【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D 顯示器段碼控制端口共用 74HC164 的輸出 Q0~Q7。 本設(shè)計(jì)中采用五個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行靜態(tài)顯示，所以要用五個(gè) 74HC164 分別控制五個(gè)數(shù)碼管的顯示和選通，前一個(gè) 74HC164 的 QH 與后一個(gè) 74HC164 的輸入端相連， 74HC164 的輸出端 QA~QH 通過(guò)電阻連到數(shù)碼管上，控制數(shù)碼管選通的信號(hào)為 P1。 2 口通過(guò)電阻、三極管與數(shù)碼管的共陽(yáng)極連接 。 P1。 1 口控制CLOCK 脈沖信號(hào)。 74HC164 的 CLEAR 端都始終接高電平， 74HC164 的 A、 B 兩輸入端共同連接到 口上。 用 LED 顯示器顯示十六進(jìn)制數(shù)和空白及小 數(shù)點(diǎn)的顯示段碼。從 LED 顯示器的顯示原理可知，為了顯示字母數(shù)字，必須最終轉(zhuǎn)換成相應(yīng)段選碼。這種轉(zhuǎn)換可以通過(guò)硬件譯碼器或軟件進(jìn)行譯碼。 其中的共陽(yáng)極接法在設(shè)計(jì)中得以應(yīng)用，單片機(jī)信號(hào)通過(guò)移位寄存器 74HC164 輸出，經(jīng)過(guò)八個(gè)電阻在 LED數(shù)碼管上顯示出來(lái)。 LED 顯示電路圖如圖 212 所示。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 10 1 23 4 5 68910111213U 11 23 4 5 68910111213U 21 23 4 5 68910111213U 31 289U 41 289U 57 4 L S 1 6 4L 1 1L 1 2L 1 3L 1 4L 1 5L 1 6L 1 7L 1 8L 2 1L 2 2L 2 3L 2 4L 2 5L 2 6L 2 7L 2 8L 3 1L 3 2L 3 3L 3 4L 3 5L 3 6L 3 7L 3 8L 4 1L 4 2L 4 3L 4 4L 4 5L 4 6L 4 7L 4 8L 5 1L 5 2L 5 3L 5 4L 5 5L 5 6L 5 7L 5 8P 1 . 1P 1 . 0V C CabfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 1abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 2abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 3abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 4abfcgdeV C Cabcdefgd pd p83V C CD S 5Q 1P N PR 4 33 0 KV C Cp 1 . 2L18L17L16L15L14L13L12L11L28L27L26L25L24L23L22L21L38L37L36L35L34L33L32L31L48L47L46L45L44L43L42L41L58L57L56L55L54L53L52L51C O MC O MC O MC O MC O MR 81 0 0C O MCOMarr1arr2arr3arr4arr5arr6arr7arr812456791 012456791 012456791 012456791 012456791 03 4 5 6101112133 4 5 610111213QAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHQAQBQCQDQEQFQGQHABCLKCLRABCLKCLRABCLKCLRABCLKCLRABCLKCLR圖 212 LED 顯示電路圖 由于設(shè)計(jì)中用到 AD 轉(zhuǎn)化器， AD 轉(zhuǎn)化器的參考電壓的穩(wěn)定對(duì)于采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有著直接的關(guān)系，本設(shè)計(jì)采用了從 USB 接口取電和通過(guò)變壓器供電兩種 方式，前者是為了在下程序和做一些基本測(cè)試的方便，但 USB 接口的電壓不是很穩(wěn)定，所以如果僅用這一種供電方式是不夠的，再加上溫度傳感器 AD590 的工作電壓必須要超過(guò) 5V 的要求，本設(shè)計(jì)還采用了后者通過(guò)變壓電源供電。 通過(guò)簡(jiǎn)單變壓器輸出的電壓首先經(jīng)過(guò) C C2 的濾波后，再經(jīng)過(guò)集成穩(wěn)壓塊 7805 的電壓變換后又濾波一下，形成穩(wěn)定的 5V 電源，可以共單片機(jī)使用，經(jīng)過(guò) 7805 之前的部分可以接到 AD590 的正端就可以使 AD590 正常的工作，從而實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的用電需求。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 11 第 2章 溫濕度檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì) 167。 主程序模塊設(shè)計(jì) 主程序是 控制和管理的核心，主要完成在系統(tǒng)上電后進(jìn)行定時(shí)和中斷 開(kāi) 始有 鍵 按 下 嗎 ？溫 度 檢 測(cè) 嗎 ？溫 度 檢 測(cè)溫 度 顯 示濕 度 檢 測(cè) 嗎 ？濕 度 檢 測(cè)濕 度 顯 示結(jié) 束N OY E SY E SY E SN ON O 圖 31 主程序流程圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 12 處理操作的初始化。它的內(nèi)容包括主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。主程序設(shè)計(jì)框圖如上 圖 31。 主程序初始化的具體內(nèi)容包括：時(shí)間中斷的初始化、外部中斷源的初始化、單片機(jī) I/O 口初始化、 RAM 初始化、 LED 初始化、對(duì)各個(gè)子程序的調(diào)用，然后對(duì)溫度和濕度進(jìn)行檢測(cè)并將結(jié)果顯示在 LED 上。 初始化對(duì)單片機(jī)的工作非常重要，因?yàn)?單片機(jī)經(jīng)過(guò)復(fù)位以后一些狀態(tài)字，寄存器的初值可能是隨機(jī)分配的值也可能是全置 0 或置 1，程序在運(yùn)行過(guò)程中，程序狀態(tài)字起著重要的作用，為了不影響程序的正常運(yùn)行初始化是十分必要的。 167。 溫濕度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 167。 溫度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 該檢測(cè)儀的溫度檢測(cè)部分使用的 AD590 是一種由所在環(huán)境溫度決定的恒流輸出器件，其輸出特性為： I=Kt t 式中 I 為 AD590 輸出電流信號(hào)，單位為 1uA 電流。 t 為絕對(duì)溫度，單位為 K。 Kt為轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位為 1uA/K。 AD590 輸出電流信號(hào)經(jīng)電阻 R 轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其電壓為： VR = Kt R t VR從 ADC 口輸入到單片機(jī)中，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，成為數(shù)字量 VT。 溫度檢測(cè)模塊程序如圖 32，首先讀取測(cè)量電路的溫度電壓 VT，并將這一電壓信號(hào)作為溫度轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行電壓→溫度轉(zhuǎn)換，具體轉(zhuǎn)換方法為：把經(jīng)過(guò) A/D 的所得的數(shù)字電壓值 VT 作如下計(jì)算 T = KT（ VTV0） 式中 T 為需要測(cè)量的環(huán)境實(shí)際溫度值，參數(shù) V0為環(huán)境溫度為 0℃時(shí) A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量電壓值，參數(shù) KT 為環(huán)境溫度與 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量電壓的轉(zhuǎn)換系河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 13 數(shù)： KT = 1/( Kt R15)。它們均作為常量存儲(chǔ)在單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù) EEPROM 中。由于 V0、 KT準(zhǔn)確與否直接影響溫度測(cè)量的精度，可通過(guò)以下方法進(jìn)行校正： 用其它高精度的測(cè)溫儀測(cè)量環(huán)境溫度 T1，輸入本儀表，單片機(jī)同時(shí)記錄下相應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 V1。當(dāng)環(huán)境溫度從 T1 變化到 T2 時(shí)，重復(fù)以上過(guò)程，單片機(jī)同時(shí)記錄下相應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 V2。為保證校準(zhǔn)精度，環(huán)境溫度應(yīng)在 25℃左右變化，并且變化的范圍盡可能大一些。儀表的應(yīng)用軟件根據(jù) KT=（ T1T2） /（ V1V2）和 V0=VT1T1/KT計(jì)算出 KT 和 V0 的值，并存儲(chǔ)在單片機(jī)的 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，既完成該儀表的溫度測(cè)量精度的校正。儀表的 應(yīng)用軟件系統(tǒng)配置有專用的服務(wù)子程序完成此項(xiàng)工作，僅僅需按儀表的 LED 顯示器的提示完成有關(guān)操作。 本設(shè)計(jì)中所用的單片機(jī)自帶 AD 轉(zhuǎn)換器，無(wú)需再另加轉(zhuǎn)換器。只需按照手冊(cè)中所說(shuō)明的 ADC 的用法即可完成 AD 轉(zhuǎn)換功能。由于本單片機(jī)可以提供 8位和 10位兩種 AD轉(zhuǎn)化，但是在本設(shè)計(jì)中為求檢測(cè)結(jié)果的精確性本設(shè)計(jì)選用了 10 位 AD 轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)化精度要比 8 位高出數(shù)倍，同時(shí)又采用穩(wěn)定的 5V電源為單片機(jī)供電，進(jìn)一步確保了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。 模擬 / 數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果計(jì)算公式如下： 結(jié)果 ( ADC_DATA[7:0],ADC_LOW2[1:0] ) = 1024 x Vin / Vcc Vin 為模擬輸入通道輸入電壓， Vcc 為單片機(jī)實(shí)際工作電壓，用單片機(jī)工作電壓作為模擬參考電壓。取 ADC_DATA 的 8 位為 ADC 轉(zhuǎn)換的高 8 位 ,取ADC_LOW2 的低 2 位為 ADC 轉(zhuǎn)換的低 2 位 ,則為 10 位精度。如果舍棄 ADC_LOW2 的低 2 位 ,只用 ADC_DATA 寄存器的 8 位 ,則 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果為 8 位精度。 結(jié)果 ADC_DATA[7:0] = 256 x Vin / Vcc。 STC12C5410AD 系列帶 A/D 轉(zhuǎn)換的單片機(jī)在 P1 口，有 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器 , 速度可達(dá) 100KHz。 共 8 路電壓輸入型 A/D，可做溫度檢測(cè)、電池電壓檢測(cè)、按鍵掃描、頻譜檢測(cè)等。上電復(fù)位后 P1 口為弱上拉型 I/O 口，用戶可以通過(guò)軟件設(shè)置將 8 路中的任何一路設(shè)置為 A/D 轉(zhuǎn)換，不需作為A/D 使用的口可繼續(xù)作為 I/O 口使用。需作為 A/D 使用的口需先將其設(shè)置為高阻輸入或開(kāi)漏模式。在 P1M0、 P1M1中對(duì)相應(yīng)的位進(jìn)行設(shè)置。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 14 由于單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的采集只能是電壓或者頻率， AD590 對(duì)溫度的檢測(cè)是電路的大小來(lái)反映的，要將這個(gè) 電流值讀到單片機(jī)里面來(lái)就必須先把這個(gè)電流轉(zhuǎn)變成電壓，本設(shè)計(jì)中是通過(guò)一個(gè)電阻將這個(gè)值變成電壓的，而單片機(jī)的AD 采樣范圍必須是它的工作電壓范圍內(nèi)，即 0~5 V，所以通過(guò)計(jì)算就可以確定電阻的值，這個(gè)過(guò)程是經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)確定的，如果阻值過(guò)小就使得采樣值不精確，如果阻值過(guò)大則完全不能進(jìn)行采樣過(guò)程后面的數(shù)據(jù)處理就更沒(méi)法進(jìn)行。 本設(shè)計(jì)中為了使編程盡量簡(jiǎn)潔所選取的阻值非常特殊： AD590 變化的電流通過(guò)這個(gè)特定阻值的電阻時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)變化的電壓，這個(gè)電壓變化一個(gè)毫安對(duì)應(yīng)溫度變化一度，這樣大大化簡(jiǎn)了程序中對(duì)的溫度的算法 。 當(dāng) AD 轉(zhuǎn)換器將采樣的電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字值后，單片機(jī)將這個(gè)數(shù)字值進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理就可以得到要檢測(cè)的溫度值，本設(shè)計(jì)將溫度對(duì)電壓的變化大體堪為近似的線性關(guān)系，把采集到的數(shù)字量是將 5V 的電壓分成 1024 個(gè)等分，則每變化一個(gè)溫度就可以對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字電壓量的變化，就可以通過(guò)這個(gè)數(shù)字量直接對(duì)應(yīng)出環(huán)境溫度。 單片機(jī)中數(shù)據(jù)的處理全部是用二進(jìn)制數(shù)表示的，這種表示方法不適合我們平時(shí)的讀數(shù)習(xí)慣，還得先將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)來(lái)顯示，此時(shí)一次溫度檢測(cè)才算完成，程序返回進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境溫度。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PCB 下載站 15 開(kāi)始返回溫度傳感電路電壓讀取溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換初始化溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)溫度顯示測(cè)溫結(jié)束嗎？YESNO 圖 32 溫度檢測(cè)模塊程序流程圖 溫度檢測(cè)模塊程序流程如圖 32，該模塊程序最后將計(jì)算得到的溫度值送入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并調(diào)用 LED 顯示程序?qū)h(huán)境溫度顯示出來(lái)，然后返回主程序繼續(xù)下面的操作。 167。 濕度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 1. 程