【文章內(nèi)容簡介】 TL驅(qū)動器有：74LS164, CD4094等。 LED顯示電路原理采用LED數(shù)碼管顯示。在單片機應用系統(tǒng)中LED顯示器有動態(tài)和靜態(tài)兩種顯示方式，所謂的靜態(tài)顯示方式就是需要在顯示的字符各段通過連續(xù)的電流，動態(tài)顯示方式就是需要顯示的字符斷續(xù)通過電流，對于動態(tài)顯示，當需要顯示多個字符時輪流給每個字符通以電流，由于輪流的速度很快，發(fā)光二極管的余輝以及人的視覺暫留等因素，雖然在同一時刻只有一個顯示器通電，但人們看起來都是所有的顯示器都穩(wěn)定的顯示。動態(tài)顯示的特點是：單片機既要控制數(shù)碼管的公共端又要控制各段發(fā)光二極管。各數(shù)碼管的相應顯示發(fā)光二極管的段選信號都并聯(lián)起來，接單片機的同一個I/0口，單片機控制數(shù)碼管公共端的信號，稱為位選信號，控制數(shù)碼管各顯示字段的信號稱為段選信號，需要在哪些數(shù)碼管上顯示，先輸出位選信號，選中該數(shù)碼管，再輸出段選信號，顯示一位字符，需要顯示每個字符時，用掃描的方法，依次向各個數(shù)碼管輸出位選信號和段選信號，顯然每一瞬間只有一個數(shù)碼管點亮，但由于掃描頻率高，所以看上去，就好象所有的數(shù)碼管都同時點亮（20ms掃描一次）[9]。 LED顯示電路的設(shè)計在本系統(tǒng)中，需要顯示6位數(shù)字，顯示數(shù)字位數(shù)較多，而且需要循環(huán)顯示。綜合比較靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式，同時結(jié)合本設(shè)計的實際情況，選擇動態(tài)顯示方式。顯示模塊中，連接到兩個鎖存器74HC573對應的輸入端D0D7。6位數(shù)碼管段選線并聯(lián)在一起與其中一個鎖存器U1的Q0Q7端相連，6為數(shù)碼管位選與另一個鎖存器U2的Q0Q5端相連。 圖8. LED顯示電路 報警控制模塊在實際應用中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或記過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示。 報警控制電路結(jié)構(gòu)，通過一個限流電阻與三極管C945的基極相連接。三極管C945集電極連接壓電蜂鳴器（BUZZER）的一端。壓電蜂鳴器的另一端連接電源。報警控制電路如下圖所示。圖9. 報警工作電路 報警控制電路工作過程（1）壓電蜂鳴器工作原理壓電蜂鳴器以壓電陶瓷制作而成。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉(zhuǎn)換能力的特殊陶瓷。當壓電陶瓷在一定方向上受到一個壓力使其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時，它就會在內(nèi)部產(chǎn)生一個電流，電流的變化與壓力的變化密切相關(guān)。反之，當在壓電陶瓷上加上一定頻率的電壓，就會在內(nèi)部產(chǎn)生一定頻率的電流，從而就會引起壓電陶瓷微小形變，這一形變帶動空氣發(fā)生振動。如果頻率適當，就產(chǎn)生蜂鳴聲，可以被人耳所聽見[10]。（2）報警控制電路工作過程，通過一個限流電阻加到三極管C945的基極。，則三極管C945將交替的工作于截止、飽和狀態(tài)，形成高低電平的波，從而使壓電蜂鳴器發(fā)出聲音。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計在本程序的設(shè)計中，A/D轉(zhuǎn)換是通過每次轉(zhuǎn)換完成后單片機延時接收轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入處理器的存儲器中保存；因為在硬件結(jié)構(gòu)時，就采用了獨立鍵盤的結(jié)構(gòu)，所以鍵盤子程序采用查詢方式，以保證處理器始終都在監(jiān)視鍵盤的動作；顯示子程序采用單獨的子程序，作為主程序的調(diào)用子程序，以保證LED管的連續(xù)顯示。主程序流程圖如圖10。將鍵盤查詢子程序和顯示調(diào)用子程序作為它的程序運行的循環(huán)環(huán)節(jié)；A/D轉(zhuǎn)換中斷處理子程序，采用中斷處理程序，保持了檢測信號的不斷及時更新；顯示子程序直接通過單片機的端口，不停的送出字位顯示和字數(shù)的顯示；鍵盤處理子程序，鍵盤采用獨立鍵盤，在有鍵按下時，首先判斷那個鍵按下，然后根據(jù)相應的鍵作出相應的處理，在此程序中，鍵盤采用的是脈沖式按鍵方式，按鍵按下一下，處理器作出一次相應的回應,當采集信號超過報警值時，蜂鳴器發(fā)出報警。調(diào)用顯示子程序初次上電?讀出采集數(shù)據(jù)值采集數(shù)據(jù)計算處理顯示數(shù)據(jù)刷新發(fā)出采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開始命令YN初始化調(diào)用鍵盤掃描子程序發(fā)出報警YN信號超過報警值?圖10. 主程序流程圖 信號采集分析模塊軟件設(shè)計 信號采集控制邏輯將傳感器輸出經(jīng)調(diào)整后的模擬電壓輸入轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換，采用ADC0804其操作時序圖如下 圖11. ADC0804控制信號時序圖由ADC0804 的時序可以知道，轉(zhuǎn)換過程由一個寫信號啟動，轉(zhuǎn)換完成后，輸出INTR信號，此時可以讀取數(shù)據(jù)。之后可以進入下一個轉(zhuǎn)換周期。由ADC0804 的轉(zhuǎn)換時間可知，其最大采集頻率為10KHZ，只要用戶設(shè)置的采樣頻率不超過這個數(shù)值，ADC0804 就可以正常的工作。綜合以上考慮，設(shè)計時要注意兩點：（1）寫信號的頻率要低于ADC0804 的最大轉(zhuǎn)換頻率。（2）在寫信號之后至少要有100us 的時延，才能輸出讀信號。在此，提出兩種方法來實現(xiàn)ADC0804 的控制信號時序：（1）主動模式，在這種模式下，控制電路啟動A/D 轉(zhuǎn)換后，在INTR 信號的作用下，輸出讀信號，同時從ADC0804 的數(shù)據(jù)總線上讀入數(shù)據(jù)，之后輸出一個寫信號，開始下一次轉(zhuǎn)換。由于這種方式是異步進行的，讀寫信號彼此之間交互的產(chǎn)生，因此，能夠滿足上面提出的兩點要求。采用這種方式，其難易程度與ADC0804 外部電路的接法密切相關(guān)。（2）被動模式，在這種模式下，ADC0804 的讀寫信號完全由控制電路按照固定的時序產(chǎn)生，與其自身輸出無關(guān)。采用這種方式，可以不考慮ADC0804 的輸出，讀寫信號的產(chǎn)生只是用到了一個計數(shù)器，實現(xiàn)起來比較簡單，而且，只要采集頻率不是很高，那么，就可以很容易滿足ADC0804 控制信號的時序要求。 ADC0804轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的讀取ADC0804用脈沖啟動信號。AT89C51發(fā)出指令使CS和WR同為低電平時，A/D轉(zhuǎn)換被啟動，ADC0804開始工作。A/D轉(zhuǎn)換被啟動而在WR上升沿后100μs完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，同時INTR自動變?yōu)榈碗娖?，表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束。開始現(xiàn)場保護讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果保存數(shù)據(jù)現(xiàn)場恢復返回圖12. A/D轉(zhuǎn)換流程圖89C51要接收ADC0804轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，A/D轉(zhuǎn)換芯片輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束信