用74LS273输出数据

摘要
近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种，通过本次课程设计进一步对单片机学习和应用，从而更熟悉单片机的原理和相关设计并提高了开发软、硬件的能力。

本次课设题目是用74LS273输出数据，要求在通用插座上扩展一片74LS273作为输出口，控制八个LED灯，通过此次设计学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法和数据输出程序的设计方法，了解数据锁存的概念和方法。

关键词：单片机74LS273 LED
一、单片机基础知识介绍
1.1单片机概述
单片机的全称为单片微型计算机，它是在一块硅片上集成微处理器，存储器和各种输入、输出接口，这样一块芯片具有一台计算机的属性。

单片机主要应用于测控领域，用于实现各种测试和控制功能，为了强调其控制属性，在国际上，一般把单片机成为微处理器MCU。

由于单片机应用时通常是处于被控系统的核心地位并嵌入其中，为了强调其“嵌入”的特点，也常常把单片机成为嵌入式控制器EMCU。

单片机按其用途分为通用型和专用型两大类。

通用型单片机具有比较丰富的内部资源，性能全面且适应性强，能覆盖多种应用需求。

用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统，即通用单片机有一个再设计的过程。

通过用户的进一步设计才能组建成一个以通用单片机芯片为核心再配以其它外围电路的应用控制系统。

单片机的优点是体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较容易。

1.2 单片机的应用领域
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：
一、在智能仪器仪表的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

二、在家用电器中的应用
可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

三、在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

四、在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

五、单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防航空等领域都有着十分广泛的用途。

1.3单片机的发展趋势
单片机现在可以说是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。

纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：
一、微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）、有些单片机将LCD（液晶）驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。

甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。

此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。

现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD（表面封装）越来越
受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

二、低功耗CMOS化
MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。

像80C51就采用了HMOS（即高密度金属氧化物半导体工艺）和CHMOS （互补高密度金属氧化物半导体工艺）。

CMOS虽然功耗低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合。

所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

三、主流与多品种共存
现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾Winbond系列单片机。

所以80C51占据了半壁江山。

而Microchip公司的PIC精简指令集合（RISC）也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEX公司近年的单片机产量与日俱增，与其底价质优的优势，占据一定的市场份额。

此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。

在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补、相辅相成、共同发展的道路。

九十年代以后，单片机在结构上采用双CPU或内部流水线，CPU位数有8位、16位、32位，时钟频率高达20MHZ，片内带有PWM输出、监视定时器WDT、可编程计数器阵列PCA、DMA传输、调制解调器等。

芯片向高度集成化、低功耗方向的发展，使得单片机在大量数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用。

这类单片机有NEC公司的MPD7800，MITSUBISHI公司的M337700，REVKWELL公司的R6500。

二、系统硬件的介绍
1、8031的介绍
8031是最常见的MCS-51系列单片机，是INTEL公司早期的成熟的单片机产品，应用范围到各行各业。

以下是它的引脚图：
8031的引脚功能：
(1)电源及时钟引脚
Vcc:+5V电源电压。

Vss:电路接地端。

XTAL1:引脚18，内部振荡器外接晶振的一个输入端，HMOS芯片使用外部振荡源时，此端必须接地。

XTAL2:引脚19，内部振荡器外接晶振的另一个输入端，HMOS芯片使用外部振荡器时，此端用于输入外部振荡信号
（2）I/O口引脚
P0.0～P0.7:通道0，它是8位漏极开路的双向I/O通道，当扩展外部存贮器时，这也是低八位地址和数据总线，在编程校验期间，它输入和输出字节代码，通道0吸收/发出二个TTL负载。

P1.0～P1.7:通道1是8位拟双向I/O通道，在编程和校验时，它发出低8位地址。

通道1吸收/发出一个TTL负载。

P2.0～P2.7:通道2是8位拟双向I/O通道，当访问外部存贮器时，用作高8位地址总线。

通道2能吸收/发出一个TTL负载。

P3.0～P3.7:通道3准双向I/O通道。

通道3能吸收/发出一个TTL负载，P3通道的每一根线还有:
P3.0:RXD，串行输入口。

P3.1:TXD，串行输出口。

P3.2:INT0，外部中断0输入口。

P3.3:INT1，外部中断1输入口。

P3.4:T0，定时器/计数器0外部事件脉冲输入端。

P3.5:T1，定时器/计数器1外部事件脉冲输入端
P3.6:WR，外部数据存贮器写脉冲。

P3.7:RD，外部数据存贮器读脉冲。

（3）控制引脚
RST/VpD:引脚9，复位输入信号，振荡器工作时，该引脚上2个机器周期的高电平可以实现复位操作，在掉电情况下（Vcc降到操作允许限度以下），后备电源加到此引脚，将只给片内RAM供电。

ALE/PROG:引脚30,地址锁存有效信号，其主要作用是提供一个适当的定时信号，在它的下降沿用于外部程序存储器或外部数据存贮器的低8位地址锁存，使总线P0输出/输入口分时用作地址总线（低8位）和数据总线,此信号每个机器出现2次,只是在访问外部数据存储器期间才不输出ALE。

所以，在任何不使用外部数据存贮器的系统中，ALE以1/6振荡频率的固定速率输出，因而它能用作外部时钟或定时，8751内的EPROM编程时，此端输编程脉冲信号。

PSEN:引脚29,程序选通有效信号,当从外部程序存贮器读取指令时产生，低电平时，指令寄存器的内容读到数据总线上。

EA/VPP:引脚31，当保持TTL高电平时，如果指令计数器小于4096，8051执行内部ROM 的指令，8751执行内部EPROM的指令，当使TTL为低电平时，从外部程序存贮器取出所有指令，在8751内的EPROM编程时，此端为21V编程电源输入端。

2、74LS273的介绍
74LS273是带有清除功能的8-D的地址锁存器，只有在清除端为高电平时，才有锁存功
能，锁存控制端为CLK，上升沿锁存。

以下为74LS273的引脚图：
引脚介绍：
（1).1脚是复位MR(CLR),低电平有效,当1脚是低电平时,输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部输出0,即全部复位;
(2).当1脚为高电平时,11(CLK)脚是锁存控制端,并且是上升沿触发锁存,当11脚有一个上升沿,立即锁存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的电平状态,并且立即呈现在在输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上.
第一脚MR：主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清除，输出全为0（低电平）；CP（CLK）：触发端，上升沿触发，即当CP从低到高电平时，D0-D7的数据通过芯片，为0时将数据锁存，D0-D7的数据不变
1D～8D为数据输入端，1Q～8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。

3、2732的介绍
2732是常见的EPROM程序存储器，它的引脚图如下：
引脚功能描述如下：
-：双向三态数据线
70
D D
A A
-：地址输入线
150
CE:片选信号输入线。

当为低电平时才选中该芯片
OE VPP:读选通信号输入线，低电平有效，该引脚在编程时也作为编程电压VPP的/
输入端
VCC：为十5V电源
GND：为地
4、6116的介绍
6116是2K*8位静态随机存储器芯片,采用CMOS工艺制造,单一+5V供电,额定功耗160mW,典型存取时间200ns,24线双列直插式封装，它的引脚图如下：
其引脚功能说明如下：
A0～A10：地址输入线
D0～D7：双向三态数据线，有时用D0～D7表示：片选信号输入端，低电平有效
：读选通信号输入线，低电平有效
：写选通信号输入线，低电平有效
Vcc：工作电源输入引脚，＋5V
GND：地线
四、设计程序及电路原理图
1、源程序
CS273 EQU 8000H
MOV DPTR , #CS273
MOV A 80H LOOP: MOVX @DPTR, A
NOP
LJMP LOOP
END
2、修改后的程序
CS273 EQU 8000H
MOV DPTR , #CS273
MOV A 80H LOOP: MOVX @DPTR, A
RR A
LCALL DEL
LJMP LOOP DEL: MOV R7 , #200
DEL1：MOV R6 ,#250 DEL2：DJNZ R6 , DEL2
DJNZ R7，DEL1
RET
END
3、电路原理图
用8个发光二极管显示单片机的输出数据，输出为低电平时LED灯亮。

74LS273的D0～D7为8位数据输入端，接单片机的P0口，Q0～Q7为8位数据输出端，CLK为触发时钟输入端，MR为数据清除使能端。

采用或门74LS32进行地址译码，U3:A的输入端分别接单片机的
P2.7口和WR口，输出端接74LS273的CLK口。

从74LS273的真值表可以看出，当MR为低电平时，所有的Q端为0，否则Q端随D端而定，因此，MR应置为高电平。

CLK在上升沿时完成数据锁存操作，因此U3:A的输出必须完成一个由低到高的变化。

当写指令有效时，输出低电平，只有P2.7同时为高电平时，才能在写指令完成时实现一个由低到高的电平变化，这样在写完成后，数据被74LS273锁定。

可见，74LS273端口地址应该为8000H。

P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0……P0.7 P0.6 …….P0.2 P0.1 P0.0
2732地址：0 0 0 0 0 0 0 0 …… 0 0 …… 0 0 0 0000H
0 0 0 0 1 1 1 1 ……1 1 …… 1 1 1 0FFFH 6116地址：1 1 1 0 1 0 0 0 ……0 0 ……0 0 0 E800H
1 1 1 0 1 1 1 1 ……1 1 ……1 1 1 EFFFH
心得体会
作为一名自动化仪表专业的学生，我觉得单片机课程设计是非常有意义而且
是十分必须的。

在已度过的大学时间里，我们在课堂上所掌握的往往是理论知识，
如何去锻炼我们的实践能力，如何我们所学的理论知识应用到实践去呢？我想课
程设计就是一个很好的实践平台！
要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。

课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。

发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。

设计过程，好比是我们的成长的历程，常有一些不如意，难免会遇到各种各样的问题。

在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。

通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。

这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。

通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。

更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。

虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的“学习”，在小组同学的协助下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。

我认为这个收获应该说是相当大的。

觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。

小组人员的配合﹑相处，以及自身的动脑和努力，都是以后工作中需要的。

本次课程设计还学会了WAVE6000和protel软件的使用，是此次课设的一大收获，增强了我的编程能力，掌握了基本的单片机元件作图方法！
总总而言之，本次课程设计在老师的指导和同学们的帮助下还是顺利的完成，虽然过程是艰辛的，但收获是巨大的！
参考文献
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