真值表如附表所示。4位二进制码A、B、C、D共有16种状态，所以可以控制16个开关的通断。从真值表上看出，CD4067的工作方式和图33介绍的完全相同，不过实际的IC多了一个控制端口{15}INH。这种模拟开关具有低的导通电阻和高的断开电阻，被传输的数字信号幅度为3V～15V。　　2.多路报警传感器和讯响器　这里各路设置的报警传感器依用户按要求设定，所以难以详细介绍，不过可以介绍其要求。不管设置何种传感器，如防盗的振动或断线传感器；防火的感烟传感器；家用或商用的燃气气敏传感器等，都要作数字化处理，即报警时，传感器的输出应输出高电平（≥12V），以保证传感器的报警信号可以远距离传送。如图35防盗的断线传感器，当A、B两点的布线一旦断开，A点就输出高电平（12V）的报警信号，再通过CD4067的输出到讯响器上。报警用的高响度讯响器，本报均有过介绍。　　本10路报警装置与CD4067有关的电路如图36所示。它可用于仓库、石油液化站，当然也可以用于多居室别墅的防盗系统，不同的场所使用不同种类的传感器。各传感器设在需要的地方，报警电路安装在一个箱内作为监测箱挂在室内（工程上称为中心控制室）。一旦出现报警声，从监测箱的LED显示中即可查到报警位置。值得注意，因CD4067的外部地址码是二/十进制的BCD码，所以控制的报警路数最多10路，余有6路空着不同。实际使用时，也可按需要设置报警路数，这种情况下，由LED数码显示电路产生的10路循测信号也无需更改，未用上的循测信号，作空位运行。 　　?湖北 王绍华 成都 遥约数字电路及其应用（十二）1999年电子报第27期　　　2.三态输出与非门和集成三态R－S锁存触发器。　　（1）三态输出与非门。又称三态门，它与一般的与非门不同，其输入、输出除了具有与非门的功能外，还可以出现第三种状态——高阻状态（或称禁止态）。三态门的逻辑符号如图41所示，当EN端接“0”（或“1”）电平时，三态门按照与非门逻辑工作；当EN端接“1”（或“0”）电平时，三态门截止，这时若从输出端看进去，它处于高阻状态，所以称EN端为控制端（又称使能端）。在计算机电路中，常把A、B端叫做数据输入端；还把EN端接“0”（或“1”）时叫三态门的工作状态——高阻状态。至于EN端该接“1”或“0”，才能使它成高阻状态？这由给定型号集成电路的真值表而定，读者无需硬记。　　在计算机（包括单片机）中，三态电路很有用处，用它可在一根导线上轮流（输入/输出）传送多个不同的数据信号或控制信号，如图42所示。通常把图中接受三个门的AB线叫做总线（又称母线）。若令EN1、EN2和EN3分时地接“0”（或“1”）电平时，则AB、CD、EF的三组数据就会轮流地按与非门关系送到总线AB上，达到用一根总线传输（输入/输出）三组信号目的。　　（2）三态R－S锁存触发器CD4044　　将三态输出的与非门接成R－S触发器，就构成了具有三态的锁存触发器，如集成电路CD4044。CD4044是16引脚的IC，内含4个三态R－S触发器，其引脚功能如图43所示。图中的EN端是各R－S触发器共同的三态控制端（“0”电平禁止）；S、R代表各自的R－S触发器的输入端，Q1～Q4代表各触发器的输出端，触发器的Q端均未引出。附表是CD4044的真值表。从表中看出它与上次连载中的R－S与非门触发器的真值表相比，除多了一个控制端EN外，均完全相同，只需把EN端接高电平，该IC就是含有四个R－S与非门触发器的集成电路。注意：用或非门也可以构成三态R－S锁存触发器，如集成电路CD4043。　　图44是用CD4044设计的报警器电路。AB线是用户设置的防盗线（用漆包线组成）。用该线把需防盗的区域围起来。图中绘出的R－S触发器是指CD4044内部电路的原理而非实际的完整电路。图中S1端通过电阻R2高电平（“1”），但由于AB线的短路使S1处于“0”电平，R1端通过电阻R1接“0”电平，EN端（三态）接高电平使CD4044按照R－S触发器的逻辑工作。电容器C是开机时，使R1端置“1”电平的，由CD4044的真值表可知，开机加电之后R－S触发器处于“1”态，Q1输出高电平，BG1管饱和导通，BG2管截止。一旦AB线被贼切断，S处于“1”电平，因R1处于“0”电平，结果R－S触发器置“0”态（参看真值表），BG1管截止，BG2导通，讯响器工作发出报警声。开关K是二次分布AB线的复位开关。由上述可见，分析电路时只需把握R－S触发器的特性和CD4044真值表，则图44的电路原理就一目了然。 ?成都 史为　数字电路及其应用（十三）1999年电子报第28期　　　3?T型触发器和定时器电路。　　将R－S触发器的引出端作适当的连接，可以构成T型触发器，如图45所示。T型触发器属于双稳态电路，可作分频器。电路中的T点称触发端（又称时钟端）。当T型触发器的电源接通时，A、B端中哪个为高电平或低电平，是随机性的。一旦在触发端T输入脉冲信号时，该脉冲通过电容器C1、C2加到R、S端，由上期的与非门R－S触发器的真值表可以看出，当输入脉冲是高电平时，电路保持原状态；当输入脉冲由高电平下跳到低电平瞬间，电路被触发改变原来的状态，其输入、输出的波形如图46所示。由波形图看出，输出端与输入端的脉冲波是一种二分频作用。实用中的T型触发器电路有多种形式，如有的T型触发器带有清零端，但它们的基本功能是相同的。　　在数字集成电路中，T型触发器用途很广，已介绍过的IC CD4060和CD4518产品，其内部的计数单元就是由多个T型触发器构成的串行计数器。因T型触发器有分频作用，所以可用它制作定时器。图47是一种由CD4060、CD4518、CD4069和BG管等组成的定时器电路，其定时时间可调，最长定时可达10小时以上。电路中的各集成电路功能都已作过详细介绍，这里不作复述。定时器工作原理如下：电路通电（＋12V），因电容器C3、C2不能瞬变，开机电源信号（高电平）对IC1、IC2清零，IC26脚输出低电平，经IC3反相成高电平，该高电平驱动继电器J工作，其触点J0闭合，提供定时开始信号。电源接通后IC14060开始振荡和内部分频（14级二分频），其振荡周期T=2.2(R2＋R3)C1，振荡周期由R3可调。振荡的脉冲信号经内部分频后由3脚Q14端输出脉冲信号加到IC2CD4518（单端输入、BCD码输出）的2脚时钟端EN（负跳变触发），该时钟信号由内部再分频从IC2的6脚Q4端输出高电平信号，该高电平经IC3－1反相后，一路信号使BG截止，继电器停止工作，J0断开定时结束；另一路信号经IC3－2反相成高电平加到IC2的1脚使CD4518停止工作（保持原状）。要第二次定时，先按动同步开关K，使IC1、IC2复位，又可开始定时。图48是CD4518输出各点波形图。　　关于定时时间的设定，可调节R3
数字电路及其应用3
数字电路及其应用（十四）1999年电子报第29期 　4?J－K型和D型触发器。J－K型和D型触发器，仍以R－S型触发器电路为主，再附加一些其它功能电路而构成，其具体电路也较复杂。不过，按照学习数字电路的方法，可不管它的内部结构，只注重其输入/输出关系。所以介绍J－K型和D型触发器时仍以它的真值表和用途为主。　　为了理解各种触发器的记忆功能，这里再介绍数据的锁存概念。已介绍过的组合逻辑电路，其特点是电路的输出信号仅仅与该时刻的输入信号有关，输入信号一旦撤除，输出信号也就消失。例如在十进制—二进制的编码电路中，当手动按下单脉冲的开关时，编码电路会产生对应的编码信号（可看成数据），一旦手离开开关时，输出端复原为原状态。若需要编码器的输出信号保留住（即存储），就需要再附加触发器电路，不仅如此，在计算机电路中，为了处理多个数据，均在给定的时间（即时钟信号）进行，这就要求各种触发器的输入端除了数据信号外，还有时钟输入信号（CP端）。时钟CP信号未到触发器的输入端时，输入端的控制信号（包括数据）均对触发器不起作用。J－K型触发器的逻辑符号和真值表见图49和附表，它有两个控制端J、K和一个时钟端CP。从附表中看出，J－K型触发器是在时钟脉冲的下降沿时，它才改变其输出状态（置“0”或置“1”态）。表中的Qn代表原状态，Qn代表与原状态相反的状态，Qn＋1代表时钟CP到达后的新状态。图50是J－K型触发器输入端的时钟信号与输出信号二分频关系时的波形。　　注意：本连载（十二）的图42中的总线AB改为MN，以便与输入端的A、B相区别。　　?成都 史为　　数字电路及其应用（十五）1999年电子报第30期　　D型触发器的逻辑电路符号如图51所示。附表a是它的真值表。图52是D型触发器电路组成的原理图，根据图52，读者很容易由上期连载附表的真值表过渡到附表a。由附表a看出，D型触发器相似于晶体三极管的射极输出器电路，即在时钟CP信号上升沿指挥下，D型触发器就能把D端的数据传输到输出端。输入端无CP信号时，D端信号对触发器不起作用。图53是用D型触发器组成的二分频电路，图54是二分频电路的输入时钟与输出Q的波形图。注意：各触发器一旦做成产品IC时，其输入端还增加有置“0”端或置“1”端。　　图55是集成电路CD4013的引脚图，其内部有两个D触发器，附表b是它的真值表。图56是某职业学校采用CD4060和双D触发器CD4013制作的教学实验——交通红、绿灯管理器部分原理电路图。在这里CD4013用作分频器，并在它的输出端Q和Q端外接红、绿色发光二极管。图56的IC2各引脚的连接完全符合附表b 的真值表要求。IC1是CD4060组成的振荡分频电路（已介绍过），调节R3使IC1的1脚输出脉冲周期为定值（如两分钟），再由IC2分频，结果红、绿发光管就按规定的时间各自循环点亮，达到实验目的。?成都 史为　数字电路及其应用(十六)1999年电子报第31期　　　六、计数器　　在数字电路中，计数器属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。计数器不仅仅用来记录脉冲的个数，还大量用作分频、程序控制及逻辑控制等，在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，计数器是用量最大、品种很多的产品。　　1?计数器IC的输出方式。计数器IC是一种单端输入、多端输出的记忆器件，它能记住有多少个时钟脉冲送到输入端、而在输出端又以不同的状态来表示，这就构成了不同的输出方式。这种不同的输出方式为用户提供了多种用途，给使用带来极大的方便。以下介绍计数器IC输出的几种常用方式。　　（1）单端输入十进制计数/7段译码输出。这种输出方式通常用于计数显示，它把输入脉冲数直接译成7段码供数码管显示0～9的数，如图57所示。图57中的IC是CD4033，从IC的时钟端CP1脚输入脉冲数，其输出端可直接带动LED数码管显示输入脉冲个数。该电路的显示也可用于荧光数码管，但应按荧光数码管的使用加接电源。　　（2）单端输入BCD码输出。图58是一种单端输入、BCD码输出的计数器电路。该电路可对外控制10路信号，具体用途请参看本连载（九）、（十）中的介绍。CD4518和CD4520是一对姊妹产品，CD4518是采用二/十进制的BCD，而CD4520则是二进制码，它们除了这点不同外，其余都完全相同。所以在图58中，若把CD4518换成CD4520时（管脚接法不变），则其输出为二进制码，共有16种状态，可对外控制16路信号。　　（3）单端输入/分配器输出。图59是IC CD4017的单端输入十进制计数、分配输出电路。计数状态由CD4017的十个译码输出端Y0～Y9显示。每个输出状态都与输入计数器的时钟脉冲的个数相对应。例如：若输入了6个脉冲，则输出端Y5应为高电平，其余输出端为低电平（条件：从零开始计数）。CD4017仍有两个时钟端CP和EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联方便。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区别是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0～Y7，每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD脚是空脚。有关CD4017的应用，各电子报刊均有过介绍。　　（4）多位二进制输出串行计数器。常用的IC有CD4024、CD4040和CD4060，它们分别是7、12和14位的串行计数/分配器。它们都具有相同的电路结构和功能，都是由T型触发器组成的二进制计数器。不同的是它们的位数不同。多位二进制计数器主要用于分频和定时，使用极其简单和方便。　　图60是以CD4024为代表的7位二进制串行计数器/分配器电路图，其特点是IC内部有7个计数级，每个计数级均有输出端子，即Q1～Q7。CD4024计数工作时，Q1是CP脉冲的二分频；Q2又是Q1输出的二分频……，所以有频率fQ7= fcp。CD4024也可扩展更多的分频。CD4024的真值表如上表所示，由表可知，清零端Cr加“1”电平时，各输出端都清零；电路正常工作条件是Cr加零电平，当CP脉冲下降沿时，CD4024作增量计数。 ?成都史为　数字电路及其应用（十七）1999年电子报第32期　　　2?计数器分类和应用。计数器产品种类多，为了便于学习，可根据计数器的种类来学习它，但不必死记，重要的是掌握它的特点和各类计数器的用途。附表1是CMOS计数器产品的常见分类表。　　图61是一种儿童玩具旋光盒电路。该盒外形如图62所示。盒面安装有20只发光二极管LED，它依序沿周边等距离排列，使用9V叠层电池供电，盒底有一电源开关，开关接通后，旋光盒面的LED依序发光产生旋光感觉。　　IC1是由CD4060构成的脉冲发生器，它产生可调的时钟信号供IC2 CD4017工作。CD4017是单端输入CP信号，十进制计数/分配输出，即IC1的振荡输出脉冲加在IC2的CP端{14}脚，使IC2输出端Y0～Y9的10个端子依次出现高电平，三极管BG1～BG10依次导通，发光管LED1～LED20也依次发亮。电路中的LED1、LED2直到LED19、LED20都是依次两两并联的，形成盒面的两路移动光点，产生旋转的光环感。IC2 CD4017的各引脚连接符合附表2的真值表。按附表2要求，当用时钟信号端CP输入时，则时钟端EN{13}脚和清零端Cr{15}脚均应接零电位，这时CD4017就能从CP输入信号，使Y0～Y9依次高电平输出。　　电路中可调电阻R3是调节发光管LED的旋光速度的。　　?成都 史为　数字电路及其应用(十八)1999年电子报第33期　　　3?四位二进制同步加计数器CD4520。CD4520是一种二进制同步加计数器。在CD4520的一个封装中有两组二进制计数器，其引脚功能如图63所示，真值表如附表1所示。　　学习数字电路重在引脚功能的用法，这里以图64的定时器电路说明CD4520的特点和用法。图64的电路是一种通过K1～K8的通断，实现编程定时。定时时间可从1分～255分钟。若改变振荡频率，另外级联CD4520，可使定时的最大值达几天或月以上。图中的IC1（CD4001）是一种键控的振荡器（见本连载之四的介绍——编者注），调节R2，可使振荡周期为1分钟（T=2.2R C1），要提高定时精度，IC1的振荡电路还可用CD4060带晶振的振荡器。IC3是一种八输入端的与非门/与门电路，这里的与非关系是指从IC3的{13}脚输出；与门关系是指从IC3的1脚输出，如图65所示。　　这里把IC2 CD4520内部的两组二进制计数器级联，即1Q4的输出作EN2的时钟脉冲（IC2的5、10脚相连），使IC2构成一种八位二进制计数器，可完成八级二分频的功能，如图64中IC2的2～5和{11}～{14}引脚的八个输出端。八个输出端的脉冲周期分别为2N（分），N代表1～8的变化，即周期分别为2、4、8……256（分）。定时编程时，把IC3的八输入端与IC2的八个输出端用小钮子开关K1～K8组合相连，只要接通某些开关，即可实现可变定时，例如设定时间为18分钟，则18=16＋2，将开关K2和K5接通，其余开关断开，就实现了定时目的。　　电路通电时，电源对IC2清零，IC3的{13}脚输出高电平，作为定时开始信号（后续执行电路从略），其1脚输出低电平，产生键控信号使IC1振荡，只要预先编程的定时值到达时，IC3的{13}脚输出低电平送出定时结束信号，1脚输出高电平IC1停振。若要改变定时，只需关断电源再编程，再将电路通电，二次定时又开始。读者可以检查CD4520的其它功能脚的连接是完全符合附表2的真值表。　　?成都 史为　数字电路及其应用（二十）1999年电子报第35期　　2?存储器的种类　从附表1看出存储器的种类较多，依不同的类型可用在不同的方面。（1）在单片机中常见有ROM和RAM、E2PROM或Flash E2PROM。因受芯片结构的限制，一般的存储容量都不大。（2）供专用的MCU和CPU芯片配套使用，作片外存储器，这类存储器容量可大、可小，在一定的范围内任意选择。（3）给存储器配上编程器（可自制、编程电路简单易作，下期详细介绍），可独立开发成电子小产品。由此可见存储器是数字电路中的重要器件。在单片机芯片内，常见的顺序存取存储器SRAM未列入表1中。附表2是常用部分存储器产品型号表，供读者参阅。?成都史为数字电路及其应用（二十二）1999年电子报第39期　　九、手动RAM(6116)编程器实验电路　　目前可编程的只读存储器(EPROM、E2PROM、标准闪速卡PCMCIA)其最大的优点是可根据需要随时编制固定程序(包括数据、表格)，并可在必要时擦除另编。现今存储器容量已可达1M×8、1M×16(并行位)的闪速电可擦存储器是10年前未料到的。这些大容量(有的称为海量)存储器均可选配相应的编程器，可见存储器产品的应用已十分广泛。　　这里介绍的随机读写存储器RAM6116(2k字节)的编程器，虽然与以上提到的海量存储器无法相比，但其基本功能和运作方式却大同小异，不过后者的编程是在PC机(均带软硬件)上进行的。　　电子爱好者通过学习手动RAM的编程方法，不仅可以进一步理解存储器的特性和工作原理，也为今后使用海量存储器的编程器产品打好基础。　　1?电路工作原理　如图69所示，其框图原理见图68(本连载二十一中)。该图中的IC1、IC2和IC3共同组成RAM6116的地址发生器，其中IC2CD4520对RAM6116地址作增量计数；IC3是单脉冲发生器，它与IC2配合工作产生RAM6116单步执行写入数据的地址；IC1是脉冲发生器，它与IC2配合产生RAM6116可变速度的读数据地址(电路原理可见本连载十八、十一、九)，IC4是RAM6116，它的地址端A0～A7与IC2的输出端相连，组成8位的256个可选地址；RAM6116地址A8～A10接地，对手动编程实验，为了简化编程电路，256个地址已足够使用了。K3～K10与其相关的元器件组成RAM6116写入电路的D0～D7数据发生器，各开关接通产生“1”信号；开关断开产生“0”信号。K11～K13、K2和K1是手动编程的控制开关。　　编程器电路的电源共两组，一组是＋12V供IC1～IC3的工作电源；另一组经7805输出＋5V供IC4的工作电源。IC2输出的地址信号均经电阻分压成5V(如R1、R9；R8、R16的分压器)的电平后注入到RAM6116的地址端。电路中的所有发光管LED均是用作对RAM6116编程时或读信号时的指示信号。LED亮代表指示的位信号为“1”信号(高电平)；LED灭为“0”信号，以保证检测实验的各个步骤是否合乎要求。为了使编程实验直观、成功，所以编程之前应把要求的数据列成表格以便写入数据到RAM6116中去
数字电路及其应用3
数字电路及其应用（十四）1999年电子报第29期 　4?J－K型和D型触发器。J－K型和D型触发器，仍以R－S型触发器电路为主，再附加一些其它功能电路而构成，其具体电路也较复杂。不过，按照学习数字电路的方法，可不管它的内部结构，只注重其输入/输出关系。所以介绍J－K型和D型触发器时仍以它的真值表和用途为主。　　为了理解各种触发器的记忆功能，这里再介绍数据的锁存概念。已介绍过的组合逻辑电路，其特点是电路的输出信号仅仅与该时刻的输入信号有关，输入信号一旦撤除，输出信号也就消失。例如在十进制—二进制的编码电路中，当手动按下单脉冲的开关时，编码电路会产生对应的编码信号（可看成数据），一旦手离开开关时，输出端复原为原状态。若需要编码器的输出信号保留住（即存储），就需要再附加触发器电路，不仅如此，在计算机电路中，为了处理多个数据，均在给定的时间（即时钟信号）进行，这就要求各种触发器的输入端除了数据信号外，还有时钟输入信号（CP端）。时钟CP信号未到触发器的输入端时，输入端的控制信号（包括数据）均对触发器不起作用。J－K型触发器的逻辑符号和真值表见图49和附表，它有两个控制端J、K和一个时钟端CP。从附表中看出，J－K型触发器是在时钟脉冲的下降沿时，它才改变其输出状态（置“0”或置“1”态）。表中的Qn代表原状态，Qn代表与原状态相反的状态，Qn＋1代表时钟CP到达后的新状态。图50是J－K型触发器输入端的时钟信号与输出信号二分频关系时的波形。　　注意：本连载（十二）的图42中的总线AB改为MN，以便与输入端的A、B相区别。　　?成都 史为　　数字电路及其应用（十五）1999年电子报第30期　　D型触发器的逻辑电路符号如图51所示。附表a是它的真值表。图52是D型触发器电路组成的原理图，根据图52，读者很容易由上期连载附表的真值表过渡到附表a。由附表a看出，D型触发器相似于晶体三极管的射极输出器电路，即在时钟CP信号上升沿指挥下，D型触发器就能把D端的数据传输到输出端。输入端无CP信号时，D端信号对触发器不起作用。图53是用D型触发器组成的二分频电路，图54是二分频电路的输入时钟与输出Q的波形图。注意：各触发器一旦做成产品IC时，其输入端还增加有置“0”端或置“1”端。　　图55是集成电路CD4013的引脚图，其内部有两个D触发器，附表b是它的真值表。图56是某职业学校采用CD4060和双D触发器CD4013制作的教学实验——交通红、绿灯管理器部分原理电路图。在这里CD4013用作分频器，并在它的输出端Q和Q端外接红、绿色发光二极管。图56的IC2各引脚的连接完全符合附表b 的真值表要求。IC1是CD4060组成的振荡分频电路（已介绍过），调节R3使IC1的1脚输出脉冲周期为定值（如两分钟），再由IC2分频，结果红、绿发光管就按规定的时间各自循环点亮，达到实验目的。?成都 史为　数字电路及其应用(十六)1999年电子报第31期　　　六、计数器　　在数字电路中，计数器属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。计数器不仅仅用来记录脉冲的个数，还大量用作分频、程序控制及逻辑控制等，在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，计数器是用量最大、品种很多的产品。　　1?计数器IC的输出方式。计数器IC是一种单端输入、多端输出的记忆器件，它能记住有多少个时钟脉冲送到输入端、而在输出端又以不同的状态来表示，这就构成了不同的输出方式。这种不同的输出方式为用户提供了多种用途，给使用带来极大的方便。以下介绍计数器IC输出的几种常用方式。　　（1）单端输入十进制计数/7段译码输出。这种输出方式通常用于计数显示，它把输入脉冲数直接译成7段码供数码管显示0～9的数，如图57所示。图57中的IC是CD4033，从IC的时钟端CP1脚输入脉冲数，其输出端可直接带动LED数码管显示输入脉冲个数。该电路的显示也可用于荧光数码管，但应按荧光数码管的使用加接电源。　　（2）单端输入BCD码输出。图58是一种单端输入、BCD码输出的计数器电路。该电路可对外控制10路信号，具体用途请参看本连载（九）、（十）中的介绍。CD4518和CD4520是一对姊妹产品，CD4518是采用二/十进制的BCD，而CD4520则是二进制码，它们除了这点不同外，其余都完全相同。所以在图58中，若把CD4518换成CD4520时（管脚接法不变），则其输出为二进制码，共有16种状态，可对外控制16路信号。　　（3）单端输入/分配器输出。图59是IC CD4017的单端输入十进制计数、分配输出电路。计数状态由CD4017的十个译码输出端Y0～Y9显示。每个输出状态都与输入计数器的时钟脉冲的个数相对应。例如：若输入了6个脉冲，则输出端Y5应为高电平，其余输出端为低电平（条件：从零开始计数）。CD4017仍有两个时钟端CP和EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联方便。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区别是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0～Y7，每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD脚是空脚。有关CD4017的应用，各电子报刊均有过介绍。　　（4）多位二进制输出串行计数器。常用的IC有CD4024、CD4040和CD4060，它们分别是7、12和14位的串行计数/分配器。它们都具有相同的电路结构和功能，都是由T型触发器组成的二进制计数器。不同的是它们的位数不同。多位二进制计数器主要用于分频和定时，使用极其简单和方便。　　图60是以CD4024为代表的7位二进制串行计数器/分配器电路图，其特点是IC内部有7个计数级，每个计数级均有输出端子，即Q1～Q7。CD4024计数工作时，Q1是CP脉冲的二分频；Q2又是Q1输出的二分频……，所以有频率fQ7= fcp。CD4024也可扩展更多的分频。CD4024的真值表如上表所示，由表可知，清零端Cr加“1”电平时，各输出端都清零；电路正常工作条件是Cr加零电平，当CP脉冲下降沿时，CD4024作增量计数。 ?成都史为　数字电路及其应用（十七）1999年电子报第32期　　　2?计数器分类和应用。计数器产品种类多，为了便于学习，可根据计数器的种类来学习它，但不必死记，重要的是掌握它的特点和各类计数器的用途。附表1是CMOS计数器产品的常见分类表。　　图61是一种儿童玩具旋光盒电路。该盒外形如图62所示。盒面安装有20只发光二极管LED，它依序沿周边等距离排列，使用9V叠层电池供电，盒底有一电源开关，开关接通后，旋光盒面的LED依序发光产生旋光感觉。　　IC1是由CD4060构成的脉冲发生器，它产生可调的时钟信号供IC2 CD4017工作。CD4017是单端输入CP信号，十进制计数/分配输出，即IC1的振荡输出脉冲加在IC2的CP端{14}脚，使IC2输出端Y0～Y9的10个端子依次出现高电平，三极管BG1～BG10依次导通，发光管LED1～LED20也依次发亮。电路中的LED1、LED2直到LED19、LED20都是依次两两并联的，形成盒面的两路移动光点，产生旋转的光环感。IC2 CD4017的各引脚连接符合附表2的真值表。按附表2要求，当用时钟信号端CP输入时，则时钟端EN{13}脚和清零端Cr{15}脚均应接零电位，这时CD4017就能从CP输入信号，使Y0～Y9依次高电平输出。　　电路中可调电阻R3是调节发光管LED的旋光速度的。　　?成都 史为　数字电路及其应用(十八)1999年电子报第33期　　　3?四位二进制同步加计数器CD4520。CD4520是一种二进制同步加计数器。在CD4520的一个封装中有两组二进制计数器，其引脚功能如图63所示，真值表如附表1所示。　　学习数字电路重在引脚功能的用法，这里以图64的定时器电路说明CD4520的特点和用法。图64的电路是一种通过K1～K8的通断，实现编程定时。定时时间可从1分～255分钟。若改变振荡频率，另外级联CD4520，可使定时的最大值达几天或月以上。图中的IC1（CD4001）是一种键控的振荡器（见本连载之四的介绍——编者注），调节R2，可使振荡周期为1分钟（T=2.2R C1），要提高定时精度，IC1的振荡电路还可用CD4060带晶振的振荡器。IC3是一种八输入端的与非门/与门电路，这里的与非关系是指从IC3的{13}脚输出；与门关系是指从IC3的1脚输出，如图65所示。　　这里把IC2 CD4520内部的两组二进制计数器级联，即1Q4的输出作EN2的时钟脉冲（IC2的5、10脚相连），使IC2构成一种八位二进制计数器，可完成八级二分频的功能，如图64中IC2的2～5和{11}～{14}引脚的八个输出端。八个输出端的脉冲周期分别为2N（分），N代表1～8的变化，即周期分别为2、4、8……256（分）。定时编程时，把IC3的八输入端与IC2的八个输出端用小钮子开关K1～K8组合相连，只要接通某些开关，即可实现可变定时，例如设定时间为18分钟，则18=16＋2，将开关K2和K5接通，其余开关断开，就实现了定时目的。　　电路通电时，电源对IC2清零，IC3的{13}脚输出高电平，作为定时开始信号（后续执行电路从略），其1脚输出低电平，产生键控信号使IC1振荡，只要预先编程的定时值到达时，IC3的{13}脚输出低电平送出定时结束信号，1脚输出高电平IC1停振。若要改变定时，只需关断电源再编程，再将电路通电，二次定时又开始。读者可以检查CD4520的其它功能脚的连接是完全符合附表2的真值表。　　?成都 史为　数字电路及其应用（二十）1999年电子报第35期　　2?存储器的种类　从附表1看出存储器的种类较多，依不同的类型可用在不同的方面。（1）在单片机中常见有ROM和RAM、E2PROM或Flash E2PROM。因受芯片结构的限制，一般的存储容量都不大。（2）供专用的MCU和CPU芯片配套使用，作片外存储器，这类存储器容量可大、可小，在一定的范围内任意选择。（3）给存储器配上编程器（可自制、编程电路简单易作，下期详细介绍），可独立开发成电子小产品。由此可见存储器是数字电路中的重要器件。在单片机芯片内，常见的顺序存取存储器SRAM未列入表1中。附表2是常用部分存储器产品型号表，供读者参阅。?成都史为数字电路及其应用（二十二）1999年电子报第39期　　九、手动RAM(6116)编程器实验电路　　目前可编程的只读存储器(EPROM、E2PROM、标准闪速卡PCMCIA)其最大的优点是可根据需要随时编制固定程序(包括数据、表格)，并可在必要时擦除另编。现今存储器容量已可达1M×8、1M×16(并行位)的闪速电可擦存储器是10年前未料到的。这些大容量(有的称为海量)存储器均可选配相应的编程器，可见存储器产品的应用已十分广泛。　　这里介绍的随机读写存储器RAM6116(2k字节)的编程器，虽然与以上提到的海量存储器无法相比，但其基本功能和运作方式却大同小异，不过后者的编程是在PC机(均带软硬件)上进行的。　　电子爱好者通过学习手动RAM的编程方法，不仅可以进一步理解存储器的特性和工作原理，也为今后使用海量存储器的编程器产品打好基础。　　1?电路工作原理　如图69所示，其框图原理见图68(本连载二十一中)。该图中的IC1、IC2和IC3共同组成RAM6116的地址发生器，其中IC2CD4520对RAM6116地址作增量计数；IC3是单脉冲发生器，它与IC2配合工作产生RAM6116单步执行写入数据的地址；IC1是脉冲发生器，它与IC2配合产生RAM6116可变速度的读数据地址(电路原理可见本连载十八、十一、九)，IC4是RAM6116，它的地址端A0～A7与IC2的输出端相连，组成8位的256个可选地址；RAM6116地址A8～A10接地，对手动编程实验，为了简化编程电路，256个地址已足够使用了。K3～K10与其相关的元器件组成RAM6116写入电路的D0～D7数据发生器，各开关接通产生“1”信号；开关断开产生“0”信号。K11～K13、K2和K1是手动编程的控制开关。　　编程器电路的电源共两组，一组是＋12V供IC1～IC3的工作电源；另一组经7805输出＋5V供IC4的工作电源。IC2输出的地址信号均经电阻分压成5V(如R1、R9；R8、R16的分压器)的电平后注入到RAM6116的地址端。电路中的所有发光管LED均是用作对RAM6116编程时或读信号时的指示信号。LED亮代表指示的位信号为“1”信号(高电平)；LED灭为“0”信号，以保证检测实验的各个步骤是否合乎要求。为了使编程实验直观、成功，所以编程之前应把要求的数据列成表格以便写入数据到RAM6116中去
数字电路及其应用3
数字电路及其应用（十四）1999年电子报第29期 　4?J－K型和D型触发器。J－K型和D型触发器，仍以R－S型触发器电路为主，再附加一些其它功能电路而构成，其具体电路也较复杂。不过，按照学习数字电路的方法，可不管它的内部结构，只注重其输入/输出关系。所以介绍J－K型和D型触发器时仍以它的真值表和用途为主。　　为了理解各种触发器的记忆功能，这里再介绍数据的锁存概念。已介绍过的组合逻辑电路，其特点是电路的输出信号仅仅与该时刻的输入信号有关，输入信号一旦撤除，输出信号也就消失。例如在十进制—二进制的编码电路中，当手动按下单脉冲的开关时，编码电路会产生对应的编码信号（可看成数据），一旦手离开开关时，输出端复原为原状态。若需要编码器的输出信号保留住（即存储），就需要再附加触发器电路，不仅如此，在计算机电路中，为了处理多个数据，均在给定的时间（即时钟信号）进行，这就要求各种触发器的输入端除了数据信号外，还有时钟输入信号（CP端）。时钟CP信号未到触发器的输入端时，输入端的控制信号（包括数据）均对触发器不起作用。J－K型触发器的逻辑符号和真值表见图49和附表，它有两个控制端J、K和一个时钟端CP。从附表中看出，J－K型触发器是在时钟脉冲的下降沿时，它才改变其输出状态（置“0”或置“1”态）。表中的Qn代表原状态，Qn代表与原状态相反的状态，Qn＋1代表时钟CP到达后的新状态。图50是J－K型触发器输入端的时钟信号与输出信号二分频关系时的波形。　　注意：本连载（十二）的图42中的总线AB改为MN，以便与输入端的A、B相区别。　　?成都 史为　　数字电路及其应用（十五）1999年电子报第30期　　D型触发器的逻辑电路符号如图51所示。附表a是它的真值表。图52是D型触发器电路组成的原理图，根据图52，读者很容易由上期连载附表的真值表过渡到附表a。由附表a看出，D型触发器相似于晶体三极管的射极输出器电路，即在时钟CP信号上升沿指挥下，D型触发器就能把D端的数据传输到输出端。输入端无CP信号时，D端信号对触发器不起作用。图53是用D型触发器组成的二分频电路，图54是二分频电路的输入时钟与输出Q的波形图。注意：各触发器一旦做成产品IC时，其输入端还增加有置“0”端或置“1”端。　　图55是集成电路CD4013的引脚图，其内部有两个D触发器，附表b是它的真值表。图56是某职业学校采用CD4060和双D触发器CD4013制作的教学实验——交通红、绿灯管理器部分原理电路图。在这里CD4013用作分频器，并在它的输出端Q和Q端外接红、绿色发光二极管。图56的IC2各引脚的连接完全符合附表b 的真值表要求。IC1是CD4060组成的振荡分频电路（已介绍过），调节R3使IC1的1脚输出脉冲周期为定值（如两分钟），再由IC2分频，结果红、绿发光管就按规定的时间各自循环点亮，达到实验目的。?成都 史为　数字电路及其应用(十六)1999年电子报第31期　　　六、计数器　　在数字电路中，计数器属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。计数器不仅仅用来记录脉冲的个数，还大量用作分频、程序控制及逻辑控制等，在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，计数器是用量最大、品种很多的产品。　　1?计数器IC的输出方式。计数器IC是一种单端输入、多端输出的记忆器件，它能记住有多少个时钟脉冲送到输入端、而在输出端又以不同的状态来表示，这就构成了不同的输出方式。这种不同的输出方式为用户提供了多种用途，给使用带来极大的方便。以下介绍计数器IC输出的几种常用方式。　　（1）单端输入十进制计数/7段译码输出。这种输出方式通常用于计数显示，它把输入脉冲数直接译成7段码供数码管显示0～9的数，如图57所示。图57中的IC是CD4033，从IC的时钟端CP1脚输入脉冲数，其输出端可直接带动LED数码管显示输入脉冲个数。该电路的显示也可用于荧光数码管，但应按荧光数码管的使用加接电源。　　（2）单端输入BCD码输出。图58是一种单端输入、BCD码输出的计数器电路。该电路可对外控制10路信号，具体用途请参看本连载（九）、（十）中的介绍。CD4518和CD4520是一对姊妹产品，CD4518是采用二/十进制的BCD，而CD4520则是二进制码，它们除了这点不同外，其余都完全相同。所以在图58中，若把CD4518换成CD4520时（管脚接法不变），则其输出为二进制码，共有16种状态，可对外控制16路信号。　　（3）单端输入/分配器输出。图59是IC CD4017的单端输入十进制计数、分配输出电路。计数状态由CD4017的十个译码输出端Y0～Y9显示。每个输出状态都与输入计数器的时钟脉冲的个数相对应。例如：若输入了6个脉冲，则输出端Y5应为高电平，其余输出端为低电平（条件：从零开始计数）。CD4017仍有两个时钟端CP和EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联方便。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区别是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0～Y7，每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD脚是空脚。有关CD4017的应用，各电子报刊均有过介绍。　　（4）多位二进制输出串行计数器。常用的IC有CD4024、CD4040和CD4060，它们分别是7、12和14位的串行计数/分配器。它们都具有相同的电路结构和功能，都是由T型触发器组成的二进制计数器。不同的是它们的位数不同。多位二进制计数器主要用于分频和定时，使用极其简单和方便。　　图60是以CD4024为代表的7位二进制串行计数器/分配器电路图，其特点是IC内部有7个计数级，每个计数级均有输出端子，即Q1～Q7。CD4024计数工作时，Q1是CP脉冲的二分频；Q2又是Q1输出的二分频……，所以有频率fQ7= fcp。CD4024也可扩展更多的分频。CD4024的真值表如上表所示，由表可知，清零端Cr加“1”电平时，各输出端都清零；电路正常工作条件是Cr加零电平，当CP脉冲下降沿时，CD4024作增量计数。 ?成都史为　数字电路及其应用（十七）1999年电子报第32期　　　2?计数器分类和应用。计数器产品种类多，为了便于学习，可根据计数器的种类来学习它，但不必死记，重要的是掌握它的特点和各类计数器的用途。附表1是CMOS计数器产品的常见分类表。　　图61是一种儿童玩具旋光盒电路。该盒外形如图62所示。盒面安装有20只发光二极管LED，它依序沿周边等距离排列，使用9V叠层电池供电，盒底有一电源开关，开关接通后，旋光盒面的LED依序发光产生旋光感觉。　　IC1是由CD4060构成的脉冲发生器，它产生可调的时钟信号供IC2 CD4017工作。CD4017是单端输入CP信号，十进制计数/分配输出，即IC1的振荡输出脉冲加在IC2的CP端{14}脚，使IC2输出端Y0～Y9的10个端子依次出现高电平，三极管BG1～BG10依次导通，发光管LED1～LED20也依次发亮。电路中的LED1、LED2直到LED19、LED20都是依次两两并联的，形成盒面的两路移动光点，产生旋转的光环感。IC2 CD4017的各引脚连接符合附表2的真值表。按附表2要求，当用时钟信号端CP输入时，则时钟端EN{13}脚和清零端Cr{15}脚均应接零电位，这时CD4017就能从CP输入信号，使Y0～Y9依次高电平输出。　　电路中可调电阻R3是调节发光管LED的旋光速度的。　　?成都 史为　数字电路及其应用(十八)1999年电子报第33期　　　3?四位二进制同步加计数器CD4520。CD4520是一种二进制同步加计数器。在CD4520的一个封装中有两组二进制计数器，其引脚功能如图63所示，真值表如附表1所示。　　学习数字电路重在引脚功能的用法，这里以图64的定时器电路说明CD4520的特点和用法。图64的电路是一种通过K1～K8的通断，实现编程定时。定时时间可从1分～255分钟。若改变振荡频率，另外级联CD4520，可使定时的最大值达几天或月以上。图中的IC1（CD4001）是一种键控的振荡器（见本连载之四的介绍——编者注），调节R2，可使振荡周期为1分钟（T=2.2R C1），要提高定时精度，IC1的振荡电路还可用CD4060带晶振的振荡器。IC3是一种八输入端的与非门/与门电路，这里的与非关系是指从IC3的{13}脚输出；与门关系是指从IC3的1脚输出，如图65所示。　　这里把IC2 CD4520内部的两组二进制计数器级联，即1Q4的输出作EN2的时钟脉冲（IC2的5、10脚相连），使IC2构成一种八位二进制计数器，可完成八级二分频的功能，如图64中IC2的2～5和{11}～{14}引脚的八个输出端。八个输出端的脉冲周期分别为2N（分），N代表1～8的变化，即周期分别为2、4、8……256（分）。定时编程时，把IC3的八输入端与IC2的八个输出端用小钮子开关K1～K8组合相连，只要接通某些开关，即可实现可变定时，例如设定时间为18分钟，则18=16＋2，将开关K2和K5接通，其余开关断开，就实现了定时目的。　　电路通电时，电源对IC2清零，IC3的{13}脚输出高电平，作为定时开始信号（后续执行电路从略），其1脚输出低电平，产生键控信号使IC1振荡，只要预先编程的定时值到达时，IC3的{13}脚输出低电平送出定时结束信号，1脚输出高电平IC1停振。若要改变定时，只需关断电源再编程，再将电路通电，二次定时又开始。读者可以检查CD4520的其它功能脚的连接是完全符合附表2的真值表。　　?成都 史为　数字电路及其应用（二十）1999年电子报第35期　　2?存储器的种类　从附表1看出存储器的种类较多，依不同的类型可用在不同的方面。（1）在单片机中常见有ROM和RAM、E2PROM或Flash E2PROM。因受芯片结构的限制，一般的存储容量都不大。（2）供专用的MCU和CPU芯片配套使用，作片外存储器，这类存储器容量可大、可小，在一定的范围内任意选择。（3）给存储器配上编程器（可自制、编程电路简单易作，下期详细介绍），可独立开发成电子小产品。由此可见存储器是数字电路中的重要器件。在单片机芯片内，常见的顺序存取存储器SRAM未列入表1中。附表2是常用部分存储器产品型号表，供读者参阅。?成都史为数字电路及其应用（二十二）1999年电子报第39期　　九、手动RAM(6116)编程器实验电路　　目前可编程的只读存储器(EPROM、E2PROM、标准闪速卡PCMCIA)其最大的优点是可根据需要随时编制固定程序(包括数据、表格)，并可在必要时擦除另编。现今存储器容量已可达1M×8、1M×16(并行位)的闪速电可擦存储器是10年前未料到的。这些大容量(有的称为海量)存储器均可选配相应的编程器，可见存储器产品的应用已十分广泛。　　这里介绍的随机读写存储器RAM6116(2k字节)的编程器，虽然与以上提到的海量存储器无法相比，但其基本功能和运作方式却大同小异，不过后者的编程是在PC机(均带软硬件)上进行的。　　电子爱好者通过学习手动RAM的编程方法，不仅可以进一步理解存储器的特性和工作原理，也为今后使用海量存储器的编程器产品打好基础。　　1?电路工作原理　如图69所示，其框图原理见图68(本连载二十一中)。该图中的IC1、IC2和IC3共同组成RAM6116的地址发生器，其中IC2CD4520对RAM6116地址作增量计数；IC3是单脉冲发生器，它与IC2配合工作产生RAM6116单步执行写入数据的地址；IC1是脉冲发生器，它与IC2配合产生RAM6116可变速度的读数据地址(电路原理可见本连载十八、十一、九)，IC4是RAM6116，它的地址端A0～A7与IC2的输出端相连，组成8位的256个可选地址；RAM6116地址A8～A10接地，对手动编程实验，为了简化编程电路，256个地址已足够使用了。K3～K10与其相关的元器件组成RAM6116写入电路的D0～D7数据发生器，各开关接通产生“1”信号；开关断开产生“0”信号。K11～K13、K2和K1是手动编程的控制开关。　　编程器电路的电源共两组，一组是＋12V供IC1～IC3的工作电源；另一组经7805输出＋5V供IC4的工作电源。IC2输出的地址信号均经电阻分压成5V(如R1、R9；R8、R16的分压器)的电平后注入到RAM6116的地址端。电路中的所有发光管LED均是用作对RAM6116编程时或读信号时的指示信号。LED亮代表指示的位信号为“1”信号(高电平)；LED灭为“0”信号，以保证检测实验的各个步骤是否合乎要求。为了使编程实验直观、成功，所以编程之前应把要求的数据列成表格以便写入数据到RAM6116中去
数字电路及其应用3
数字电路及其应用（十四）1999年电子报第29期 　4?J－K型和D型触发器。J－K型和D型触发器，仍以R－S型触发器电路为主，再附加一些其它功能电路而构成，其具体电路也较复杂。不过，按照学习数字电路的方法，可不管它的内部结构，只注重其输入/输出关系。所以介绍J－K型和D型触发器时仍以它的真值表和用途为主。　　为了理解各种触发器的记忆功能，这里再介绍数据的锁存概念。已介绍过的组合逻辑电路，其特点是电路的输出信号仅仅与该时刻的输入信号有关，输入信号一旦撤除，输出信号也就消失。例如在十进制—二进制的编码电路中，当手动按下单脉冲的开关时，编码电路会产生对应的编码信号（可看成数据），一旦手离开开关时，输出端复原为原状态。若需要编码器的输出信号保留住（即存储），就需要再附加触发器电路，不仅如此，在计算机电路中，为了处理多个数据，均在给定的时间（即时钟信号）进行，这就要求各种触发器的输入端除了数据信号外，还有时钟输入信号（CP端）。时钟CP信号未到触发器的输入端时，输入端的控制信号（包括数据）均对触发器不起作用。J－K型触发器的逻辑符号和真值表见图49和附表，它有两个控制端J、K和一个时钟端CP。从附表中看出，J－K型触发器是在时钟脉冲的下降沿时，它才改变其输出状态（置“0”或置“1”态）。表中的Qn代表原状态，Qn代表与原状态相反的状态，Qn＋1代表时钟CP到达后的新状态。图50是J－K型触发器输入端的时钟信号与输出信号二分频关系时的波形。　　注意：本连载（十二）的图42中的总线AB改为MN，以便与输入端的A、B相区别。　　?成都 史为　　数字电路及其应用（十五）1999年电子报第30期　　D型触发器的逻辑电路符号如图51所示。附表a是它的真值表。图52是D型触发器电路组成的原理图，根据图52，读者很容易由上期连载附表的真值表过渡到附表a。由附表a看出，D型触发器相似于晶体三极管的射极输出器电路，即在时钟CP信号上升沿指挥下，D型触发器就能把D端的数据传输到输出端。输入端无CP信号时，D端信号对触发器不起作用。图53是用D型触发器组成的二分频电路，图54是二分频电路的输入时钟与输出Q的波形图。注意：各触发器一旦做成产品IC时，其输入端还增加有置“0”端或置“1”端。　　图55是集成电路CD4013的引脚图，其内部有两个D触发器，附表b是它的真值表。图56是某职业学校采用CD4060和双D触发器CD4013制作的教学实验——交通红、绿灯管理器部分原理电路图。在这里CD4013用作分频器，并在它的输出端Q和Q端外接红、绿色发光二极管。图56的IC2各引脚的连接完全符合附表b 的真值表要求。IC1是CD4060组成的振荡分频电路（已介绍过），调节R3使IC1的1脚输出脉冲周期为定值（如两分钟），再由IC2分频，结果红、绿发光管就按规定的时间各自循环点亮，达到实验目的。?成都 史为　数字电路及其应用(十六)1999年电子报第31期　　　六、计数器　　在数字电路中，计数器属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。计数器不仅仅用来记录脉冲的个数，还大量用作分频、程序控制及逻辑控制等，在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，计数器是用量最大、品种很多的产品。　　1?计数器IC的输出方式。计数器IC是一种单端输入、多端输出的记忆器件，它能记住有多少个时钟脉冲送到输入端、而在输出端又以不同的状态来表示，这就构成了不同的输出方式。这种不同的输出方式为用户提供了多种用途，给使用带来极大的方便。以下介绍计数器IC输出的几种常用方式。　　（1）单端输入十进制计数/7段译码输出。这种输出方式通常用于计数显示，它把输入脉冲数直接译成7段码供数码管显示0～9的数，如图57所示。图57中的IC是CD4033，从IC的时钟端CP1脚输入脉冲数，其输出端可直接带动LED数码管显示输入脉冲个数。该电路的显示也可用于荧光数码管，但应按荧光数码管的使用加接电源。　　（2）单端输入BCD码输出。图58是一种单端输入、BCD码输出的计数器电路。该电路可对外控制10路信号，具体用途请参看本连载（九）、（十）中的介绍。CD4518和CD4520是一对姊妹产品，CD4518是采用二/十进制的BCD，而CD4520则是二进制码，它们除了这点不同外，其余都完全相同。所以在图58中，若把CD4518换成CD4520时（管脚接法不变），则其输出为二进制码，共有16种状态，可对外控制16路信号。　　（3）单端输入/分配器输出。图59是IC CD4017的单端输入十进制计数、分配输出电路。计数状态由CD4017的十个译码输出端Y0～Y9显示。每个输出状态都与输入计数器的时钟脉冲的个数相对应。例如：若输入了6个脉冲，则输出端Y5应为高电平，其余输出端为低电平（条件：从零开始计数）。CD4017仍有两个时钟端CP和EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联方便。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区别是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0～Y7，每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD脚是空脚。有关CD4017的应用，各电子报刊均有过介绍。　　（4）多位二进制输出串行计数器。常用的IC有CD4024、CD4040和CD4060，它们分别是7、12和14位的串行计数/分配器。它们都具有相同的电路结构和功能，都是由T型触发器组成的二进制计数器。不同的是它们的位数不同。多位二进制计数器主要用于分频和定时，使用极其简单和方便。　　图60是以CD4024为代表的7位二进制串行计数器/分配器电路图，其特点是IC内部有7个计数级，每个计数级均有输出端子，即Q1～Q7。CD4024计数工作时，Q1是CP脉冲的二分频；Q2又是Q1输出的二分频……，所以有频率fQ7= fcp。CD4024也可扩展更多的分频。CD4024的真值表如上表所示，由表可知，清零端Cr加“1”电平时，各输出端都清零；电路正常工作条件是Cr加零电平，当CP脉冲下降沿时，CD4024作增量计数。 ?成都史为　数字电路及其应用（十七）1999年电子报第32期　　　2?计数器分类和应用。计数器产品种类多，为了便于学习，可根据计数器的种类来学习它，但不必死记，重要的是掌握它的特点和各类计数器的用途。附表1是CMOS计数器产品的常见分类表。　　图61是一种儿童玩具旋光盒电路。该盒外形如图62所示。盒面安装有20只发光二极管LED，它依序沿周边等距离排列，使用9V叠层电池供电，盒底有一电源开关，开关接通后，旋光盒面的LED依序发光产生旋光感觉。　　IC1是由CD4060构成的脉冲发生器，它产生可调的时钟信号供IC2 CD4017工作。CD4017是单端输入CP信号，十进制计数/分配输出，即IC1的振荡输出脉冲加在IC2的CP端{14}脚，使IC2输出端Y0～Y9的10个端子依次出现高电平，三极管BG1～BG10依次导通，发光管LED1～LED20也依次发亮。电路中的LED1、LED2直到LED19、LED20都是依次两两并联的，形成盒面的两路移动光点，产生旋转的光环感。IC2 CD4017的各引脚连接符合附表2的真值表。按附表2要求，当用时钟信号端CP输入时，则时钟端EN{13}脚和清零端Cr{15}脚均应接零电位，这时CD4017就能从CP输入信号，使Y0～Y9依次高电平输出。　　电路中可调电阻R3是调节发光管LED的旋光速度的。　　?成都 史为　数字电路及其应用(十八)1999年电子报第33期　　　3?四位二进制同步加计数器CD4520。CD4520是一种二进制同步加计数器。在CD4520的一个封装中有两组二进制计数器，其引脚功能如图63所示，真值表如附表1所示。　　学习数字电路重在引脚功能的用法，这里以图64的定时器电路说明CD4520的特点和用法。图64的电路是一种通过K1～K8的通断，实现编程定时。定时时间可从1分～255分钟。若改变振荡频率，另外级联CD4520，可使定时的最大值达几天或月以上。图中的IC1（CD4001）是一种键控的振荡器（见本连载之四的介绍——编者注），调节R2，可使振荡周期为1分钟（T=2.2R C1），要提高定时精度，IC1的振荡电路还可用CD4060带晶振的振荡器。IC3是一种八输入端的与非门/与门电路，这里的与非关系是指从IC3的{13}脚输出；与门关系是指从IC3的1脚输出，如图65所示。　　这里把IC2 CD4520内部的两组二进制计数器级联，即1Q4的输出作EN2的时钟脉冲（IC2的5、10脚相连），使IC2构成一种八位二进制计数器，可完成八级二分频的功能，如图64中IC2的2～5和{11}～{14}引脚的八个输出端。八个输出端的脉冲周期分别为2N（分），N代表1～8的变化，即周期分别为2、4、8……256（分）。定时编程时，把IC3的八输入端与IC2的八个输出端用小钮子开关K1～K8组合相连，只要接通某些开关，即可实现可变定时，例如设定时间为18分钟，则18=16＋2，将开关K2和K5接通，其余开关断开，就实现了定时目的。　　电路通电时，电源对IC2清零，IC3的{13}脚输出高电平，作为定时开始信号（后续执行电路从略），其1脚输出低电平，产生键控信号使IC1振荡，只要预先编程的定时值到达时，IC3的{13}脚输出低电平送出定时结束信号，1脚输出高电平IC1停振。若要改变定时，只需关断电源再编程，再将电路通电，二次定时又开始。读者可以检查CD4520的其它功能脚的连接是完全符合附表2的真值表。　　?成都 史为　数字电路及其应用（二十）1999年电子报第35期　　2?存储器的种类　从附表1看出存储器的种类较多，依不同的类型可用在不同的方面。（1）在单片机中常见有ROM和RAM、E2PROM或Flash E2PROM。因受芯片结构的限制，一般的存储容量都不大。（2）供专用的MCU和CPU芯片配套使用，作片外存储器，这类存储器容量可大、可小，在一定的范围内任意选择。（3）给存储器配上编程器（可自制、编程电路简单易作，下期详细介绍），可独立开发成电子小产品。由此可见存储器是数字电路中的重要器件。在单片机芯片内，常见的顺序存取存储器SRAM未列入表1中。附表2是常用部分存储器产品型号表，供读者参阅。?成都史为数字电路及其应用（二十二）1999年电子报第39期　　九、手动RAM(6116)编程器实验电路　　目前可编程的只读存储器(EPROM、E2PROM、标准闪速卡PCMCIA)其最大的优点是可根据需要随时编制固定程序(包括数据、表格)，并可在必要时擦除另编。现今存储器容量已可达1M×8、1M×16(并行位)的闪速电可擦存储器是10年前未料到的。这些大容量(有的称为海量)存储器均可选配相应的编程器，可见存储器产品的应用已十分广泛。　　这里介绍的随机读写存储器RAM6116(2k字节)的编程器，虽然与以上提到的海量存储器无法相比，但其基本功能和运作方式却大同小异，不过后者的编程是在PC机(均带软硬件)上进行的。　　电子爱好者通过学习手动RAM的编程方法，不仅可以进一步理解存储器的特性和工作原理，也为今后使用海量存储器的编程器产品打好基础。　　1?电路工作原理　如图69所示，其框图原理见图68(本连载二十一中)。该图中的IC1、IC2和IC3共同组成RAM6116的地址发生器，其中IC2CD4520对RAM6116地址作增量计数；IC3是单脉冲发生器，它与IC2配合工作产生RAM6116单步执行写入数据的地址；IC1是脉冲发生器，它与IC2配合产生RAM6116可变速度的读数据地址(电路原理可见本连载十八、十一、九)，IC4是RAM6116，它的地址端A0～A7与IC2的输出端相连，组成8位的256个可选地址；RAM6116地址A8～A10接地，对手动编程实验，为了简化编程电路，256个地址已足够使用了。K3～K10与其相关的元器件组成RAM6116写入电路的D0～D7数据发生器，各开关接通产生“1”信号；开关断开产生“0”信号。K11～K13、K2和K1是手动编程的控制开关。　　编程器电路的电源共两组，一组是＋12V供IC1～IC3的工作电源；另一组经7805输出＋5V供IC4的工作电源。IC2输出的地址信号均经电阻分压成5V(如R1、R9；R8、R16的分压器)的电平后注入到RAM6116的地址端。电路中的所有发光管LED均是用作对RAM6116编程时或读信号时的指示信号。LED亮代表指示的位信号为“1”信号(高电平)；LED灭为“0”信号，以保证检测实验的各个步骤是否合乎要求。为了使编程实验直观、成功，所以编程之前应把要求的数据列成表格以便写入数据到RAM6116中去
数字电路及其应用3
数字电路及其应用（十四）1999年电子报第29期 　4?J－K型和D型触发器。J－K型和D型触发器，仍以R－S型触发器电路为主，再附加一些其它功能电路而构成，其具体电路也较复杂。不过，按照学习数字电路的方法，可不管它的内部结构，只注重其输入/输出关系。所以介绍J－K型和D型触发器时仍以它的真值表和用途为主。　　为了理解各种触发器的记忆功能，这里再介绍数据的锁存概念。已介绍过的组合逻辑电路，其特点是电路的输出信号仅仅与该时刻的输入信号有关，输入信号一旦撤除，输出信号也就消失。例如在十进制—二进制的编码电路中，当手动按下单脉冲的开关时，编码电路会产生对应的编码信号（可看成数据），一旦手离开开关时，输出端复原为原状态。若需要编码器的输出信号保留住（即存储），就需要再附加触发器电路，不仅如此，在计算机电路中，为了处理多个数据，均在给定的时间（即时钟信号）进行，这就要求各种触发器的输入端除了数据信号外，还有时钟输入信号（CP端）。时钟CP信号未到触发器的输入端时，输入端的控制信号（包括数据）均对触发器不起作用。J－K型触发器的逻辑符号和真值表见图49和附表，它有两个控制端J、K和一个时钟端CP。从附表中看出，J－K型触发器是在时钟脉冲的下降沿时，它才改变其输出状态（置“0”或置“1”态）。表中的Qn代表原状态，Qn代表与原状态相反的状态，Qn＋1代表时钟CP到达后的新状态。图50是J－K型触发器输入端的时钟信号与输出信号二分频关系时的波形。　　注意：本连载（十二）的图42中的总线AB改为MN，以便与输入端的A、B相区别。　　?成都 史为　　数字电路及其应用（十五）1999年电子报第30期　　D型触发器的逻辑电路符号如图51所示。附表a是它的真值表。图52是D型触发器电路组成的原理图，根据图52，读者很容易由上期连载附表的真值表过渡到附表a。由附表a看出，D型触发器相似于晶体三极管的射极输出器电路，即在时钟CP信号上升沿指挥下，D型触发器就能把D端的数据传输到输出端。输入端无CP信号时，D端信号对触发器不起作用。图53是用D型触发器组成的二分频电路，图54是二分频电路的输入时钟与输出Q的波形图。注意：各触发器一旦做成产品IC时，其输入端还增加有置“0”端或置“1”端。　　图55是集成电路CD4013的引脚图，其内部有两个D触发器，附表b是它的真值表。图56是某职业学校采用CD4060和双D触发器CD4013制作的教学实验——交通红、绿灯管理器部分原理电路图。在这里CD4013用作分频器，并在它的输出端Q和Q端外接红、绿色发光二极管。图56的IC2各引脚的连接完全符合附表b 的真值表要求。IC1是CD4060组成的振荡分频电路（已介绍过），调节R3使IC1的1脚输出脉冲周期为定值（如两分钟），再由IC2分频，结果红、绿发光管就按规定的时间各自循环点亮，达到实验目的。?成都 史为　数字电路及其应用(十六)1999年电子报第31期　　　六、计数器　　在数字电路中，计数器属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。计数器不仅仅用来记录脉冲的个数，还大量用作分频、程序控制及逻辑控制等，在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，计数器是用量最大、品种很多的产品。　　1?计数器IC的输出方式。计数器IC是一种单端输入、多端输出的记忆器件，它能记住有多少个时钟脉冲送到输入端、而在输出端又以不同的状态来表示，这就构成了不同的输出方式。这种不同的输出方式为用户提供了多种用途，给使用带来极大的方便。以下介绍计数器IC输出的几种常用方式。　　（1）单端输入十进制计数/7段译码输出。这种输出方式通常用于计数显示，它把输入脉冲数直接译成7段码供数码管显示0～9的数，如图57所示。图57中的IC是CD4033，从IC的时钟端CP1脚输入脉冲数，其输出端可直接带动LED数码管显示输入脉冲个数。该电路的显示也可用于荧光数码管，但应按荧光数码管的使用加接电源。　　（2）单端输入BCD码输出。图58是一种单端输入、BCD码输出的计数器电路。该电路可对外控制10路信号，具体用途请参看本连载（九）、（十）中的介绍。CD4518和CD4520是一对姊妹产品，CD4518是采用二/十进制的BCD，而CD4520则是二进制码，它们除了这点不同外，其余都完全相同。所以在图58中，若把CD4518换成CD4520时（管脚接法不变），则其输出为二进制码，共有16种状态，可对外控制16路信号。　　（3）单端输入/分配器输出。图59是IC CD4017的单端输入十进制计数、分配输出电路。计数状态由CD4017的十个译码输出端Y0～Y9显示。每个输出状态都与输入计数器的时钟脉冲的个数相对应。例如：若输入了6个脉冲，则输出端Y5应为高电平，其余输出端为低电平（条件：从零开始计数）。CD4017仍有两个时钟端CP和EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联方便。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区别是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0～Y7，每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD脚是空脚。有关CD4017的应用，各电子报刊均有过介绍。　　（4）多位二进制输出串行计数器。常用的IC有CD4024、CD4040和CD4060，它们分别是7、12和14位的串行计数/分配器。它们都具有相同的电路结构和功能，都是由T型触发器组成的二进制计数器。不同的是它们的位数不同。多位二进制计数器主要用于分频和定时，使用极其简单和方便。　　图60是以CD4024为代表的7位二进制串行计数器/分配器电路图，其特点是IC内部有7个计数级，每个计数级均有输出端子，即Q1～Q7。CD4024计数工作时，Q1是CP脉冲的二分频；Q2又是Q1输出的二分频……，所以有频率fQ7= fcp。CD4024也可扩展更多的分频。CD4024的真值表如上表所示，由表可知，清零端Cr加“1”电平时，各输出端都清零；电路正常工作条件是Cr加零电平，当CP脉冲下降沿时，CD4024作增量计数。 ?成都史为　数字电路及其应用（十七）1999年电子报第32期　　　2?计数器分类和应用。计数器产品种类多，为了便于学习，可根据计数器的种类来学习它，但不必死记，重要的是掌握它的特点和各类计数器的用途。附表1是CMOS计数器产品的常见分类表。　　图61是一种儿童玩具旋光盒电路。该盒外形如图62所示。盒面安装有20只发光二极管LED，它依序沿周边等距离排列，使用9V叠层电池供电，盒底有一电源开关，开关接通后，旋光盒面的LED依序发光产生旋光感觉。　　IC1是由CD4060构成的脉冲发生器，它产生可调的时钟信号供IC2 CD4017工作。CD4017是单端输入CP信号，十进制计数/分配输出，即IC1的振荡输出脉冲加在IC2的CP端{14}脚，使IC2输出端Y0～Y9的10个端子依次出现高电平，三极管BG1～BG10依次导通，发光管LED1～LED20也依次发亮。电路中的LED1、LED2直到LED19、LED20都是依次两两并联的，形成盒面的两路移动光点，产生旋转的光环感。IC2 CD4017的各引脚连接符合附表2的真值表。按附表2要求，当用时钟信号端CP输入时，则时钟端EN{13}脚和清零端Cr{15}脚均应接零电位，这时CD4017就能从CP输入信号，使Y0～Y9依次高电平输出。　　电路中可调电阻R3是调节发光管LED的旋光速度的。　　?成都 史为　数字电路及其应用(十八)1999年电子报第33期　　　3?四位二进制同步加计数器CD4520。CD4520是一种二进制同步加计数器。在CD4520的一个封装中有两组二进制计数器，其引脚功能如图63所示，真值表如附表1所示。　　学习数字电路重在引脚功能的用法，这里以图64的定时器电路说明CD4520的特点和用法。图64的电路是一种通过K1～K8的通断，实现编程定时。定时时间可从1分～255分钟。若改变振荡频率，另外级联CD4520，可使定时的最大值达几天或月以上。图中的IC1（CD4001）是一种键控的振荡器（见本连载之四的介绍——编者注），调节R2，可使振荡周期为1分钟（T=2.2R C1），要提高定时精度，IC1的振荡电路还可用CD4060带晶振的振荡器。IC3是一种八输入端的与非门/与门电路，这里的与非关系是指从IC3的{13}脚输出；与门关系是指从IC3的1脚输出，如图65所示。　　这里把IC2 CD4520内部的两组二进制计数器级联，即1Q4的输出作EN2的时钟脉冲（IC2的5、10脚相连），使IC2构成一种八位二进制计数器，可完成八级二分频的功能，如图64中IC2的2～5和{11}～{14}引脚的八个输出端。八个输出端的脉冲周期分别为2N（分），N代表1～8的变化，即周期分别为2、4、8……256（分）。定时编程时，把IC3的八输入端与IC2的八个输出端用小钮子开关K1～K8组合相连，只要接通某些开关，即可实现可变定时，例如设定时间为18分钟，则18=16＋2，将开关K2和K5接通，其余开关断开，就实现了定时目的。　　电路通电时，电源对IC2清零，IC3的{13}脚输出高电平，作为定时开始信号（后续执行电路从略），其1脚输出低电平，产生键控信号使IC1振荡，只要预先编程的定时值到达时，IC3的{13}脚输出低电平送出定时结束信号，1脚输出高电平IC1停振。若要改变定时，只需关断电源再编程，再将电路通电，二次定时又开始。读者可以检查CD4520的其它功能脚的连接是完全符合附表2的真值表。　　?成都 史为　数字电路及其应用（二十）1999年电子报第35期　　2?存储器的种类　从附表1看出存储器的种类较多，依不同的类型可用在不同的方面。（1）在单片机中常见有ROM和RAM、E2PROM或Flash E2PROM。因受芯片结构的限制，一般的存储容量都不大。（2）供专用的MCU和CPU芯片配套使用，作片外存储器，这类存储器容量可大、可小，在一定的范围内任意选择。（3）给存储器配上编程器（可自制、编程电路简单易作，下期详细介绍），可独立开发成电子小产品。由此可见存储器是数字电路中的重要器件。在单片机芯片内，常见的顺序存取存储器SRAM未列入表1中。附表2是常用部分存储器产品型号表，供读者参阅。?成都史为数字电路及其应用（二十二）1999年电子报第39期　　九、手动RAM(6116)编程器实验电路　　目前可编程的只读存储器(EPROM、E2PROM、标准闪速卡PCMCIA)其最大的优点是可根据需要随时编制固定程序(包括数据、表格)，并可在必要时擦除另编。现今存储器容量已可达1M×8、1M×16(并行位)的闪速电可擦存储器是10年前未料到的。这些大容量(有的称为海量)存储器均可选配相应的编程器，可见存储器产品的应用已十分广泛。　　这里介绍的随机读写存储器RAM6116(2k字节)的编程器，虽然与以上提到的海量存储器无法相比，但其基本功能和运作方式却大同小异，不过后者的编程是在PC机(均带软硬件)上进行的。　　电子爱好者通过学习手动RAM的编程方法，不仅可以进一步理解存储器的特性和工作原理，也为今后使用海量存储器的编程器产品打好基础。　　1?电路工作原理　如图69所示，其框图原理见图68(本连载二十一中)。该图中的IC1、IC2和IC3共同组成RAM6116的地址发生器，其中IC2CD4520对RAM6116地址作增量计数；IC3是单脉冲发生器，它与IC2配合工作产生RAM6116单步执行写入数据的地址；IC1是脉冲发生器，它与IC2配合产生RAM6116可变速度的读数据地址(电路原理可见本连载十八、十一、九)，IC4是RAM6116，它的地址端A0～A7与IC2的输出端相连，组成8位的256个可选地址；RAM6116地址A8～A10接地，对手动编程实验，为了简化编程电路，256个地址已足够使用了。K3～K10与其相关的元器件组成RAM6116写入电路的D0～D7数据发生器，各开关接通产生“1”信号；开关断开产生“0”信号。K11～K13、K2和K1是手动编程的控制开关。　　编程器电路的电源共两组，一组是＋12V供IC1～IC3的工作电源；另一组经7805输出＋5V供IC4的工作电源。IC2输出的地址信号均经电阻分压成5V(如R1、R9；R8、R16的分压器)的电平后注入到RAM6116的地址端。电路中的所有发光管LED均是用作对RAM6116编程时或读信号时的指示信号。LED亮代表指示的位信号为“1”信号(高电平)；LED灭为“0”信号，以保证检测实验的各个步骤是否合乎要求。为了使编程实验直观、成功，所以编程之前应把要求的数据列成表格以便写入数据到RAM6116中去
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