視頻矩陣切換裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告

題目：視頻矩陣切換器

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名：日期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日

注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂

指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過(guò)程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力□優(yōu)□良□中□及格□不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□優(yōu)□良□中□及格□不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績(jī)：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日

評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績(jī)：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）評(píng)閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGEPAGE39教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過(guò)程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài)□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格評(píng)定成績(jī)：□優(yōu)□良□中□及格□不及格教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）：（簽名）年月日教學(xué)系意見(jiàn)：系主任：（簽名）年月日

目錄摘要、關(guān)鍵字……………..1引言………..2硬件部分…………………..7MAX4358……………...8MAX202………………158032AH………………..17外部地址鎖存器74LS373……………2127256…………………..222816A………………….2462256…………………..27HD61202………………30軟件部分…………………..35結(jié)束語(yǔ)……………………..37參考文獻(xiàn)…………………..371、MAX4358隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，視頻矩陣系統(tǒng)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。目前，視頻矩陣系統(tǒng)正朝著大容量，多功能，可聯(lián)網(wǎng)等方面發(fā)展。絕大多數(shù)的視頻矩陣系統(tǒng)是采用MITEL公司的MT8816矩陣切換芯片或MAXIM公司的MAX456矩陣切換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻切換。MT8816的容量為16*8，而MAX456的容量為8*8。顯然，用它們來(lái)設(shè)計(jì)容量不大的視頻矩陣系統(tǒng)是比較理想的，但如果用來(lái)設(shè)計(jì)大容量視頻矩陣系統(tǒng)，則會(huì)因?yàn)樗玫木仃嚽袚Q芯片的不斷增多，而導(dǎo)致越來(lái)越多的硬件和軟件設(shè)計(jì)。如設(shè)計(jì)容量為256*32的視頻矩陣系統(tǒng)，則需要64片MT8816或128片MAX456，要使這么多矩陣切換芯片協(xié)調(diào)一致的工作，而且串?dāng)_失真等指標(biāo)又要符合要求，這無(wú)疑將對(duì)硬件及軟件提出更高的要求。最近MAXIM公司推出的容量為32*16的矩陣切換芯片——MAX4358簡(jiǎn)化了這些問(wèn)題。如用它來(lái)設(shè)計(jì)256*32視頻矩陣系統(tǒng)，只需16片即可。這樣，無(wú)論是硬件還是軟件均比用MT8816或MAX456要簡(jiǎn)單得多。下面就介紹一下4358及其應(yīng)用。圖5MAX4358管腳圖MAX4358的功能特性及引腳MAX4358的輸入，輸出均帶緩沖放大，工作電壓可選擇正負(fù)3V，正負(fù)5V或正5V。它既可對(duì)16個(gè)輸出一起編程，也可對(duì)某個(gè)輸出單獨(dú)編程。輸出緩沖器的增益可編程設(shè)定為AV=+1V/V或+2V/V，當(dāng)某個(gè)輸出端設(shè)定為禁止輸出時(shí)，其對(duì)外呈現(xiàn)高阻態(tài)，因而多片MAX4358的輸出端,可直接用導(dǎo)線并接。MAX4358的最小串?dāng)_為-62dB,6MHz時(shí)的隔離度為-110dB,微分增益為0.05%，微分相位為0.1度，功率消耗為195mW,工作溫度范圍為-40℃—+85℃，它可直接驅(qū)動(dòng)75Ω視頻負(fù)載。當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位后，所有的輸出均初始化成禁止?fàn)顟B(tài)，這樣可以避免大容量系統(tǒng)中MAX4358的輸出互相干擾問(wèn)題。另外，該芯片還具有在屏顯示（OSD）插入功能，并可在視頻信號(hào)上疊加其它模擬信號(hào)（如字符信號(hào)等）。MAX4358采用TQFP—144腳封裝形式。表1所列是其各引腳的功能說(shuō)明。工作原理模擬輸入和輸出MAX4358提供有32個(gè)模擬輸入，所有的輸入信號(hào)在到達(dá)矩陣交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)之前均經(jīng)過(guò)緩沖放大，該緩沖放大器是一個(gè)輸入阻抗高、輸入偏置電流小的電壓負(fù)反饋放大器，任意輸入均可連接到16路輸出的任一輸出。MAX4358的輸出是一個(gè)能直接驅(qū)動(dòng)75Ω終端的高速放大器，可通過(guò)串行控制字的第5位來(lái)選擇放大器的增益（Av=+1v/v或+2v/v）。而通過(guò)串行控制字的第6位可將輸出端設(shè)定為允許或禁止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)輸出端設(shè)為禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，對(duì)外呈現(xiàn)高阻態(tài)，并允許多個(gè)MAX4358級(jí)聯(lián)在一起組成大容量的矩陣系統(tǒng)。在系統(tǒng)上電復(fù)位后，所有的輸出均設(shè)定為禁止?fàn)顟B(tài)，以防止各片之間的輸出互相干擾。OSDFILL和OSDKEY輸出MAX4358有在屏顯示（On-ScreenDisplay）插入功能。能通過(guò)對(duì)OSDKEY的控制，16路OSDFILL模擬信號(hào)通過(guò)緩沖放大后可疊加到對(duì)應(yīng)某一路的輸出信號(hào)上，利用此功能可在視頻信號(hào)上疊加字符信息。數(shù)字接口MAX4358的數(shù)字接口包括以下引腳：DIN、DOUT、SCLK、AOUT、UPDATE、CE、A3-A0、MODE和RESET。其中DIN為串行數(shù)據(jù)輸入腳，DOUT為串行數(shù)據(jù)輸出腳，SCLK為時(shí)鐘輸入腳，在SCLK的下降沿，DIN數(shù)據(jù)輸入至內(nèi)部的寄存器，而在UPDATE的下降沿，MAX4358將鎖存所輸入的數(shù)據(jù)并對(duì)矩陣開(kāi)關(guān)進(jìn)行編程，CE為片選端，為低電平有效。MODE為編程模式選擇腳，高電平時(shí)，選擇模式1編程模式，低電平時(shí)，選擇模式0編程模式。A3-A0為芯片地址輸入腳。對(duì)于模式0來(lái)說(shuō)，在大容量矩陣系統(tǒng)中，每片MAX4358必須有一個(gè)特定地址。而在模式1中，則無(wú)需芯片地址A3-A0。RESET為復(fù)位腳，低電平有效。當(dāng)該腳為低電平時(shí)所有的模擬輸出緩沖都為高阻態(tài)。當(dāng)芯片復(fù)位完成后，輸出仍然保持高阻態(tài)，并可通過(guò)輸入控制命令將輸出緩沖變?yōu)樵试S狀態(tài)。兩種編程模式模式0當(dāng)MODE引腳為低電平時(shí)，為模式0編程模式。此時(shí)，可對(duì)單個(gè)輸出通道進(jìn)行單獨(dú)編程，編程數(shù)據(jù)包含16位。各位的含義如下：4位：輸入通道選擇，可選擇32個(gè)輸入通道中的任意一個(gè)。5位：輸出緩沖器增益選擇。該位為0時(shí)，Av=1v/v；該位為1時(shí)Av=2v/v6位：輸出使能控制，該位為0時(shí)，禁止輸出；為1時(shí)，允許輸出。7-10位：輸出通道選擇。11-14位：芯片地址，在大容量矩陣系統(tǒng)中，每一片MAX4358均有一個(gè)地址。15位：無(wú)關(guān)項(xiàng)。編程數(shù)據(jù)串行輸入時(shí)，應(yīng)特別注意高位在前、低位在后。模式1當(dāng)MODE引腳為高電平時(shí)，即為模式1。此時(shí)可以一次性對(duì)16個(gè)輸出通道進(jìn)行編程，編程數(shù)據(jù)包含112位，每個(gè)輸出通道占7位。各位的含義如下：0-4：輸出通道選擇，含義同模式0。5位：輸出緩沖器增益選擇，含義同模式0。6位：輸出使能控制，含義同模式0。數(shù)據(jù)串行輸入時(shí)，第15個(gè)輸出通道的數(shù)據(jù)先輸入，然后是第14個(gè)輸出通道……，最后是第0個(gè)輸出通道的數(shù)據(jù)，且高位在前，低位在后。引腳號(hào)名稱功能1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23，25，27，29，31，33，35，37，39，41，43，45，127，129，131，133，135，137，139，141，143IN0-IN31模擬輸入2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，34，72，73，107，108，109，126，128，130，132，134，136，138，140，142AGND模擬地38，40，42，44A3-A0芯片地址編程輸入腳，在模擬0時(shí)，可將其與DGND或VDD相連以決定芯片地址36，74，78，82，86，90，94，98，102，106Vcc模擬正電源輸入腳，各引腳接0.1μF電容旁路到地，其中一個(gè)引腳接10μF電容旁路到地46DGND數(shù)字地47AOUT地址確認(rèn)輸出，芯片地址被成功確認(rèn)后，該腳輸出低電平48MODE串行接口模式選擇，該腳為低時(shí)選模式0，該腳為高時(shí)選模式149DIN串行數(shù)據(jù)輸入，SCLK的下降沿串行輸入數(shù)據(jù)50SCLK串行時(shí)鐘輸入51UPDATE刷新輸入，該腳為低電平時(shí)，將模式寄存器中的數(shù)據(jù)傳送給矩陣開(kāi)關(guān)52RESET異步復(fù)位輸入，該腳為低時(shí)復(fù)位該芯片，所有的模擬輸出均被禁止53CE芯片使能輸入，低電平時(shí)允許串行數(shù)據(jù)輸入54DOUT串行數(shù)據(jù)輸出55∽70OSDKEY0∽OSDKEY15數(shù)字控制輸出入，高電平時(shí)模擬輸入與輸出緩沖器相連，低電平時(shí)OSDFILL輸入與對(duì)應(yīng)的輸出緩沖器相連71VDD數(shù)字電源，接0.1μF電容旁路到地75，77，79，81，83，85，87，89，91，93，95，97，99，101，103，105OUT0∽OUT15模擬輸出，上電后，所有輸出均處于禁止?fàn)顟B(tài)76，80，84，88，92，96，100，104，144VEE模擬負(fù)電源輸入腳，各引腳接0.1μF電容旁路到地，其中一個(gè)引腳接10μF電容旁路到地110，111，112，113，114，115，116，117，118，119，120，121，122，123，124，125OSDFILL0∽OSDFILL15OSD模擬信號(hào)輸入腳表1MAX4358的引腳功能MAX4358的應(yīng)用MAX4358易于構(gòu)建大規(guī)模的開(kāi)關(guān)陣列，所需芯片取決于輸入通道數(shù)和輸出通道數(shù)?？蓞⒄?qǐng)D6構(gòu)建大規(guī)模視頻切換系統(tǒng)。由于芯片輸出緩沖器可被設(shè)置成“禁止”狀態(tài)，“禁止”時(shí)輸出為高阻態(tài)，因此，視頻矩陣的輸出端允許線或連接。32MAX16In4358Out32MAX1632MAX16In4358Out32MAX16In4358OutInputs(0-31)32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358OutInputs(32-63)32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358OutInputs(64-95)32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358OutInputs(96-127)Outputs(0-15)Outputs(16-31)圖6128路輸入，32路輸出視頻矩陣開(kāi)關(guān)容性負(fù)載由圖6可以看出，在實(shí)際電路中需要將許多個(gè)輸出端連接在一起，每路輸出阻抗不僅包括緩沖器的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載阻抗，還包括與相關(guān)節(jié)點(diǎn)連接的其他處于“禁止”狀態(tài)緩沖器的輸出阻抗，該阻抗包括阻性和容性元件，阻性元件降低了輸出驅(qū)動(dòng)電路的有效負(fù)載，對(duì)輸出性能影響不大。對(duì)線或連接影響較大的是容性負(fù)載，所有處于“禁止”狀態(tài)的輸出電容相加，等效電容的大小與視頻陣列的尺寸有關(guān)，另外，較大規(guī)模的視頻陣列通常存在較長(zhǎng)的PC板引線，這也導(dǎo)致容性負(fù)載的增大。為克服容性負(fù)載的影響，MAX4358系列產(chǎn)品的輸出級(jí)采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)，使其在驅(qū)動(dòng)30PF電容時(shí)仍能保持較好的交流響應(yīng)特征（在20MHz頻帶內(nèi)保持0.1dB的增益平坦度），如果視頻陣列開(kāi)關(guān)數(shù)量過(guò)多導(dǎo)致容性負(fù)載過(guò)大，使系統(tǒng)性能降低時(shí)，可采取以下措施改善系統(tǒng)性能：首先，通過(guò)添加矩陣開(kāi)關(guān)器件減少輸出端的連接數(shù)（圖7）。另一種解決方案是在輸出端串聯(lián)一個(gè)小電阻（5Ω至30Ω）將負(fù)載與輸出隔離開(kāi)，該電阻使輸出級(jí)能夠驅(qū)動(dòng)不受限制的容性負(fù)載，同時(shí)他將與寄生電容共同構(gòu)成一階RC低通濾波器，單階RC網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻信號(hào)的性能沒(méi)有影響，但大規(guī)模視頻陣列中會(huì)包括多個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，其累計(jì)效應(yīng)將導(dǎo)致幅頻特性在高頻32MAX1632MAX16In4358OutInputs(0-31)32MAX16In4358Out32MAX16In4358OutInputs(32-63)32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358Out32MAX16In4358OutInputs(64-95)32MAX16In4358Out32MAX16In4358OutInputs(96-127)Outputs(0-15)圖7128╳16矩陣開(kāi)關(guān)可降低容性負(fù)載端出現(xiàn)跌落，使圖像出現(xiàn)“軟化”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對(duì)于安防系統(tǒng)還可以接受，但在一些高清晰度系統(tǒng)中需采取一些措施抑制這種效應(yīng)，如：設(shè)計(jì)輸出端的引線使其產(chǎn)生一定的電感量，電感使幅頻特性在高頻端出現(xiàn)峰值，與寄生電容的效應(yīng)相互抵消。當(dāng)然，也可直接在電路中接入一個(gè)小的電感達(dá)到同樣的效果。串?dāng)_與線路板布局在大規(guī)模視頻切換系統(tǒng)中，不良的信號(hào)布線會(huì)導(dǎo)致諸多的負(fù)面影響，最主要的是與串?dāng)_相關(guān)的引線，與大多數(shù)芯片一樣，MAX4358系列產(chǎn)品具有內(nèi)在的抑制串?dāng)_特性，其串?dāng)_抑制最小值為65dB典型值大于70dB。但不良的線路板布局可能導(dǎo)致串?dāng)_抑制比降低20dB，因此，設(shè)計(jì)中必須重視線路板的合理布局。具體設(shè)計(jì)時(shí)注意以下事項(xiàng)：信號(hào)線之間采用地線隔離，所添加的地線如同屏蔽線一樣可避免信號(hào)間的干擾。注意：信號(hào)線平行排列或僅利用線路板層面隔離都會(huì)導(dǎo)致串?dāng)_增大。線路板層面之間的潛在耦合與線路板厚度及所用的板材的電介質(zhì)有關(guān)。保證引線阻抗可控制，將PC板引線設(shè)計(jì)成阻抗為75Ω的傳輸線能夠大大減小串?dāng)_，為整體平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)，許多元件都需要匹配電阻，大多數(shù)電源也都采用緩沖輸出以驅(qū)動(dòng)更低的阻抗。除串?dāng)_外，另一設(shè)計(jì)關(guān)鍵是隔離問(wèn)題——指出被禁止時(shí)從輸入端到輸出端的不良信號(hào)。為達(dá)到理想的隔離，芯片引腳按照輸入和輸出分別排在兩側(cè)，這種排列能夠在6MHz時(shí)達(dá)到80dB以上的隔離度。對(duì)用戶而言，只需考慮外部元器件的排列，如：PC板引線間的耦合、電源耦合（這主要取決于旁路電容的質(zhì)量和安裝位置），低阻元件應(yīng)盡量靠近IC安裝，應(yīng)盡量避免輸入信號(hào)靠近輸出信號(hào)，注意適當(dāng)?shù)木€路隔離。功耗問(wèn)題在多媒體及大型安防系統(tǒng)中常常需要解決開(kāi)關(guān)陣列的熱耗散問(wèn)題，這些系統(tǒng)一般安裝在非常不理想的環(huán)境中，設(shè)備產(chǎn)生的熱量會(huì)使環(huán)境溫度提升許多，為解決這一問(wèn)題，Maxim設(shè)計(jì)的矩陣開(kāi)關(guān)具有極低的功耗，可工作于正負(fù)5V，也可工作于低電壓正負(fù)3V，或單電源正5V。負(fù)載驅(qū)動(dòng)為適應(yīng)不同的負(fù)載驅(qū)動(dòng)環(huán)境，Maxim的視頻矩陣開(kāi)關(guān)可通過(guò)串行接口設(shè)置增益（1V/V或2V/V），增益為1V/V時(shí)可用于驅(qū)動(dòng)近距離（>3cm）、PC板上負(fù)載；當(dāng)驅(qū)動(dòng)75Ω?jìng)鬏斁€時(shí)可將增益設(shè)置為2V/V，并在輸出端串聯(lián)一個(gè)75Ω電阻（這是視頻系統(tǒng)中的一種常見(jiàn)配置）。增益設(shè)置為2V/V時(shí)，串聯(lián)電阻和75Ω負(fù)載電阻分壓使信號(hào)減半，為負(fù)載提供標(biāo)準(zhǔn)的1V視頻信號(hào)。串聯(lián)75Ω電阻為潛在的反射信號(hào)提供匹配阻抗，大大抑制或減少了信號(hào)反射。隨屏顯示插入視頻切換系統(tǒng)中通常需要在每個(gè)通路中插入一些有關(guān)視頻信號(hào)源的信息，如攝像機(jī)、日期、時(shí)間等信息，稱其為隨屏顯示功能（OSD）。MAX4358/MAX4356具有OSD功能，內(nèi)部相應(yīng)于每個(gè)輸出通路內(nèi)置2：1模擬復(fù)用開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)時(shí)間典型值為30ns。利用這些高速?gòu)?fù)用器切換16路OSD模擬輸入信號(hào)和16OSD控制線。需要插入的圖像或字符信號(hào)加載到OSD模擬輸出端；另外，還需要在OSD控制端提供適當(dāng)?shù)臅r(shí)序信號(hào)。由于OSD信號(hào)在矩陣開(kāi)關(guān)之前被插入，省去了連接在OSD器件后面的輸出緩沖器，降低了成本。獨(dú)特的控制結(jié)構(gòu)Maxim的視頻矩陣開(kāi)關(guān)可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SPI串行接口與主機(jī)通信，具有兩種通信方式：獨(dú)立地址模式和交替工作模式，獨(dú)立地址模式下，芯片地址由外部引腳設(shè)置，主機(jī)發(fā)送包括片選、控制指令的16位字節(jié)給視頻開(kāi)關(guān)，11位控制字中有4位表示所選輸出通路，5位表示所要接通的輸入道路，1位用于設(shè)置輸出緩沖器的增益，另一位用于設(shè)置是否“禁止”輸出。交替工作模式下，許多視頻矩陣開(kāi)關(guān)串行連接，前級(jí)芯片的數(shù)據(jù)輸出與后級(jí)芯片的數(shù)據(jù)輸入相連，多個(gè)芯片通過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)字節(jié)編程。兩種編程模式通過(guò)一條控制線選擇，兩種模式下線路連接完全相同，因此，可以在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)采用菊花鏈編程模式，發(fā)送一個(gè)長(zhǎng)數(shù)據(jù)字配置視頻開(kāi)關(guān)的各個(gè)通道，而后，按照獨(dú)立地址模式具體配置需要切換的矩陣開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。在無(wú)需改變引腳和線路連接的條件下，能夠采用兩種編程模式設(shè)置開(kāi)關(guān)狀態(tài)。2、MAX2021、RS一232C標(biāo)準(zhǔn)接口RS一232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙極性電平值數(shù)據(jù)“0”和“l(fā)”的含義由電壓幅值和電壓極性共同表示。在任何情況下，電路的最大允許值為正負(fù)15V，RS—232C標(biāo)準(zhǔn)定義了4個(gè)邏輯電平，對(duì)于輸入端而言，數(shù)據(jù)“0”及控制線接通狀態(tài)電平值規(guī)定為+3V至—15V，而數(shù)據(jù)“l(fā)”及控制線斷開(kāi)狀態(tài)電平值則規(guī)定為—3V至—15V，電平絕對(duì)值在3V以內(nèi)為不確定狀態(tài)。對(duì)于輸出端而言，數(shù)據(jù)“0”及控制線接通狀態(tài)電平值規(guī)定為+5V至+15V，數(shù)據(jù)“l(fā)”及控制線斷開(kāi)狀態(tài)電平值規(guī)定為—5V至—15V，電平絕對(duì)值在5V以內(nèi)為不確定狀態(tài)。RS—232C接口的允許的通信速率在0—20000bps之內(nèi)變動(dòng)，一般應(yīng)用的最高上限為19200bps。由于采用了不平衡電器特性，所使用的電纜長(zhǎng)度，即直接通信的最大距離，不應(yīng)超過(guò)15m，影響傳輸距離的主要原因是電纜的分布電容，若能保證總的有效電容小于2500pF，電纜線則可適當(dāng)延長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)串口使用的是RS—232C電平，轉(zhuǎn)換板處理器AT89C51使用的是TTL／COMS電平，需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的芯片選用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX202。2、MAX202Maxim公司的MAX202芯片是標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平轉(zhuǎn)換器，是符合RS232通信標(biāo)準(zhǔn)的接口芯片；在RS-232通信接口中日益得到廣泛應(yīng)用，具有功耗低、工作電源有單電源、外接電容從0.1~10μF可選、集成度高，只用單—5V電源，每片有2個(gè)驅(qū)動(dòng)器和2個(gè)接收器，具有2組接收和發(fā)送通道；全部接口電路簡(jiǎn)單，可靠性高，可實(shí)現(xiàn)TTL電平和RS232電平的直接轉(zhuǎn)換。MAX202芯片是為在缺少正負(fù)12V電源的情況下進(jìn)行RS—232C與TTL／COMS電平轉(zhuǎn)換而設(shè)計(jì)的雙向轉(zhuǎn)換芯片，MAX202的供電電源是+5V，輸出的

圖8MAX202引腳圖TTL／COMS電平的電壓最大為0.4V，輸出的TTL／COMS電平的電壓最小為3.5V，電平轉(zhuǎn)換的速度的最大值不小于120kbps。MAX202芯片的外圍器件很少，只需用4個(gè)0.1uF的電容，其應(yīng)用電路見(jiàn)下圖。圖9MAX202的典型應(yīng)用電路圖10MAX202片內(nèi)結(jié)構(gòu)與接線原理圖3、8032AH8032AH的硬件資源和特性如下：3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；可擴(kuò)展至128K的外部存儲(chǔ)器；與MCS—80和MCS—85的外圍兼容；布爾處理機(jī)；大部分指令執(zhí)行時(shí)間為1μs；乘法和除法為4μs；111條指令（64條單字節(jié)指令）；可編程全雙工串行口；二級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)，6個(gè)中斷源。Intel8032是自成系統(tǒng)的高級(jí)單片計(jì)算機(jī)。采用高度可靠的Intel+5V電源，低壓負(fù)載，N—溝道硅柵HMOS技術(shù)制成。8032的引腳圖如圖11所示，結(jié)構(gòu)方框圖如圖12所示。圖118032的引腳圖8032產(chǎn)品最適合控制方面的應(yīng)用，可用于復(fù)雜的實(shí)時(shí)操作：如測(cè)試設(shè)備、時(shí)鐘基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器中斷中斷128RAM4096ROM128RAM4096ROM晶振時(shí)鐘雙16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器8位CPU8位CPU串行口可編程I/O串行口可編程I/O64位總線擴(kuò)展控制中斷控制線地址/數(shù)據(jù)總線和I/引腳數(shù)據(jù)入數(shù)據(jù)出圖128032內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖工業(yè)控制和智能計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。為了達(dá)到64K字節(jié)的程序儲(chǔ)存和64K字節(jié)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，使用了高性能的硬件，改進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)和新的指令，這些指令能使其成為效率高，成本低的控制器。8032內(nèi)有256×8字節(jié)的RAM，4個(gè)I/O線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)全雙工的串行口，振蕩器和時(shí)鐘電路。8032引腳功能如下：Vcc：引腳40，芯片的主電源，接+5V。Vss：引腳20，電源地線。XTAL1：引腳18，內(nèi)部振蕩器外接晶振的一個(gè)輸入端。HMOS芯片使用外部振蕩器時(shí)，此端必須接地。XTAL2：引腳19，內(nèi)部振蕩器外接晶振的另一個(gè)輸入端。HMOS芯片使用外部振蕩器時(shí)，此端用于輸入外部振蕩信號(hào)。ALE/PROG：引腳30，上有地址鎖存有效信號(hào)。其主要作用是提供一個(gè)適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)信號(hào)，它的下降沿用于鎖存外部存儲(chǔ)器的低8位地址，使P0口分時(shí)用作地址總線低8位和數(shù)據(jù)總線。此信號(hào)每個(gè)機(jī)器周期出現(xiàn)2次，只是在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間才不輸出ALE。所以，在任何不使用外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，ALE以1/6振蕩頻率的固定速率輸出，因而它能用作外部時(shí)鐘或定時(shí)。PSEN：引腳29，上有程序選通有效信號(hào)，當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí)信號(hào)產(chǎn)生，其為低電平時(shí)，指令內(nèi)容讀到數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的程序時(shí)PSEN持續(xù)二個(gè)機(jī)器周期；在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)空間時(shí)，跳過(guò)二個(gè)PSEN脈沖信號(hào)。RST/VPD：引腳9，上有復(fù)位輸入信號(hào)，振蕩器工作時(shí)，該引腳上2個(gè)機(jī)器周期的高電平可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，在掉電情況下（Vcc降到操作允許限度以下），后備電源加到此引腳，將只給片內(nèi)RAM供電。EA/VPP：引腳31，訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)輸入端，當(dāng)為低電平時(shí)，單片機(jī)到外部程序存儲(chǔ)器取指。當(dāng)為高電平時(shí)，程序存儲(chǔ)器由內(nèi)外二部分構(gòu)成，內(nèi)部ROM/EPROM編址為0000H~1FFFH，外部EPROM/ROM從2000H開(kāi)始編址。8032EA/VPP端只能接地，外部EPROM從0開(kāi)始編址，CPU只能從外部程序存儲(chǔ)器中取指令。P0（BUS）：引腳32~39，單片機(jī)的雙向數(shù)據(jù)總線和低8位地址總線。分時(shí)操作，先用作地址總線，在ALE信號(hào)的下降沿，地址被鎖存，然后用作數(shù)據(jù)總線；也可以用作雙向輸入/輸出口。并且是8位漏極開(kāi)路的I/O口。P1：引腳1~8，準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。帶有內(nèi)部上拉負(fù)載電阻，P1的輸出緩沖器中能吸收/驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL的輸入。P1引腳寫入“1”，由于內(nèi)部上拉電阻將它們拉高，在這個(gè)狀態(tài)中能被用作輸入。由于內(nèi)部上拉電阻拉高的緣故只能作為輸入，否則在外部輸出驅(qū)動(dòng)電流將輸出電平拉低，產(chǎn)生的是內(nèi)部正脈沖。在EPROM編程和ROM/EPROM中的程序校驗(yàn)時(shí)，P1口可接收低位地址字節(jié)。P1.0和P1.1還有另外一種功能：P1.0：T2，定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部事件脈沖輸入端。P1.1：T2EX，定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的捕捉/重新裝入觸發(fā)脈沖輸入端。P2：引腳21~28，準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，用作高8位地址總線。P3：引腳號(hào)10~17，準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。P3口的每一根線還有另一種功能：P3.0：RXD，串行輸入口，接收數(shù)據(jù)端。P3.1：TXD，串行輸出口，發(fā)送數(shù)據(jù)端。P3.2：INT0，外部中斷0輸入口。P3.3：INT1，外部中斷1輸入口。P3.4：T0，定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部事件脈沖輸入端。P3.5：T1，定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部事件脈沖輸入端。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖。P3.7：RD：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖。4、外部地址鎖存器74LS373在MS—51單片機(jī)中的16位地址，分為高8位（A15~A8）和低8位（A7~A0）。高8位由P2口輸出，低8位由P0口輸出。而P0口同時(shí)又是數(shù)據(jù)輸入/輸出接口，故在傳送時(shí)采用分時(shí)方式，先輸出低8位地址，然后在傳送數(shù)據(jù)。但是，在對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫操作時(shí)，地址必須保持不變，這就需要選用適當(dāng)?shù)募拇嫫鞔娣诺?位地址，這個(gè)外接的寄存器就稱為地址鎖存器。本設(shè)計(jì)選用帶三態(tài)緩沖輸出的地址鎖存器芯片74LS373。圖13表示這種鎖存器的引腳圖。 圖1374LS373的引腳圖74LS373可簡(jiǎn)化成圖十所示的結(jié)構(gòu)，涉及的引腳符號(hào)功能如下：D7~D0三態(tài)門輸入端；Q7~Q0三態(tài)門輸出端；GND接地端；Vcc電源端；OE三態(tài)門使能端。OE=0，三態(tài)門輸出為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平；OE=1，三態(tài)門輸出高阻態(tài);G(STB)8D鎖存器控制端。若G(STB)=1，則輸出跟隨輸入（即鎖存器透明）；若G(STB)=0，則輸出保持不變，即將D7~D0的狀態(tài)存入Q7~Q0。8D鎖存器D0Q0D7Q7D0Q0D7Q7888IN1~8OUT1~8圖1474LS373原理結(jié)構(gòu)圖14是使用74LS373及8282芯片作為MCS—51系列單片機(jī)P0口的低8位地址鎖存器的連接方法。表2是74LS373的功能表：OEGDQ0111010000XQ不變1×X高阻態(tài)表274LS373的功能表5、2725627256是一種32K×8的EPROM，采用雙列直插式28引腳封裝。正常工作圖1527256的引腳圖時(shí)，采用單一+5V電源供電，其引腳圖15如下所示：A14~A0地址輸入線；D7~D0三態(tài)數(shù)據(jù)總線，讀時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線，寫時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線，維持或禁止編程時(shí)為高阻態(tài)；CE片選信號(hào)端，低電平有效；PGM編程脈沖輸入線；OE讀選通（輸出允許）信號(hào)輸入線，低電平有效；Vpp編程電源輸入線，其值因芯片型號(hào)和制造廠商而異；Vcc主電源輸入線，一般為+5V；GND接地線。27256的主要技術(shù)特性：容量32KB；引腳28個(gè)；最大工作電流100mA；最大維持電流40mA。它采用HMOS工藝技術(shù)制成，讀取速度快，最大讀取時(shí)間不超過(guò)250ns。正常工作時(shí)，工作電流為100mA，靜止等待時(shí)，最大電流為40mA。圖1632KB程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路編程電壓VPP為12.5V。程序?qū)懭霑r(shí)，VPP接12.5V，OE為高電平時(shí)，27256處于編程狀態(tài)，當(dāng)?shù)刂泛蛿?shù)據(jù)穩(wěn)定后，在CE/PGM端上加入一個(gè)寬度為50ms的TTL高電平脈沖，就可以把數(shù)據(jù)寫入到給出的地址單元上。8032與27256的接口電路如圖16為32KB程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展電路，該電路的地址鎖存器采用了74LS373。8032的端口P0作為低8位地址及數(shù)據(jù)總線的分時(shí)復(fù)用引腳，需接地址鎖存器，將低8位的地址鎖存后再接到27256的A7~A0上。8032的地址鎖存控制信號(hào)線ALE接鎖存器控制端G，當(dāng)ALE發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，74LS373將低8位地址鎖存，P0口方可作為數(shù)據(jù)線使用。27256的高位地址線7條：A8~A14，直接接到P2.0~P2.6即可，27256的輸出允許OE信號(hào)由8032的片外程序存儲(chǔ)器讀選通信信號(hào)PSEN提供。27256的片選端CE接地。6、2816AEEPROM兼有程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)，故在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，既可作為程序存儲(chǔ)器，也可作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。與RAM芯片相比,E2PROM的寫操作速度慢,它的擦除/寫入次數(shù)是有限制的,不宜用在數(shù)據(jù)頻繁更新的場(chǎng)合.因此,要平均地使用各存儲(chǔ)單元,不然有些單元可能提前結(jié)束壽命.1、其應(yīng)用特點(diǎn)：（1）對(duì)硬件電路無(wú)特殊要求，操作簡(jiǎn)便。將高壓電源集成在芯片內(nèi)，故可省去電路中的電源電路，給用戶帶來(lái)極大方便。（2）對(duì)+5V電擦除的EEPROM ，通常不需要設(shè)置專門的擦除操作，可在寫入的過(guò)程中自動(dòng)擦除。（3）目前EEPROM的擦除時(shí)間較長(zhǎng)（約10ms），必須保證有足夠的寫入時(shí)間，有的EEPROM芯片設(shè)有寫入結(jié)束標(biāo)志，可中斷或查詢。（4）將EEPROM的擦除作為程序存儲(chǔ)器使用時(shí)，應(yīng)按程序存儲(chǔ)器的連接方法編址。2、2816A2816A是一個(gè)2K×8EEPROM，對(duì)2816A寫入要通過(guò)在WE端加上一個(gè)5V的脈沖來(lái)完成。2816A的寫入數(shù)據(jù)類似于靜態(tài)RAM的寫入數(shù)據(jù)。加在引腳WE的一個(gè)200ns的TTL低電平信號(hào)就可啟動(dòng)單字節(jié)寫操作，寫操作在最長(zhǎng)為10ms時(shí)間內(nèi)自動(dòng)定時(shí)輸出的。由于地址和數(shù)據(jù)在內(nèi)部鎖存，2816A可釋放系統(tǒng)使其在這10ms內(nèi)去執(zhí)行其它任務(wù)。例如系統(tǒng)可為其它的EEPROM編程。除字節(jié)修改能力外，其提供了在10ms內(nèi)完成對(duì)整個(gè)芯片擦除的功能。2816A使用了一個(gè)2線（CE和OE）控制結(jié)構(gòu)，以消除在系統(tǒng)環(huán)境中爭(zhēng)用總線的情況。2816A是采用N溝道漂移柵MOS工藝制造的，與非易失性靜態(tài)RAM的工藝一樣。2816A采用雙列直插式24腳封裝，其引腳如圖17，圖中所涉及的引腳符號(hào)的功能如下：圖172816A的引腳圖A10~A0：地址輸入線；D7~D0：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線；CE：片選信號(hào)輸入線，低電平有效；OE：讀選通信號(hào)輸入線，低電平有效；WE：寫選通信號(hào)輸入線，低電平有效；Vcc：主電源端+5V；GND：接地端。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：X譯碼器X譯碼器2048×8位EEPROM存儲(chǔ)陣列X譯碼器Y譯碼器Y譯碼器輸入輸出緩沖器和鎖存器輸入輸出緩沖器和鎖存器控制邏輯控制邏輯圖182816A內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖2816A主要技術(shù)特性：取數(shù)時(shí)間200/250ns；寫入時(shí)間9~15ms；讀操作電壓5V；寫/擦操作電壓5V；寫字節(jié)擦除時(shí)間9~15ms；寫入時(shí)間9~15ms；引腳數(shù)24。引腳工作方式（18）（20）（21）輸入/輸出（9~11），（13~17）讀VILVILVIHDOUT維持VIH任意任意高阻字節(jié)擦除VILVIHVILDIN=VIH字節(jié)寫入VILVIHVILDIN全片擦除VILVILDIN=VIH不操作VILVIHVIH高阻E/W禁止VIHVIHVIL高阻表33、2816A擴(kuò)展2K程序存儲(chǔ)器2816A屬于+5V電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，因此擴(kuò)展電路不需要專門配置寫入電源，擴(kuò)展電路如圖19所示。圖中片選線CE由P2.7進(jìn)行線選，當(dāng)系統(tǒng)中有其它程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，要統(tǒng)一考慮地址選擇。作為程序存儲(chǔ)器時(shí)，它與單片機(jī)的連接方式和EPROM作為程序存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接方式幾乎完全相同，圖中片選信號(hào)端CE與P2.7相連，故2816A的地址為0000H~07FFH，CE端可直接接地。當(dāng)系統(tǒng)中有其它程序存儲(chǔ)器時(shí)，要統(tǒng)盤考慮遍址。圖192816A的擴(kuò)展電路7、622561、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展的基本原理①數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展性能：1）據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器地址重疊（0000H~FFFFH），但使用不同的控制信號(hào)和指令，且與I/O、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路、擴(kuò)展定時(shí)/計(jì)數(shù)器及其它外圍芯片統(tǒng)一遍址。2）由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器地址重疊，故兩者的地址總線和數(shù)據(jù)總線可公用，但控制線不能公用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用RD和WR控制線，而不用PSEN。②片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作指令及時(shí)序（1）存儲(chǔ)器的操作指令MCS—51系統(tǒng)單片機(jī)片外數(shù)據(jù)操作指令簡(jiǎn)單，只有累加器A和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送操作，它可通過(guò)下面兩類指令實(shí)現(xiàn)：a.MOVX@Ri,AMOVXA,@Ri這類指令中，可對(duì)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低256個(gè)單元尋址，其8位地址由Ri（i=0，1）間接提供。b.MOVX@DPTR,AMOVXA,@DPTR這類指令中，片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由16位數(shù)據(jù)指針DPTR間接提供，可對(duì)片外64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（2）片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作時(shí)序MCS—51系列單片機(jī)訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，所用的控制線有：ALE：地址鎖存控制線；RD：片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀控制線；WR：片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫控制線。由圖中可以看出，P2口輸出片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高8位地址（來(lái)自DPH或P2口），P0口輸出片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的低8位地址（來(lái)自DPL或Ri），且由ALE的下降沿鎖存在地址鎖存器中。如果接下來(lái)是讀操作，則P0口變?yōu)閿?shù)據(jù)輸入方式，在讀信息號(hào)RD有效時(shí)，片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中相應(yīng)單元的內(nèi)容出現(xiàn)在P0口上，由CPU讀入累加器A中；若接下來(lái)是寫操作，則P0口變?yōu)閿?shù)據(jù)輸出方式，在寫信號(hào)WR有效時(shí)，將P0口上出現(xiàn)的累加器A中的內(nèi)容寫入相應(yīng)的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元中。MCS—51系列單片機(jī)通過(guò)16根地址線可分別對(duì)片外64KB程存儲(chǔ)器（無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)）及片外64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址，這是因?yàn)?，在?duì)片外程序存儲(chǔ)器操作的整個(gè)取指令周期里，WR或RD始終為高電平，此時(shí)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不會(huì)進(jìn)行讀寫操作。PSEN為低電平，因此選通片外程序存儲(chǔ)器。而在片外程序存儲(chǔ)器操作的周期內(nèi)，PSEN為高電平，故片外程序存儲(chǔ)器不能進(jìn)行讀操作，RD或WR為低電平，故CPU只能對(duì)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀或?qū)懖僮?，因此，片外程序存?chǔ)器和程序存儲(chǔ)器雖然共用16根地址線而地址空間能相互獨(dú)立。2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SRAM的擴(kuò)展方法1）62256是一種32×8的高集成度的RAM，采用單一+5V電源供電，雙列直插式28引腳封裝，其引腳排列如圖20所示，圖中涉及的引腳符號(hào)功能如下：圖2062256引腳圖A0~A14：地址輸入線；D0~D7：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線；CE：片選信號(hào)輸入線，低電平有效；OE：讀選通信號(hào)（允許讀）輸入線，低電平有效；WE：寫選通信號(hào)（允許寫）輸入線，低電平有效；Vcc：工作電源端+5V；GND：接地端。 62256電路的主要技術(shù)特性：容量（字節(jié)）32K；引腳數(shù)28；工作電壓5V；典型工作電流8mA；典型維持電流0.5μA。 2）62256的工作方式：62256有讀、寫，維持三種工作方式，這些工作方式的操作控制見(jiàn)表4。信號(hào)方式讀VILVILVIH數(shù)值輸入寫VILVIHVIL數(shù)值輸出維持VIH任意任意高阻態(tài)表462256工作方式操作圖3、擴(kuò)展32KBRAM、32KBEPROM的8032單片機(jī)系統(tǒng) 圖一的擴(kuò)展系統(tǒng)中，用一片EPROM27256為8032提供32KB的片外程序存儲(chǔ)器，用一片SRAM62256為8032提供32KB的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。圖中27256的片選CE接地，故地址為0000H~7FFFH，考慮到系統(tǒng)可能還需要擴(kuò)展其他外圍芯片，將62256的片選接8032的P2.7，故地址為0000H~7FFFH。8、HD61202控制器圖形液晶顯示模塊本設(shè)計(jì)選擇QH2001序Motorola模式控制器HD61202。1、QH2001：背光方式：LED底光；溫度范圍：寬溫型；※※液晶驅(qū)動(dòng)電壓：無(wú)須外部提供點(diǎn)陣數(shù)：128×64；點(diǎn)大?。╓*H）：0.48×0.48;視屏尺寸（W*H）：70×38.8；模塊尺寸（W*H）：93×70注：※寬溫型液晶模塊的工作溫度范圍-20℃～+70℃，貯存溫度-30℃～+80℃※※為參考值。測(cè)試條件：溫度20℃，電源電壓4.9±0.1V。2、液晶顯示模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：下圖為QH2001的邏輯電路圖，從圖中可看出它增加了偏壓電源發(fā)生器，該發(fā)生器自帶溫度補(bǔ)償電路，所以使用中無(wú)須考慮液晶驅(qū)動(dòng)電壓的實(shí)現(xiàn)和溫度變化造成的對(duì)比度的變化。說(shuō)明：*對(duì)于VPG系列單電源模塊，標(biāo)志為V0/POFF。當(dāng)該管腳為高或懸空時(shí)，內(nèi)部DC/DC功能開(kāi)啟；為低時(shí)，內(nèi)部DC/DC功能關(guān)閉。該功能可用作屏幕保護(hù)和休眠方式。如果用其直接替代雙電源模塊，該管腳懸空即可。**這些管腳是QH2001為兼容其它型號(hào)保留的。對(duì)于QH2001，如果沒(méi)有兼容的需要，直接用前16個(gè)管腳和21、22管腳即可。圖21QH2001的邏輯電路圖管腳名稱管腳定義/CSA片選1/CSB片選2VSS數(shù)字地VDD邏輯電源+5VV0（/POFF）對(duì)比度調(diào)節(jié)*D/I指令數(shù)據(jù)通道R/W讀/寫選擇E使能信號(hào)，數(shù)據(jù)在下降沿時(shí)被寫入LCM；在高電平時(shí)被讀出LCMDB0數(shù)據(jù)線DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7CS1**片選1CS2**片選2/RES**復(fù)位信號(hào)VEE**液晶驅(qū)動(dòng)電源LED+LED背光正電源端LED-LED接地端表5液晶顯示器的管腳定義3、液晶顯示模塊的供電說(shuō)明：1)、模塊應(yīng)用一般有三種電源：邏輯電源、液晶驅(qū)動(dòng)電源、背光電源。2)、如果選用的液晶模塊是雙電源（VDD/Vo）供電的就需要提供一個(gè)負(fù)電壓（即液晶驅(qū)動(dòng)電壓Vo/VEE），用以調(diào)節(jié)對(duì)比度，接在液晶模塊的Vo引腳上。因?yàn)橐壕K的物理特性，液晶的對(duì)比度會(huì)隨著溫度的變化而相應(yīng)變化，所以，加的負(fù)電壓值應(yīng)該隨溫度作相應(yīng)的調(diào)整，大致是溫度變化10℃，電壓變化0.5伏。為滿足這一要求，要選擇較大值的負(fù)電源，然后做一個(gè)溫度補(bǔ)償電路，或者安排一個(gè)電位器，調(diào)整負(fù)電壓值。3)、常用負(fù)電源產(chǎn)生辦法：采用79系列三端集成穩(wěn)壓器，可產(chǎn)生-18v（7918）等電源；采用DC—DC模塊，市場(chǎng)上常見(jiàn)的5D**系列型號(hào)可選擇使用；采用DC—DC集成電路制作負(fù)電源，如MAX749、MAX680、MC34063等；精電蓬遠(yuǎn)公司提供的DC—DC變換器，是通用LCD驅(qū)動(dòng)可調(diào)電源，可產(chǎn)生-1.5V~-24V電壓（連續(xù)可調(diào)）。4)、如果所選用的液晶模塊是單電源（型號(hào)里有SC字母或有特別說(shuō)明的）供電的，Vo懸空即可使用。對(duì)于這類模塊，因?yàn)閮?nèi)部的液晶驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換電路是帶溫度補(bǔ)償?shù)?，所以?dāng)工作溫度變化時(shí)，無(wú)須手動(dòng)調(diào)節(jié)液晶驅(qū)動(dòng)電壓。5)、在調(diào)節(jié)液晶模塊時(shí)，要注意正確接線，尤其是正、負(fù)電源的接線不能有錯(cuò)，否則燒電路上的芯片。為避免液晶模塊的損壞，在加液晶驅(qū)動(dòng)電壓（Vo/VEE）時(shí)，需要比加邏輯電壓（VDD）滯后50ms；在關(guān)電時(shí)，液晶驅(qū)動(dòng)電壓（Vo/VEE）需要比邏輯電壓（VDD）提前50ms關(guān)斷。6)、液晶模塊可選用帶背光的型號(hào)，大部分為L(zhǎng)ED背光方式，供電為3.8~4.3V直流電源，嚴(yán)格限制5V電源直接供電，否則不僅會(huì)增加功耗，更會(huì)增加損壞背光燈的可能性和縮短液晶模塊的使用壽命。推薦電壓如下：當(dāng)背光方式為L(zhǎng)ED04（即底背光）時(shí)，VLED<4.0V；當(dāng)背光方式為L(zhǎng)ED03（即邊背光）時(shí)，VLED≤4.1V。7)、LED背光工作電壓4.0~4.3V條件下的電流值（表12，測(cè)試條件：溫度20℃）8)、如果采用EL背光方式，驅(qū)動(dòng)電壓將是交流100V左右，需要用到逆變器。逆變器不能空載使用，否則會(huì)自燒。各型號(hào)背光電流（mA），精度；±10mA電壓12864-0312864-049264-0319264-044.060120801104.180170901504.21102201202004.3130270160250表6LED背光電壓與電流的關(guān)系4、液晶顯示模塊指令系統(tǒng)該類液晶顯示模塊（即KS0108B及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器）的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，總共只有七種?，F(xiàn)分別介紹如下。顯示開(kāi)/關(guān)指令R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000111111/0當(dāng)DB0=1時(shí)，LCD顯示RAM中的內(nèi)容；DB0=0時(shí)，關(guān)閉顯示。顯示起始行（ROW）設(shè)置指令R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00011顯示起始行（0~63）該指令設(shè)置了對(duì)應(yīng)液晶屏最上一行的顯示RAM的行號(hào)，有規(guī)律地改變顯示起始行，可以使LCD實(shí)現(xiàn)顯示滾屏的效果。頁(yè)（PAGE）設(shè)置指令R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB