【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 HC164，LED2顯示第一幀數(shù)據(jù)。依此類推，直到把數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)所有數(shù)據(jù)發(fā)送出去。應(yīng)該注意，數(shù)據(jù)全部發(fā)送完后，第一幀數(shù)據(jù)在最后一個(gè)LED顯示。由于TXD端最多可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL門。注意：當(dāng)LED顯示器超過(guò)8個(gè)時(shí)，我們采用74HC244芯片驅(qū)動(dòng)。每個(gè)74HC244有8路驅(qū)動(dòng)，每一路可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LED，即每增加一個(gè)74HC244，可增加64個(gè)LED驅(qū)動(dòng)。 max232芯片介紹 該芯片是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是10v +10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F電平。該器件符合TIA/EIA232F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA232F電平。主要特點(diǎn) 單5V電源工作 LinBiCMOSTM工藝技術(shù) 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 177。30V輸入電平低電源電流：典型值是8mA符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn) EIA/ESD保護(hù)大于MILSTD883（方 法3015）標(biāo)準(zhǔn)的2000V 數(shù)碼管介紹數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。　　數(shù)碼管的分類　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮?！? 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式　　數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類?！　、?靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40根I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。　?、?動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低?！　?shù)碼管參數(shù)　　8字高度：8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來(lái)表示?！　￠L(zhǎng)*寬*高：長(zhǎng)——數(shù)碼管正放時(shí)，水平方向的長(zhǎng)度；寬——數(shù)碼管正放時(shí)，垂直方向上的長(zhǎng)度；高——數(shù)碼管的厚度?！　r(shí)鐘點(diǎn)：四位數(shù)碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個(gè)點(diǎn)。一般用于顯示時(shí)鐘中的秒?！　?shù)碼管應(yīng)用　　數(shù)碼管是一類顯示屏,通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流,會(huì)使其發(fā)亮。從而顯示出數(shù)字。 　　能夠顯示時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。 　　由于它的價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)單,在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛,空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管,其他家電,也用液晶屏與熒光屏?！　?shù)碼管使用的電流與電壓　　電流：靜態(tài)時(shí)，推薦使用1015mA；動(dòng)態(tài)時(shí)，16/1動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，平均電流為45mA，峰值電流5060mA。　　電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當(dāng)紅色時(shí)，；當(dāng)綠色時(shí)?！　『懔黩?qū)動(dòng)與非恒流驅(qū)動(dòng)對(duì)數(shù)碼管的影響　　顯示效果：　　由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件，其正向壓降的分散性很大， 并且還與溫度有關(guān)，為了保證數(shù)碼管具有良好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。另外，當(dāng)溫度變化時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片還要能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流 的大小以實(shí)現(xiàn)色差平衡溫度補(bǔ)償?！　“踩裕骸　〖词故嵌虝r(shí)間的電流過(guò)載也可能對(duì)發(fā)光管造成永久性的損壞，采用恒流驅(qū)動(dòng)電路后可防止 由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞?！　×硗?，我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級(jí)聯(lián)延時(shí)開(kāi)關(guān)特性，可防止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極管的損害?！　〕笠?guī)模集成電路還具有熱保護(hù)功能，當(dāng)任何一片的溫度超過(guò)一定值時(shí)可自動(dòng)關(guān)斷，并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示?！　￡P(guān)于數(shù)碼管亮度不均勻問(wèn)題　　關(guān)于亮度一致性的問(wèn)題是一個(gè)行業(yè)內(nèi)的常見(jiàn)問(wèn)題?！　∮卸€(gè)大的因素影響到亮度一致性?！　∫皇鞘褂迷牧闲酒倪x取，一是使用數(shù)碼管時(shí)采取的控制方式。　　原材料芯片的VF和亮度和波長(zhǎng)是一個(gè)正態(tài)分布，　　即使篩選過(guò)芯片，VF和亮度和波長(zhǎng)已在一個(gè)很小的范圍了，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品還是在一個(gè)范圍內(nèi),結(jié)果就是亮度不一致。　　要保證數(shù)碼管亮度一樣，在控制方式選取上也有差別　　最好的辦法是恒流控制，流過(guò)每一個(gè)發(fā)光二極管的電流都是相同的，這樣發(fā)光二極管看起來(lái)亮度就是一樣的了。如恒壓控制，則導(dǎo)致VF不相同的發(fā)光二極管分到的電流不相同，所以亮度也不同?！　‘?dāng)然以上二個(gè)條件是相輔相成的?！　?shù)碼管引腳，共陰和共陽(yáng)的測(cè)量　　找公共共陰和公共共陽(yáng)：首先，我們找個(gè)電源（3到5伏）和1個(gè)1K（幾百歐的也行）的電阻，VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的，找到一個(gè)就夠了，然后GND不動(dòng)，VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陰的了。相反用VCC不動(dòng)，GND逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陽(yáng)的。也可以直接用數(shù)字萬(wàn)用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極。 74LS04輸出信號(hào)與信號(hào)燈要使行人能看見(jiàn)信號(hào)燈的情況，必須把P1口輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，這里我們用74LS04反向器，當(dāng)極性為高電平時(shí)晶閘管導(dǎo)通，該支路指示燈亮；當(dāng)極性為低電平時(shí)關(guān)斷，該支路指示燈滅。LED 燈的顯示原理:通過(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮。 七段數(shù)碼管的顯示及與74HC164的連接顯示不同的數(shù)字如 SP，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上0FEＨ所以?。樱猩蠟椋胺?，不亮其余為ＴＴＬ高電平，全亮則顯示為８。數(shù)字09與16進(jìn)制的轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)代碼表：如表31表31 驅(qū)動(dòng)代碼表顯示數(shù)值a b c d e f g dop 驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制）01 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 060H2 1 1 0 1 1 0 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 00BEH7 1 1 1 0 0 0 0 00E0H8 1 1 1 1 1 1 1 00FEH9 1 1 1 1 0 1 1 00F6H74LS04（6反向器）主要對(duì)信號(hào)起了反向作用。 交通燈控制線路圖 圖32 交通燈控制線路圖 串口通信接線圖下圖為MX232雙串口的連接圖，可以分別接單片機(jī)的串行通信口或者實(shí)驗(yàn)板的其它串行通信接口：圖33 RSR232總線RS23RS422與RS485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)采用的是RSR232串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn), 目前RS232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。 圖34在RS232的通訊標(biāo)準(zhǔn)中是以一個(gè)25針的接口來(lái)定義的，并在早期的計(jì)算機(jī)如PC或XT機(jī)型上廣泛使用，但在AT機(jī)以后的機(jī)型上，實(shí)際均采用了9針的簡(jiǎn)化版本應(yīng)用，現(xiàn)在所說(shuō)的232通訊均默認(rèn)為9針的接口。圖一顯示了9針通訊的接口管腳名稱，以下是各管腳的說(shuō)明：表32 RS232C管腳說(shuō)明舊制JIS名稱新制JIS名稱全 稱說(shuō) 明FGSGFrame Ground連到機(jī)器的接地線TXDSDTransmitted Data數(shù)據(jù)輸出線RXDRDReceived Data數(shù)據(jù)輸入線RTSRSRequest to Send要求發(fā)送數(shù)據(jù)CTSCSClear to Send回應(yīng)對(duì)方發(fā)送的RTS的發(fā)送許可，告訴對(duì)方可以發(fā)送DSRDRData Set Ready告知本機(jī)在待命狀態(tài)DTRERData Terminal Ready告知數(shù)據(jù)終端處于待命狀態(tài)CDCDCarrier Detect載波檢出，用以確認(rèn)是否收到Modem的載波SGSGSignal Ground信號(hào)線的接地線（嚴(yán)格的說(shuō)是信號(hào)線的零標(biāo)準(zhǔn)線）現(xiàn)在通常計(jì)算機(jī)均配有這種標(biāo)準(zhǔn)的232接口，通常這種接口用于聯(lián)接鼠標(biāo)、MODEM或打印機(jī)等外部設(shè)備。實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備的通信時(shí)，通常在9針的基礎(chǔ)再進(jìn)行簡(jiǎn)化，只用其中的5三個(gè)管腳進(jìn)行通信。這三個(gè)管腳分別是接收線、發(fā)送線和地線，在一般情況下即可滿足通訊的要求，計(jì)算機(jī)和外部通訊的接線方法如圖35：圖35值得注意的是，圖二中3兩腳是交叉互聯(lián)的，這很容易理解，因?yàn)橐粋€(gè)設(shè)備的發(fā)送線必須聯(lián)接到另外一臺(tái)設(shè)備的接收線上，反之亦然。對(duì)于232信號(hào)的電器特性等知識(shí)，在這里無(wú)法詳細(xì)解說(shuō)，有興趣的話可以去網(wǎng)站查閱這方面的文章，232是最常用的通信方式之一，大量應(yīng)用于各種工業(yè)控制或電子家電等產(chǎn)品中，是電子工程師必須掌握的知識(shí)之一。另外說(shuō)明一下，232信號(hào)的有效通訊距離是15M。第4章 交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)流程圖 (1) 程序設(shè)計(jì)總框圖：如圖4 顯示模塊：顯示模塊中用到了8個(gè)數(shù)碼管，它們是通過(guò)模擬串口來(lái)控制74HC164來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。 控制模塊：控制模塊中用到了STC89C51芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈點(diǎn)亮的功能。交通燈的點(diǎn)亮采用發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn) PC機(jī)與單片機(jī)的串行通訊模塊：PC機(jī)與單片機(jī)的串行通訊是通過(guò)MAX232的電平轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它工作時(shí)，MATLAB 通過(guò)調(diào)用設(shè)備控制工具箱中的serial 類及相關(guān)函數(shù)，來(lái)創(chuàng)建串口設(shè)備對(duì)象，得到設(shè)備的文件句柄， 從而以操作文件的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)P C機(jī)串行口的讀寫操作。因而PC 機(jī)可以通過(guò)M a t l a b 向串行口發(fā)送特殊指令。 模擬串行口模塊：因?yàn)镻C機(jī)和單片機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，要用到單片機(jī)的串行口，而8個(gè)數(shù)碼管的顯示也要用到串行口，這就需要設(shè)置一個(gè)模擬串行口。（RXD）、（TXD）來(lái)實(shí)現(xiàn)控制74HC164的。 開(kāi) 始鍵盤事件處理等 待 鍵 盤 事 件初始化顯示程序處理圖41 程序設(shè)計(jì)框圖 MATLAB的運(yùn)用 MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。　　MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C,FORTRAN等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多.　當(dāng)前流行的MATLAB (Toolbox).,可視化建模仿真,控制工具包,信號(hào)處理工具包,通信工具包等都屬于此類.　,所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,用戶通過(guò)對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。 MATLAB的語(yǔ)言特點(diǎn)　一種語(yǔ)言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語(yǔ)言的特點(diǎn)，正如同F(xiàn)ORTRAN和C等高級(jí)語(yǔ)言使人們擺脫了需要直接對(duì)計(jì)算機(jī)硬件資源進(jìn)行操作一樣，被稱作為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來(lái)。MATLAB最突出的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)潔。MATLAB用更直觀的，符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了C和 FORTRAN語(yǔ)言的冗長(zhǎng)代碼。MATLAB給用戶帶來(lái)的是最直觀，最簡(jiǎn)潔的