【文章內(nèi)容簡介】 路。由于單片機的數(shù)據(jù)／地址／控制總線端口都有一定的負載能力，如果負載超過其負載能力，一般應(yīng)加驅(qū)動器。而 74HC245 正好起到了這個作用。本課題中 74HC245 被用于驅(qū)動 LED 顯示器的作用 [15]。圖 24 74HC245B1R 引腳圖 NTC 溫度傳感器NTC 是 Negative Temperature Coefficient 的縮寫，是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。它的主要材料是錳、鎳和銅等金屬氧化物， 采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，在導(dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低；當溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高。NTC 熱敏電阻器在室溫下的電阻變化范圍一般在 100~1000000 歐姆，溫度系數(shù)第 6 頁 共 25 頁為2%~% 。NTC 熱敏電阻器廣泛應(yīng)用于溫度補償、溫度測量、抑制浪涌電流、溫度補償?shù)确矫?[12]。3 硬件電路設(shè)計 單片機控制單元圖 31 單片機控制單元圖單片機控制包括主體 AT89C52 芯片，一個上電復(fù)位電路，一個晶振電路， 10K上拉電阻。此為整個設(shè)計的核心部分。它不僅要計算通過鍵盤輸入的高低電平，控第 7 頁 共 25 頁制數(shù)碼管顯示相應(yīng)的溫度值，還要實時將經(jīng)過 LTC1860 數(shù)模轉(zhuǎn)換后的電壓值顯示為相應(yīng)的溫度值。并且通過判定溫度值來確定是否發(fā)出警報。 溫度采樣部分圖 32 溫度采集單元圖1 TL431 的簡介 德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的 TL431 是一是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設(shè)置 s 到從 Vref （）到 36V 范圍內(nèi)的任何值（如圖 2）。該器件的典型動態(tài)阻抗為 ，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等。　　　　　　　　左圖是該器件的符號。3 個引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽極（ANODE）和參考端（REF）。TL431 的具體功能可以用如圖 1 的功能模塊示意。　　由圖可以看到，VI 是一個內(nèi)部的 基準源，接在運放的反相輸入端。由運放的特性可知，只有當 REF 端（同相端）的電壓非常接近 VI（）時，三極管中才第 8 頁 共 25 頁會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著 REF 端電壓的微小變化，通過三極管 圖1 的電流將從 1 到 100mA 變化。當然，該圖絕不是 TL431 的實際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。但如果在設(shè)計、分析應(yīng)用 TL431 的電路時，這個模塊圖對開啟思路，理解電路都是很有幫助的，本文的一些分析也將基于此模塊而展開。 5V 電源輸入。 NTC 溫度傳感器，溫度越高，它的阻值就會越小，常溫下即 25度時，它的阻值大概為 10K 歐，然后通過 10mA 恒流源電路，它可以達到 ，經(jīng)過放大電路放大 10 倍后，電壓為 1V。通過 AD 芯片 LTC1860 測得電壓值，因為電壓隨溫度的變化而線性變化。 LED 顯示部分圖 33 LED 顯示器圖通過 74HC245 芯片將 51 單片機處理的溫度信息顯示在 LED 數(shù)碼管上，圖為溫度測控系統(tǒng)的的單片機顯示部分。顯示部分在整個設(shè)計中起到非常大的作用，它不僅顯示了我們輸入的標準溫度同時也實時顯示了溫室大棚的環(huán)境溫度。 輸入輸出部分第 9 頁 共 25 頁圖 34 按鍵輸入及報警輸出按鍵用來設(shè)置報警溫度，通過 INC、DEC、OK 這三個按鍵來實現(xiàn)人機對話，人為的設(shè)定需要達到的溫度。INC 為設(shè)置上限溫度， DEC 為設(shè)置下限溫度，OK 為確認設(shè)定鍵。報警采用蜂鳴器，當溫度未達到設(shè)定溫度內(nèi)時，蜂鳴器鳴叫。4 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計介紹軟件的編程設(shè)計是單片機系統(tǒng)設(shè)計的核心部分，也是能否實現(xiàn)預(yù)定功能的關(guān)鍵。單片機編程常用的語言是 C 語言和匯編語言，最終都要轉(zhuǎn)為 Intel HEX 格式或二進制格式(Binary)文件拷入單片機芯片內(nèi)。這里我們使用的是 C 語言進行編程設(shè)計。編程前，必須將地址、數(shù)據(jù)以及控制信號設(shè)置好。原 理 圖 設(shè) 計 及 PCB 設(shè) 計 采用了 protel99 SE 。它提 供 了 對 高 密 度 封 裝 （ 如BGA） 的 交 互 布 線 , 精 確 移 動 器 件 ， 總 線 布 線 等 功 能 。 系 統(tǒng) 設(shè) 計 中 所 用 到 的 AD芯 片 LTC1860 為 s08 封 裝 ， 貼 片 ； 74HC245 為 DIP20 封 裝 ； 單 片 機 89C52 為DIP40 封 裝 ； 蜂 鳴 器 ： 5V； 輕 觸 開 關(guān) ： 6*6； 三 極 管 9013 為 直 插 式 ； 穩(wěn) 壓 器第 10 頁 共 25 頁TL431 為 三 腳 直 插 ； 無 源 晶 振 ： 12M； 運 放 LM358 為 8 腳 直 插 。 主程序流程圖第 11 頁 共 25 頁圖 41 系統(tǒng)流程圖 子程序模塊第 12 頁 共 25 頁 A/D 轉(zhuǎn)換子程序AD 轉(zhuǎn)換程序，需要根據(jù) LTC1860 的讀時序圖，對照時序來看。其結(jié)果為串行輸出的，所以需要一根數(shù)據(jù)線，一根時鐘線，還有一根是轉(zhuǎn)換控制線。以下是 A/D 轉(zhuǎn)換的部分子程序：uint ult1860() //AD 轉(zhuǎn)換子程序{uchar i。 uint output=0。CONV=1。CONV=0。 for(i=12。i0。i) { SCK=0。 SCK=1。output|=DATA。output=1。}CONV=1。return (output)。} LED 顯示子程序為簡化硬件電路，通常將所有 LED 動態(tài)顯示。顯示程序，因為顯示是三位數(shù)，所以需要把結(jié)果轉(zhuǎn)成，百位、十位、和個位數(shù)。然后把轉(zhuǎn)換的結(jié)果，對照顯示碼顯示出來。比如顯示 1，并不是輸出 1 就行，而是要輸出 1 的七段碼才行。 P0 是輸出數(shù)據(jù)，P1 用來選擇顯示的數(shù)碼管以下是設(shè)置 LED 液晶顯示的部分子程序：第 13 頁 共 25 頁void Display(uint dat) V[2]=dat/100。 V[1]=(dat%100)/10。 V[0]