【正文】 摘要 智能光柱顯示儀通過單片機驅(qū)動光柱和數(shù)碼管來實現(xiàn)。它采用光柱 /數(shù)字同時顯示，使儀表既有趨勢指示，又有數(shù)顯表精度，清晰直觀地把工業(yè)過程中的模擬量和工程量緊密結(jié)合起來，是當前國際上顯示儀表的流行款式。 本系統(tǒng)采用 LED 光柱指示、響應(yīng)速度快、無慣性、無機械傳動部件、耐震動、低功耗、壽命長、可靠性好。而且顯示直觀醒目，色彩豐富， LED 光柱采用進口高亮度管芯制成，有橙紅、黃綠、琥珀黃等多種顏色。 1%分辨率、性能穩(wěn)定、亮度均勻。同時又配有數(shù)碼管顯示當前數(shù)值，精確度高，一目了然。 本系統(tǒng)還配有報警系統(tǒng)，可自由設(shè)定上下 限值，當測量值超出安全工作區(qū)域即報警，對過程監(jiān)視特別有效。 關(guān)鍵詞 ：智能光柱顯示儀，光柱，單片機 Abstract Intellective light pillar Display passes the single a machine drives the light pillar to takes care of to realize with the adopt the light pillar/ arithmetic figure to show at the same time, making current trend in gauge instructioned, having again the number show the watch accuracy, clear keep the view ground measures the industry emulation in the process puts together with the close knot in amount of engineering, is front international last the manifestation gauge flies to the style. This system adopts the LED light pillar instructionses and respond to the speed quick, have no inertial, have no the machine spread to move the parts and bear the vibration, low power consumes, the life span grows, dependable the manifestation keeps the view refreshing, the color is abundant, the LED light pillar adopts import the high and bright a tube make into, having the red , Huang green, amber Huang etc. various %Distinguishing the rate, function stabilizes, the bright degree is again at the same time the figures take care of the current number in manifestation, the accuracy is high, ising clear at a glance. This system still has to report to the police the system, free enactment the top and bottom limits value, be measured value beyond the reach of safety work district namely report to the police, keep watch on to the process special valid. Keywords: Intellective light pillar Display , light pillar, MCS 第一章引言 前期的光柱生產(chǎn)廠商都是使用自己研制的專用芯片驅(qū)動光柱來顯示的，導(dǎo)致生產(chǎn)廠商壟斷光柱的顯示技術(shù)，又給拓寬應(yīng)用的使用者帶來很大的不便。隨著近來單片機技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)不斷成熟，成本大幅度下降，從而使得單片機廣泛的應(yīng)用于個方面。智能光柱顯示器是利用單片機來控制光柱的儀器，起到直觀顯示的效果，使用單片機技術(shù)不但可以降低光柱顯示器的成本，而且可以提高可靠性。 光柱顯示報警儀廣泛應(yīng)用于個方面，像 SXG 系列 LED 光柱指示報警儀。它與熱電偶、熱電阻、霍爾壓力變送器、電感壓力變送器、遠程電 阻壓力表、 DDZⅡ型、 DDZⅢ型及各種線性變送器配合，可用于冶金、電力、石油、化工、機械制造、熱處理、輕工等行業(yè)實現(xiàn)對壓力、溫度、流量、液位、電壓、電流等各種工業(yè)參數(shù)的指示、調(diào)節(jié)或自動報警。 光柱顯示儀具有以下特點： 1. 光柱 /數(shù)字同時顯示使儀表既有趨勢指示，又有數(shù)顯表精度，清晰直觀地把工業(yè)過程中的模擬量和工程量緊密結(jié)合起來，是當前國際上顯示儀表的流向款式。 2. 采用 LED 光柱指示、響應(yīng)速度快、無慣性、無機械傳動部件、耐震動、低功耗、壽命長、可靠性好。 3. 顯示直觀醒目，色彩豐富， LED 光柱采用進口高亮度管芯制成， 有橙紅、黃綠、琥珀黃等多種顏色。 1%分辨率、性能穩(wěn)定、亮度均勻。 4. 測量值和顯示值同時顯示與面板，測量值，上限設(shè)定值和下限設(shè)定值均由光柱顯示，當測量值超出安全工作區(qū)域即報警，對過程監(jiān)視特別有效。 5. 為了適應(yīng)污染嚴重、條件惡劣的環(huán)境，儀表面框和機殼，接線排和機殼之間都墊有密封橡皮圈。 6. 儀表采用模塊化設(shè)計方法，調(diào)整、維修、設(shè)定極其方便。 、面板及接線端子示意圖 光柱（數(shù)字）顯示報警儀主要由信號轉(zhuǎn)換、數(shù)顯、報警設(shè) 定、報警、模擬量輸出、電源等七部分電路組成。 由各種一次儀表送來的信號經(jīng)轉(zhuǎn)換電路變成額定的電壓信號。該信號的一部分經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換和縱、 橫向驅(qū)動電路分別點亮 LED 數(shù)碼管和 LED 發(fā)光二極管，從而形成數(shù)顯和光柱顯示。信號的另一部分進入報警電路與設(shè)定信號進行比較，一旦越限，將改變繼電器的工作狀況以啟動系統(tǒng)的控制電路。信號的第三部分進入模擬量輸出電路變?yōu)闃藴市盘栞敵觥? 輸入信號 下限 報警 + 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 24VDC + 220VAC 上限報警 中線 電源 相線 第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計 一、概述 LED 光棒，采用日本進口高亮度 LED 芯片和特殊工藝制成。它和驅(qū)動電路結(jié)合后能呈帶狀或單 亮線顯示，顯示值能隨輸入信號變化逐漸變化，不僅能取代傳統(tǒng)的模擬式（即指針式）儀表，檢測溫度、壓力、液位、流速、位移等模擬量，還可 以與數(shù)字顯示相結(jié)合，變成“數(shù)字 /模擬條圖”雙顯示儀表，既能直觀的看清趨勢，又能精確示值，是當前國內(nèi)新穎的顯示方式，具有廣闊的應(yīng)用前景。 LED 光棒顯示清晰、亮度均勻、抗振動、耐沖擊、可靠性高、壽命長、具有多種規(guī)格和顯示顏色。 二、特性參數(shù) A. 工作環(huán)境： 10~+50℃相對濕度 80% B. 貯存環(huán)境： 25~+55℃相對濕度 70% C. 正向特性： ~ D. 反向特性： 8V E. 額定功耗： 135mW F. 額定工作電流： 150mV 三、結(jié)構(gòu)原理 由原理圖可知： C 為高電平 ， S為低電平時，二極管亮。例如： Ci 為高電平， Sj 為低電平，則第（ I1） *8+j 跟發(fā)光二極管點亮。 四、封裝尺寸 五、引腳定義 引腳 P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 段位 C C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 線位 S S1 S2 S7 S8 S6 S5 S4 S3 微處理器 . 1 微處理器的發(fā)展 微控制器又稱單片機，具有控制功能強，體積小，功耗小等一系列的優(yōu)點，它在工業(yè)控制、智能儀表、節(jié)能技術(shù)改造、通訊系統(tǒng)、信號處理及家用電器產(chǎn)品中都得到廣泛的應(yīng)用。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和單片機的廣泛應(yīng)用，以往采用模擬電路、數(shù)字電路實現(xiàn)的電路系統(tǒng)，大部分功能單元都可以通過對單片機硬件功能的擴展及專用控制程序來實現(xiàn)。 近年來，微處理器的發(fā)展速度足以讓世人驚嘆。以計算機為主導(dǎo)的信息技術(shù)作為一種嶄新的生產(chǎn)力，正在向社會的各個領(lǐng)域滲透，也使機電一體化的進程大大加快。機電一體化是當今制造技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主 要傾向，也是我國機電工業(yè)發(fā)展的必由之路?？梢哉J為，它是用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點和方法，研究在機電系統(tǒng)和產(chǎn)品中如何將機械、計算機、信息處理和自動控制技術(shù)綜合應(yīng)用，以求機電系統(tǒng)和產(chǎn)品達到最佳的組合。 機電一體化產(chǎn)品所需要的是嵌入式微型處理器，各種型號和功能更強的單片機和超級接口芯片不斷出現(xiàn)，進一步向高層次發(fā)展的重要標志就是構(gòu)成多機系統(tǒng)和分布式網(wǎng)絡(luò)。世界上單片機芯片的產(chǎn)量以每年 27%的速度遞增，到本世紀初已達 30 億片，而我國的年需求量也超過了一億片的數(shù)量，這表明單片機有著廣闊的應(yīng)用前景。目前而言，英特爾公司的“ MCS51 系列” 161 是所有單片機應(yīng)用中的基礎(chǔ)，后續(xù)的產(chǎn)品基本上是在它們的基礎(chǔ)上進行性能改良和設(shè)計開發(fā)的， MCS51 單片機應(yīng)用系統(tǒng)功能較強、價格較低，較早應(yīng)用，目前應(yīng)用廣泛。 MCS51 系列的三個基本產(chǎn)品是 8031,8751,8051。它們本是同根生，引腳與指令完全兼容，核心是一個 8 位的 CPU，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)有所不同。 8031 除 CPU外，還包括 128 字節(jié)的 RAM, 21 個特殊功能寄存器 (SFR)、 4 個 8 位并行輸入輸出口、 1個全雙工串行口， 2 個 16 位的定時器 /計數(shù)器，但內(nèi)部沒有程序存儲器，需要在芯片外擴展 EPROM 芯 片。 8051包含了 8031，芯片內(nèi)又集成了 4K 字節(jié)的 ROM，用作程序存儲器，并且 8051 是掩膜型單片機，不超過 4K 字節(jié)的程序是廠家制作芯片時，代用戶燒制的，用戶不能修改。所以 8051 在國內(nèi)很少見到。問題與 8051 功能相同的是 8751，但是它的 4K 字節(jié)的程序存儲器采用了 EPROM，用戶可以其中反復(fù)修改程序。但是 8751 價格昂貴，甚至比 8031 外加一片 4K 字節(jié)的 EPROM 還貴，而且經(jīng)常擦寫的EPROM 也較易損壞， 8751 的 EPROM 一旦損壞，整個片子就報廢了。因此其應(yīng)用范圍也有所限制。Intel 公司還在 MCS51 系列三種基本型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，推出了各類增強型產(chǎn)品，主要有 8032/ 8052/ 8752:它們的內(nèi)部 RAM 增到 256字節(jié)， 8752 /8052 片內(nèi)的程序存儲器容量增到 8K 字節(jié)，定時器 /計數(shù)器增至 3個 16 位計數(shù)器，有 6 個中斷源。另外還有低功耗的 CHMOS 工藝芯片的 80C31/ 87C51/ 80C51:有二種掉電工作方式，其一是讓 CPU 停止工作，其它部分仍繼續(xù)工作，其二是除片內(nèi) RAM 繼續(xù)保持數(shù)據(jù)外，其它部分都停止工作。還有一種可用 BASIC 語言編程的 BASIC52 單片機，其芯片內(nèi)固化有 BASIC 解釋程序， 而且 BASIC52 語言能和 MCS51 匯編語臺混合使用。 高性能的 8XCX52 系列是以 8052 為基礎(chǔ)，采用 CHMOS 工藝，并將 MCS96 系列中的高速輸入/輸出、 A/D 轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制、看門狗定時器等移植進來構(gòu)成新一代 MCS51 產(chǎn)品， PHILIPS公司生產(chǎn)的 8XC552 系列即為此類產(chǎn)品。到目前為止， MCS51 也是后繼有人了，首先是低功耗、高性能的 89C51. AT89C 系列和 51 完全兼容，但內(nèi)含 4K 字節(jié)的