數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)-陜西理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-08 22:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 項(xiàng)目 論述一種 R－ F 轉(zhuǎn)換頻率的測(cè)量法，用 NE555定時(shí)器和熱 敏電阻等器件構(gòu)成振蕩器，由 MSP430單 片機(jī)的捕獲功能來(lái)捕獲多諧振蕩器輸出信號(hào)的高低電平并計(jì)數(shù)，熱敏電阻 Rt 與捕獲高低電平時(shí)的計(jì)數(shù)值的差值成正 比關(guān)系 ： RR=P/I MSP430單片機(jī)計(jì)數(shù)法測(cè)溫原理 以 NE555定時(shí)器為核心組成典型的多諧振蕩器，把被測(cè)熱敏電阻 Rt 作為定時(shí)元件之一接入電路中， NE555定時(shí)器輸出引腳接 MSP430單片機(jī)的 （ 定時(shí)器 A在 UP模式、 CONTINUE 模式、UP/DOWN模式下，不利用中斷程序即可在 管腳上輸出所設(shè)定值的頻率）（ Timer_A：捕獲、 CCIlA輸入引腳）。系統(tǒng)電路如圖 。 由上述測(cè)量原理可知，誤差主要來(lái) 源為： R R2精度，單片機(jī)的定時(shí)器和圖 完整測(cè)溫電路圖 陜西理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 9 頁(yè) 電容器 的精度以及穩(wěn)定度。這里選用高精度（士 O． 001％）、溫度系數(shù)小于土 O． 310 6／ ℃ 的精密金屬箔電阻器。因此當(dāng)選用高精度、高穩(wěn)定度的電容器，且單片機(jī)的工作頻率足夠高，就可以得到較好的測(cè)溫精度。 與此同時(shí)知 被測(cè)電阻的阻值越大，測(cè)量誤差越小。 顯示電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) MAX7219 是一 種集成化的串行輸入 /輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器 ,它連接微處理器與 8 位數(shù)字的 7 段數(shù)字 LED顯示，也可以連接條線(xiàn)圖顯示器或者 64個(gè)獨(dú)立的 LED。其上包括一個(gè)片上的 B型 BCD編碼器、多路掃描回路，段字 驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè) 8*8的靜態(tài) RAM用來(lái)存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。 只有一個(gè)外部寄存器用來(lái)設(shè)置各個(gè) LED的段電流。 MAX7219同樣允許用戶(hù)對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。 整個(gè)設(shè)備包含一個(gè) 150μA 的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶(hù)顯示 18 位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有 LED 發(fā)光的檢測(cè)模式。 它的操作很簡(jiǎn)單， MCU只需通過(guò)模擬 SPI 三線(xiàn)接口就可以將相關(guān)的指令寫(xiě)入 MAX7219 的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器，同時(shí)它還允許用戶(hù)選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片 7219串聯(lián)方式，這樣 MCU就可以通 過(guò) 3根線(xiàn)（即串行數(shù)據(jù)線(xiàn)、串行時(shí)鐘線(xiàn)和芯片選通線(xiàn)）控制更多的數(shù)碼管顯示。 管腳功能： 1： DIN 串行數(shù)據(jù)輸入端口。在時(shí)鐘上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被載入內(nèi)部的 16 位寄存器。 2， 3， 58， 10,11 DIG 0– DIG7： 八個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路置顯示器共陰極為低電平。 9： GND 地線(xiàn) （ 4 腳和 9 腳必須同時(shí)接地） 12： LOAD 載入數(shù)據(jù)。連續(xù)數(shù)據(jù)的后 16位在 LOAD 端的上升沿時(shí)被鎖定。 13： CLK 時(shí)鐘序列輸入端。最 高頻 率為 ，數(shù)據(jù)移入內(nèi)部移位寄存器 在 下降沿時(shí)，數(shù)據(jù)從 DOUT 端輸出。 1417,2023： SEG A– SEG G 7 段和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，為顯示器提供電流。 18： ISET： 通過(guò)一個(gè) 10k電阻和 Vcc相連，設(shè)置段電流 19： V+ 正極電壓輸入， +5V 24： DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出端口，從 DIN 輸入的數(shù)據(jù)在 個(gè)時(shí)鐘周期后在此端有 效。 規(guī)格： 數(shù)位數(shù)量： 8；片段數(shù)量 : 7；封裝 /箱體 : PDIP24；工作電源電壓 : 4V～ V 最大電源電流 : 330mA； 最大功率耗散 : 1066mW；高電平輸出電流 : 65mA。 MAX7219寄存器： MAX7219內(nèi)部的寄存器 如表 ，主要有：譯碼控制寄存器、亮度控制寄存器、掃描界限寄存器、關(guān)斷模式寄存器、測(cè)試控制寄存器。 表 MAX7219 內(nèi)部的寄存器 陜西理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 9 頁(yè) （１） 譯碼控制寄存器（ X9H） MAX7219有兩種譯碼方式： 如表 ； B譯碼方式和不譯碼方式。當(dāng)選擇不譯碼時(shí)， 8個(gè)數(shù)據(jù)為分別一一對(duì)應(yīng) 7個(gè)段和小數(shù)點(diǎn)位； B譯碼方式是 BCD譯碼，直接送數(shù)據(jù)就可以顯示。實(shí)際應(yīng)用中可以按位設(shè)置選擇 B譯碼或是不譯碼方式。 （２）掃描界限寄存器（ XBH） 此寄存器用于設(shè)置顯示的 LED的個(gè)數(shù)（ 18） ，比如當(dāng)設(shè)置為 0xX4時(shí)， LED 05顯示 。 （３）亮度控制寄存器（ XAH） 共有 16級(jí)可選擇，用于設(shè)置 LED的顯示亮度，從 0xX0~0xXF （４）關(guān)斷模式寄存器（ XCH） 共有兩種模式選擇，一是關(guān)斷狀態(tài)，（最低位 D0=0）一是正常工作狀態(tài)（ D0=1）。 （５）顯示測(cè)試寄存器（ XFH） 用于設(shè)置 LED是測(cè)試狀態(tài)還是正常工作狀態(tài)，當(dāng)測(cè)試狀態(tài)時(shí)（最低位 D0=1）各位顯示全亮，正常工作狀態(tài) (D0=0)。 讀寫(xiě)時(shí)序說(shuō)明 MAX7129是 SPI總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)方式。它不僅要向寄存器寫(xiě)入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 要想與 MAX7129通信，首先 要先了解 MAX7129的控制字。 工作時(shí) ,MAX7219 規(guī)定一次接收 16 位數(shù)據(jù)，在接收的 16 位數(shù)據(jù)中： D15~D12 可以與操作無(wú)關(guān)，可以任意寫(xiě)入， D11~D8 決定所選通的內(nèi)部寄存器地址， D7~D0 為待顯示數(shù)據(jù)或是初始化控制字。在 CLK 脈沖作用下， DIN的數(shù)據(jù)以串行方式依次移入內(nèi)部 16位寄存器，然后在一個(gè) LOAD 上升沿作用下，鎖存到內(nèi)部的寄存器中。注意在接收時(shí)，先接收最高位 D16，最后是 D0，因此，在程序發(fā)送時(shí)必須先送高位數(shù)據(jù)，在循環(huán)移位。工作時(shí)序圖見(jiàn) 圖 。 圖 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序 表 MAX7219 的譯碼控制寄存器 陜西理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 9 頁(yè) LED 數(shù)碼管原理 LED數(shù)碼管 是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。 英尺 LED 數(shù)碼管的外形和引腳圖，其中七只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng) a～ g 筆段構(gòu)成“日”字形另一只發(fā)光二極管 dp 作為小數(shù)點(diǎn)。因此這種 LED 顯示器稱(chēng)為七段數(shù)碼管或八段數(shù)碼管 。 LED 數(shù)碼管按電路中的連接方式可以分為共陰極和共陽(yáng)極兩大類(lèi)，如上圖。共陽(yáng)型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端 COM，公共端 COM接高電平 ,a～ g、 dp各筆段通過(guò)限流 電阻接控制端。某筆段控制端低電平時(shí)，該
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