【文章內(nèi)容簡介】 路輸出電壓+5V、
源。它由電源變壓器B橋式整流電路D1D4濾波電容CC3防止自激電
容CC3和一只固定式三端穩(wěn)壓器(7805)極為簡捷方便地搭成的。 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13
220V交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓再經(jīng)過橋式整流電路D1
D4和濾波電容C1的整流和濾波在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩
端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓(該電壓常常會因?yàn)槭须婋妷旱牟▌?dòng)或負(fù)載的
變化等原因而發(fā)生變化)。此直流電壓經(jīng)過LM7805的穩(wěn)壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓
電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。 溫度信號采集單元 對于溫度的采集需LM35溫度傳感器。LM35溫度傳感器是由National
Semiconductor所生產(chǎn)的溫度感測器其輸出電壓與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)係轉(zhuǎn)換公
式如式31所示0176。C時(shí)輸出為0V每升高 1176。C輸出電壓增加10mV。 公式31 LM35 有多種不同封裝型式在常溫下LM35 不需要額外的校準(zhǔn)處理即可
達(dá)到177。1/4176。C的準(zhǔn)確率。其電源供應(yīng)模式有單電源與正負(fù)雙電源兩種其引腳如圖
38 所示正負(fù)雙電源的供電模式可提供負(fù)溫度的量測如圖39兩種接法的靜默
電流溫度關(guān)系如圖 310所示單電源模式在25176。C下靜默電流約50μA非常省
電。 圖38 LM35引腳排列 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14

圖39 LM35供電模式圖

單電源模式 正負(fù)雙電源模式
圖310靜默電流溫度關(guān)系 液晶顯示屏輸出 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制
有電就有顯示這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模
集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式
電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。
本文章中所使用的液晶屏是12864點(diǎn)陣的SG12864顯示屏自帶漢字庫可
以顯示幾千個(gè)漢字、符號及圖形。其各引腳的功能如表311所示。 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 15
表311 SG12864液晶屏引腳說明 該液晶屏有并行傳輸和串行傳輸兩種方式當(dāng)使用并行數(shù)據(jù)傳輸模式時(shí)需
要將PSB引腳接高電平。本實(shí)驗(yàn)中采用的是并行的傳輸方式。其中DB0DB7雙
向傳送數(shù)據(jù)或指令利用RS、R/W、及E三個(gè)信號對數(shù)據(jù)及指令的傳送、讀取來
控制。其寫顯示數(shù)據(jù)的時(shí)序圖如圖312所示 圖312 寫資料時(shí)序圖 其中RS為高電平表示讀寫的是指令低電平為數(shù)據(jù) R/W為高電平表示讀
操作低電平表示寫操作E信號為芯片使能端?？梢酝ㄟ^其下降沿將數(shù)據(jù)寫入或
讀出。
將需要顯示的數(shù)據(jù)傳送到SG12864顯示存儲器內(nèi)根據(jù)寫入顯存的地址顯示
在液晶屏的響應(yīng)位置上。液晶屏的控制指令如表312所示。
本實(shí)驗(yàn)中利用XC866的P3口做為液晶顯示屏的數(shù)據(jù)接口
做為RS控制信號線、
晶屏存儲器的寫入控制。在顯示內(nèi)容前需要先對12864進(jìn)行初始化設(shè)置對12864電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16
寫入初始化指令令RS為低電平表示數(shù)據(jù)線上出現(xiàn)的是指令R/W信號為低電平
表示需要進(jìn)行的是寫操作然后從P3口輸出指令到數(shù)據(jù)線上由E信號的下降沿
將數(shù)據(jù)打入到液晶屏的顯存中。

初始化完畢后?？梢韵蝻@存中寫入需要顯示的字符內(nèi)容。此時(shí)需要將RS
信號線拉高其他的操作和寫指令相同只是這時(shí)P3口上出現(xiàn)的是數(shù)據(jù)信號而已。










圖312 液晶屏控制指令 燈條程序控制及顯示模塊 本實(shí)驗(yàn)利用單片機(jī)的I/O口模擬串口的方式0的工作原理。三片移位寄存器8
位移位寄存器4094順次級聯(lián)構(gòu)成了24位的移位寄存器。、
、移位輸出端和鎖存信號。當(dāng)時(shí)鐘的上升沿到來時(shí)將數(shù)據(jù)第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 17
線上的值輸入移位寄存器的最低位高次位依次向上移動(dòng)。每個(gè)發(fā)光點(diǎn)都由紅、
綠、藍(lán)三個(gè)發(fā)光二極管組成每個(gè)發(fā)光二極管都由移位寄存器的一位來進(jìn)行控制
因此可以混合出8種不同的顏色使其連續(xù)不斷的顯示則可以實(shí)現(xiàn)霓虹燈的顯示
效果。
本設(shè)計(jì)使用的是8位移位寄存器8位移位寄存器4094其基本特性如下
8位移位寄存器4094是帶輸出鎖存和三態(tài)控制的串入/并出高速轉(zhuǎn)換器具有
使用簡單、功耗低、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)和控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。
8位移位寄存器4094的引腳定義如圖313。其中(1)腳為鎖存端(2)腳為串行
數(shù)據(jù)輸入端(3)腳為串行時(shí)鐘端。(1)腳為高電平時(shí)8位并行輸出口Q1Q8在
時(shí)鐘的上升沿隨串行輸入而變化(1)腳為低電平時(shí)輸出鎖定。利用鎖存端可方
便地進(jìn)行片選和級聯(lián)輸出控制。(15)腳為并行輸出狀態(tài)控制端(15)腳為低電平時(shí)
并行輸出端處在高阻狀態(tài)在用8位移位寄存器4094作顯示輸出時(shí)?？墒癸@示數(shù)
碼閃爍。(9)腳QS、(10)腳Q′S是串行數(shù)據(jù)輸出端用于級聯(lián)。QS端在第9個(gè)串行
時(shí)鐘的上升沿開始輸出Q′S端在第9個(gè)串行時(shí)鐘的下降沿開始輸出。
當(dāng)8位移位寄存器4094電源為5V時(shí)灌電流為1 MA。
。
圖313位移位寄存器4094的引腳
8位移位寄存器4094時(shí)序圖如圖314 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18
圖314 8位移位寄存器4094時(shí)序 燈條控制的連接圖如圖315所示。









圖315 燈條控制連接圖 由于發(fā)光二極管需要較大的工作電流所以在輸出端采用NPN三極管9013
進(jìn)行驅(qū)動(dòng)保證發(fā)光二極管的可靠工作。NPN三極管9013的簡介如下把顯示文
字平面朝自己從左向右依次為e發(fā)射極 b基極 c集電極對于中小功率塑料三
極管按圖使其平面朝向自己三個(gè)引腳朝下放置則從左到右依次為e b c三極。866
單片機(jī)
I/O 口
8位移位
寄存器
40941
8位移位
寄存器
40942
8位移位
寄存器
40943
3*8 24 個(gè)發(fā)光二極管 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19
9013的具體參數(shù)如下 結(jié)構(gòu)NPN集電極發(fā)射極電壓 25V集電極基電壓 45V
射極基極電壓5V耗散功率 結(jié)溫150℃特怔頻率
小150MHZ。移位寄存器的輸出腳接到NPN三極管的基極端。當(dāng)輸出為高電平時(shí)
三極管導(dǎo)通電流流過發(fā)光二極管使其發(fā)光。單個(gè)發(fā)光三極管的驅(qū)動(dòng)電路如圖316
所示。
圖316 三極管的驅(qū)動(dòng)電路 本設(shè)計(jì)用以上元件制作了燈條控制的電路板在制作過程中主要用了Protel
仿真軟件。下面對Protel進(jìn)行簡單的介紹。
Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于
Windows操作系統(tǒng)上可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路該軟件的特點(diǎn)
是①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和數(shù)字電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路
仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真等功能有各種虛擬儀器如示波
器、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有
XC866系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、Z80系列、HC11系列。③提供
軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能同時(shí)
支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境如Keil uVision3等軟件。④具有強(qiáng)大的原理
圖繪制功能。總之該軟件是一款集單片機(jī)和電路分析于一身的仿真軟件功能
極其強(qiáng)大。
雙擊桌面上的ISIS 6 Professional圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程
序”→“Proteus Professional” →“ISIS Professional”






電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20









圖317 啟動(dòng)時(shí)的屏幕 Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面如圖318所示。包括
標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象
方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。

圖3 18 Proteus ISIS的工作界面 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 21
(1)圖形編輯窗口
在圖形編輯窗口內(nèi)完成電路原理圖的編輯和繪制。坐標(biāo)原點(diǎn)默認(rèn)在圖形編輯
區(qū)的中間圖形的坐標(biāo)值能夠顯示在屏幕的右下角的狀態(tài)欄中。點(diǎn)狀柵格The Dot
Grid與捕捉到柵格Snapping to a Grid編輯窗口內(nèi)有點(diǎn)狀的柵格可以通過View
菜單的Grid命令在打開和關(guān)閉間切換。
(2)預(yù)覽窗口The Overview Window
該窗口通常顯示整個(gè)電路圖的縮略圖。在預(yù)覽窗口上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵將會有
一個(gè)矩形藍(lán)綠框標(biāo)示出在編輯窗口的中顯示的區(qū)域。 其他情況下預(yù)覽窗口顯示
將要放置的對象的預(yù)覽。這種Place Preview特性在下列情況下被激活
當(dāng)一個(gè)對象在選擇器中被選中
當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)或鏡像按鈕時(shí)
當(dāng)為一個(gè)可以設(shè)定朝向的對象選擇類型圖標(biāo)時(shí)當(dāng)放置對象或者執(zhí)行其他非
以上操作時(shí)place preview會自動(dòng)消除
對象選擇器Object Selector根據(jù)由圖標(biāo)決定的當(dāng)前狀態(tài)顯示不同的內(nèi)容。
顯示對象的類型包括設(shè)備終端管腳圖形符號標(biāo)注和圖形。
(3)對象選擇器窗口
通過對象選擇按鈕從元件庫中選擇對象并置入對象選擇器窗口供今后
繪圖時(shí)使用。顯示對象的類型包括設(shè)備終端管腳圖形符號標(biāo)注和圖形。
(4)圖形編輯的基本操作包括

放置對象的步驟如下首先根據(jù)對象的類別在工具箱選擇相應(yīng)模式的圖標(biāo)。
其次根據(jù)對象的具體類型選擇子模式圖標(biāo)。再次如果對象類型是元件、端點(diǎn)、
管腳、圖形、符號或標(biāo)記從選擇器里選擇你想要的對象的名字。對于元件、端
點(diǎn)、管腳和符號可能首先需要從庫中調(diào)出。

用鼠標(biāo)指向?qū)ο蟛Ⅻc(diǎn)擊右鍵可以選中該對象。該操作選中對象并使其高亮顯
示然后可以進(jìn)行編輯。
c..刪除對象
用鼠標(biāo)指向選中的對象并點(diǎn)擊右鍵可以刪除該對象同時(shí)刪除該對象的所有
連線。
d..拖動(dòng)對象 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22
用鼠標(biāo)指向選中的對象并用左鍵拖曳可以拖動(dòng)該對象。該方式不僅對整個(gè)對
象有效而且對對象中單獨(dú)的labels也有效。

許多類型的對象有一個(gè)或多個(gè)屬性標(biāo)簽附著?？梢院苋菀椎匾苿?dòng)這些標(biāo)簽使
你的電路圖看起來更美觀。移動(dòng)標(biāo)簽的步驟如下首先選中對象然后用鼠
標(biāo)指向標(biāo)簽按下鼠標(biāo)左鍵。進(jìn)而拖動(dòng)標(biāo)簽到你需要的位置。

子電路、圖表、線、框和圓可以調(diào)整大小。當(dāng)你選中這些對象時(shí)對象周圍
會出現(xiàn)黑色小方塊叫做“手柄”可以通過拖動(dòng)這些“手柄”來調(diào)整對象的大小。

許多類型的對象可以調(diào)整朝向?yàn)?90270360或通過x軸y軸鏡象。當(dāng)
該類型對象被選中后“Rotation and Mirror”圖標(biāo)會從藍(lán)色變?yōu)榧t色然后就可以
來改變對象的朝向。
h..編輯對象
許多對象具有圖形或文本屬性這些屬性可以通過一個(gè)對話框進(jìn)行編輯。編
輯單個(gè)對象的步驟是首先選中對象然后用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊對象。
i..編輯對象標(biāo)簽
元件、端點(diǎn)、線和總線標(biāo)簽都可以象元件一樣編輯。編輯單個(gè)對象標(biāo)簽的步
驟是:選中對象標(biāo)簽用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊對象。

拷貝一整塊電路的方式選中需要的對象鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊Copy圖標(biāo)當(dāng)一組
元件被拷貝后他們的標(biāo)注自動(dòng)重置為隨機(jī)態(tài)用來為下一步的自動(dòng)標(biāo)注做準(zhǔn)備
防止出現(xiàn)重復(fù)的元件標(biāo)注。

移動(dòng)一組對象的步驟是選中需要的對象把輪廓拖到需要的位置點(diǎn)擊鼠
標(biāo)左鍵放置。
(5)畫線
畫線一定發(fā)現(xiàn)沒有畫線的圖標(biāo)按鈕。這是因?yàn)镮SIS的智能化足以在你想要畫
線的時(shí)候進(jìn)行自動(dòng)檢測。在兩個(gè)對象間連線左擊第一個(gè)對象連接點(diǎn)一個(gè)連接點(diǎn)
可以精確的連到一根線。在元件和終端的管腳末端都有連接點(diǎn)。一個(gè)圓點(diǎn)從中心
出發(fā)有四個(gè)連接點(diǎn)可以連四根線。線路自動(dòng)路徑器(WAR)為你省去了必須標(biāo)明每
根線具體路徑的麻煩。如果你只是在兩個(gè)連接點(diǎn)左擊WAR將選擇一個(gè)合適的線第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 23
徑。WAR可通過使用工具菜單里的WAR命令來關(guān)閉。這功能在你想在兩個(gè)連接
點(diǎn)間直接定出對角線時(shí)是很有用的。
.重復(fù)布線假設(shè)你要連接一個(gè)8字節(jié)ROM數(shù)據(jù)總線到電路圖主要數(shù)據(jù)總線
你已將ROM總線和總線插入點(diǎn)如圖319放置。

圖319 重復(fù)布線 首先左擊A然后左擊B在AB間畫一根水平線。雙擊C重復(fù)布線功能會
被激活自動(dòng)在CD間布線。雙擊E、F以下類同。重復(fù)布線完全復(fù)制了上一根
線的路徑。如果上一根線已經(jīng)是自動(dòng)重復(fù)布線將仍舊自動(dòng)復(fù)制該路徑。另一方面
如果上一根線為手工布線那么將精確復(fù)制用于新的線。
拖線管線一般使用連接和拖的方法但也有一些特殊方法可以使用。如果
你拖動(dòng)線的一個(gè)角那該角就隨著鼠標(biāo)指針移動(dòng)。
移動(dòng)線段或線段組在你想移動(dòng)的線段周圍拖出一個(gè)選擇框。若該“框”為
一個(gè)線段旁的一條線也是可以的左擊“移動(dòng)”圖標(biāo)。