【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài)開(kāi)始工作。 復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電自動(dòng)復(fù)位，另一種是按鍵手動(dòng)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，單 片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電瞬間 RST 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降。 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2 個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。 上電與按鍵均有效的復(fù)位電路不僅在上電時(shí)可以自動(dòng)復(fù)位，而且在單片機(jī)運(yùn)行期間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作。 我們采用按鍵復(fù)位電路 ,電路圖見(jiàn)圖 ： 圖 復(fù)位電路 狀態(tài)顯示電路 1. 指示電路 柜內(nèi)工作狀態(tài)通過(guò) 4 只 LED 指示燈指示，它們分別由單片機(jī)的 ~ 口控制。在選擇程序時(shí)，指示燈根據(jù)按鍵次數(shù)來(lái)顯 示相應(yīng)的位（按第一次只有 LED1 亮，按第二次只有 LED2 亮，按第三次只有 LED3 亮，按第四次則只有 LED4 亮）。 2. 照明電路 16 為方便用戶(hù)在昏暗環(huán)境下使用，設(shè)置了照明燈，由 口控制。 3．消毒和干燥電路 因?yàn)樵诖嗽O(shè)計(jì)中主要體現(xiàn)單片機(jī)消毒柜中的控制作用，故這兩個(gè)電路不在此做詳細(xì)介紹，用兩個(gè)發(fā)光二極管來(lái)代替，消毒電路由接在 上的發(fā)光二極管代替，二極管亮則代表啟動(dòng)了臭氧發(fā)生電路。干燥電路由接在 上的發(fā)光二極管代替，二極管亮則代表啟動(dòng)了干燥電路。 圖 狀態(tài)顯示電路 時(shí)間顯 示電路 1. 數(shù)碼管 簡(jiǎn)介 數(shù)碼管由 7個(gè)發(fā)光二極管組成 ,行成一個(gè)日字形 ,它門(mén)可以共陰極 ,也可以共陽(yáng)極 .通過(guò)解碼電路得到的數(shù)碼接通相應(yīng)的發(fā)光二極而形成相應(yīng)的字 ,這就是它的工作原理 . 基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由 7 個(gè)條狀的發(fā)光二極管排列而成的，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字 0～ 9及少量字符的顯示。另外為了顯示小數(shù)點(diǎn)，增加了 1 個(gè)點(diǎn)狀的發(fā)光二極管，因此數(shù)碼管就由 8 個(gè) LED 組成， 排列順序如下圖 ， 我們分別把這些發(fā)光二極管命名為 a,b,c,d,e,f,g,dp。 圖 數(shù)碼管 17 LED 數(shù)碼顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)共有兩種不 同形式，一種是共陽(yáng)極顯示器，一種是共陰極顯示器。共陽(yáng)極接法是把 LED 的陽(yáng)極連接在一起，使用時(shí)公共陽(yáng)極接 +5V，這時(shí)陰極接低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而接高電平的則不亮。共陰極接法是把 LED 的陰極連在一起，使用時(shí)公共陰極接地，這時(shí)陽(yáng)極接高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而接低電平的則不點(diǎn)亮。 LED 顯示器見(jiàn)圖 ： 圖 數(shù)碼管共陰共陽(yáng)接法以及外部引腳圖 2. 數(shù)碼管顯示 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， LED 數(shù)碼顯示器的顯示方法有兩種：靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)掃描顯示法。 （ 1） 靜態(tài)顯示 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng) 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)， 一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè) ，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。 （ 2） 動(dòng)態(tài)顯示 動(dòng)態(tài)顯示是把所有顯示器的 8 個(gè)筆畫(huà)段的各同段名端互相并接在一起，并把它們接到字段輸出口上。為了防止各個(gè)顯示器同時(shí)顯示相同的數(shù)字，各個(gè)顯 示器的公共端 COM還要受到另一組信號(hào)的控制，即把它們接到位輸出口上。這樣，對(duì)于一組 LED 數(shù)碼顯示器需要由兩組信號(hào)來(lái)控制：一組是字段輸出口輸出的字形碼，用來(lái)控制顯示的字形，稱(chēng)為段碼；另一組是位輸出口輸出的控制信號(hào)，用來(lái)控制第幾位顯示器工作，稱(chēng)為位碼。在這兩組信號(hào)的控制下，可以一位一位地輪流點(diǎn)亮各個(gè)顯示器顯示各自的數(shù)碼，以實(shí)現(xiàn)18 動(dòng)態(tài)掃描顯示。在輪流點(diǎn)亮一遍的過(guò)程中，每位顯示器點(diǎn)亮的時(shí)間則是極為短暫的。由于 LED 具有余輝特性以及人眼視覺(jué)的惰性，盡管各位顯示器實(shí)際是分時(shí)斷續(xù)地顯示，但只要適當(dāng)選擇掃描頻率，給人眼的視覺(jué) 印象就會(huì)是在穩(wěn)定連續(xù)地顯示，并不察覺(jué)有閃爍的現(xiàn)象。動(dòng)態(tài)掃描顯示由于各個(gè)數(shù)碼管的字段線是并聯(lián)使用的，因而大大簡(jiǎn)化了硬件線路。 這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 CPU 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的 CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 在此選擇動(dòng)態(tài)顯示方式 。原理圖如圖 所示 圖 單片機(jī)控制數(shù)碼管原理圖 鍵盤(pán)控制電路 19 圖 鍵盤(pán)控制電路 按一下 A1 則 LED1 亮，臭氧發(fā) 生器開(kāi)始工作， 45 分鐘后， LED1 熄滅， LED2 點(diǎn)亮；45 分鐘后， LED2 熄滅， LED3 點(diǎn)亮，臭氧消毒結(jié)束，進(jìn)入加熱干燥階段。 30 分鐘后， LED3熄滅， LED4 點(diǎn)亮，再經(jīng)過(guò) 30 分鐘后 LED4 熄滅，整個(gè)消毒、加熱干燥過(guò)程結(jié)束。需要不同種類(lèi)的消毒、加熱干燥時(shí)，可以通過(guò)按 A1 進(jìn)行選擇，每按一次 A1，點(diǎn)亮的 LED 指示燈就下移一位 按鍵報(bào)鳴器都會(huì)發(fā)出“嘟”的聲音 。 如果在消毒或干燥過(guò)程中，對(duì)于已選定的工作方式不滿意，可以通過(guò) A3 鍵（復(fù)位鍵）重新選擇工作方式。 A2 單獨(dú)控制，按一下 A2，點(diǎn)亮照明燈，再按一下 A2，關(guān)閉照 明燈。 門(mén)吸開(kāi)關(guān) S1，只有當(dāng)消毒柜門(mén)關(guān)閉時(shí)臭氧發(fā)生器才能工作，防止臭氧的泄漏。 報(bào) 警 電路 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（ ~15V 直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振 ,輸出 ~ 的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。 蜂鳴器的原理跟發(fā)光二極管一樣，只要在它的正極加高電平，在它的負(fù)極加低電平，就能使蜂鳴器工作，為了提高蜂鳴器的電流，就需要加驅(qū)動(dòng)電路，在這里加 PNP 型三極管做驅(qū)動(dòng)。在進(jìn)行鍵操作 時(shí)， 每按一次，蜂鳴器響叫一聲。蜂鳴器由 來(lái)控制，從 輸出不同頻率的方波促使蜂鳴器產(chǎn)生不同音調(diào)的聲音，以區(qū)分功能鍵按鍵和燈控鍵的按鍵操作，該功能的實(shí)現(xiàn)由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 報(bào)鳴電路圖見(jiàn)圖 20 圖 報(bào)鳴電路 如果 A1 鍵按下，則啟動(dòng)蜂鳴器，延時(shí) 時(shí)間后再將蜂鳴器關(guān)閉，構(gòu)成提示音，如果在沒(méi)有關(guān)好門(mén)的情況下啟動(dòng)臭氧發(fā)生電路或者在消毒期間將門(mén)打開(kāi)，蜂鳴器將會(huì)一直響，直到將門(mén)關(guān)好為止。 21 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本章根據(jù)硬件電路 ，進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)硬件的設(shè)計(jì)，程序可分為主程序、按鍵識(shí)別 子程序、 A1 鍵保存子程序、 A2 鍵保存子程序、鍵處理子程序、工作流程執(zhí)行子程序、定時(shí)中斷子程序、顯示子程序、 報(bào)警 子程序。 主程序 圖 主程序流程圖 在主程序中主要完成對(duì)于 各 中斷的初始化， 以及鍵值處理程序的調(diào)用。 此系統(tǒng)中用到了定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷 0 以及外部中斷 0 外部中斷 1. 定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷 0用來(lái)對(duì)消毒和干燥程序執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行控制。外部中斷 0 接 A1 按鍵，用來(lái)選擇工作方式。外部中斷 1 接 A2 鍵，為照明開(kāi)關(guān)的控制。設(shè)置外部中斷 1 為高優(yōu)先 級(jí)。 然后循環(huán)調(diào)用鍵值處理子程序，對(duì)于在外部中斷 0 中得到得鍵值，也就是工作方式進(jìn)行相應(yīng)的操作，即再轉(zhuǎn)到各工作方式的處理程序。如果沒(méi)有外部中斷產(chǎn)生，將循環(huán)調(diào)用鍵值處理子程序，直到產(chǎn)生中斷 即有鍵值為止 。 各子程序 開(kāi)始調(diào)用鍵值處理程序各中斷的初始化設(shè)置22 鍵值處理子程序 在 系統(tǒng)中將會(huì)循環(huán)調(diào)用鍵值處理子程序，對(duì)于鍵的處理沒(méi)有用到獨(dú)立式或者矩陣式鍵盤(pán)，而是直接將兩個(gè)按鍵 A1,A2 接到了外部中斷 0 和外部中斷 值。然后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)子程序，圖 為鍵值處理程序的流程框圖。 圖 鍵值處 理子程序流程圖 在此程序中， 開(kāi)始延時(shí)兩秒鐘的時(shí)間，等待外部中斷，如果沒(méi)有則沒(méi)有鍵值，這時(shí)就不能執(zhí)行相應(yīng)的工作方式程序。等待兩秒后將直接結(jié)束返回主程序。因?yàn)樵谥鞒绦蛑袑?huì)不斷的調(diào)用這個(gè)鍵值處理子程序，而返回跟調(diào)用的時(shí)間幾微妙相對(duì)于兩秒的時(shí)間來(lái)說(shuō)可開(kāi)始產(chǎn)生鍵值了嗎鍵值等于 1 嗎 鍵值為多少消毒 45 分鐘子程序消毒 45 分鐘子程序干燥 30 分鐘子程序干燥 30 分鐘子程序結(jié)束NYYN423延時(shí)兩秒等待中斷改變鍵值關(guān)閉外部中斷23 以忽略。所以可以認(rèn)為是在此一直等待中斷。有中斷后將會(huì)得到鍵值。在兩秒的時(shí)間內(nèi)如果對(duì)于選擇的工作方式不滿意，可以重新選擇。兩秒以后關(guān)閉外部中斷 0，這時(shí)將根據(jù)鍵值執(zhí)行相應(yīng)的工作方式。 時(shí)間顯示子程序 對(duì)于時(shí)間顯示，采用的是動(dòng)態(tài)顯示方式。 具體方法如圖 圖 時(shí)間顯示子程序流程圖 此程序?qū)⒃诟鞴ぷ鞣绞皆谘h(huán)調(diào)用，這樣就可以將定時(shí)的時(shí)間，實(shí)時(shí)的顯示。 消毒處理 子程序 消毒處理程序 屬于工作方式一和工作方式二中的一部分。中間涉及到了報(bào)警程序，時(shí)間顯示程序的調(diào)用。 首先程序?qū)Ⅻc(diǎn)亮 各階段所對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，然后判斷門(mén)是否關(guān)好，如果門(mén)沒(méi)有關(guān)好將啟動(dòng)報(bào)警電路，直到門(mén)關(guān)好為止。這時(shí)程序繼續(xù)往下，啟動(dòng)臭氧發(fā)生電路，啟動(dòng)定開(kāi)始取出秒鐘的十位 S 2 , 個(gè)位 S 1取出分鐘的十位 M 2 個(gè)位 M 1將 S 1 的所對(duì)應(yīng)的段碼送 P 0 , 位碼送 P 2將 S 2 的所對(duì)應(yīng)的段碼送 P 0 , 位碼送 P 2將 M 1 所對(duì)應(yīng)的段碼送 P 0 , 位碼送 P 2將 M 2 的所對(duì)應(yīng)的段碼送 P 0 , 位碼送 P 2結(jié)束24 時(shí)計(jì)數(shù)器，然后循環(huán)的調(diào)用時(shí)間顯示程序，檢測(cè)門(mén)是否被打開(kāi)，并判斷消毒時(shí)間到了沒(méi)有。如果門(mén)被打開(kāi)，啟動(dòng)報(bào)警，直到門(mén)關(guān)好消毒程序繼 續(xù)往下。如果定時(shí)時(shí)間到了，則關(guān)閉定時(shí)計(jì)數(shù)器，并將在定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷 0 中用到得各存儲(chǔ)單元清零。這個(gè)子程序?qū)⒃诟麈I值處理程序中被調(diào)用到。 開(kāi) 始點(diǎn) 亮 相 應(yīng) L E D門(mén) 是 否 關(guān) 好啟 動(dòng) 報(bào) 警啟 動(dòng) 臭 氧 發(fā) 生 電 路啟 動(dòng) 定 時(shí) 計(jì) 數(shù) 器消 毒 時(shí) 間 顯 示門(mén) 是 否 打 開(kāi)消 毒 時(shí) 間 是否 已 到結(jié) 束YNNYYN 圖 消毒處理子程序 干燥 處理子程序 干燥處理程序 相對(duì)于消毒程序來(lái)說(shuō)比較容易，因?yàn)樵诟稍镞^(guò)程中可以將門(mén)打開(kāi)。 不用時(shí)刻檢測(cè)門(mén)是否被打開(kāi)。 只需循環(huán)調(diào)用時(shí)間顯示以及判斷定時(shí)時(shí)間。 25 圖 消毒處理子程序 報(bào)警 子程序 開(kāi)始點(diǎn)亮相應(yīng) LED啟動(dòng)干燥電路顯示干燥時(shí)間30 分鐘到了沒(méi)結(jié)束YN開(kāi)始啟動(dòng)蜂鳴器關(guān)閉定時(shí)計(jì)數(shù)器門(mén)是否關(guān)好關(guān)閉蜂鳴器結(jié)束數(shù)碼管全部顯示零NY26 圖 報(bào)警子程序流程圖 報(bào)警程序 在消毒處理程序在將被調(diào)用到，當(dāng)程序執(zhí)行到消毒時(shí)，會(huì)判斷門(mén)是否關(guān)好，在消毒過(guò)程中也會(huì)判斷門(mén)是否被打開(kāi)。如果沒(méi)有關(guān)好則調(diào)用此程序。首先將啟動(dòng)蜂鳴器，然后關(guān)閉定時(shí)計(jì)數(shù)器。四個(gè)數(shù)碼管全部顯示 0。直到門(mén)關(guān)好，關(guān)閉蜂鳴器，程序結(jié)束。 外部中斷 0 子程序 外部中斷 0 引腳接的是 A1 按鍵， 在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中沒(méi)有用到獨(dú)立式或者矩陣式鍵盤(pán)。 A1 鍵是對(duì)工作方式的選擇。系統(tǒng)一共有四種工作方式。如果有外部中斷產(chǎn)生，a1 加 1，如果 a1 的值為 5，將 a1 賦值為 1。兩秒之內(nèi)如果沒(méi)有改變 a1 的值，則表示已經(jīng)選定好了工作方式。在鍵值處理 程序中將會(huì)把外部中斷 0 關(guān)閉。此時(shí)再按 A1 鍵無(wú)效。如果要重新選擇則要按 A3 鍵即復(fù)位鍵。 當(dāng)然在按 A1 鍵時(shí)即產(chǎn)生外部中斷時(shí)，程序?qū)⒏鶕?jù) a1 的值，點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管。告訴用戶(hù)他選擇的是第幾種工作方式。 按鍵時(shí)還將啟動(dòng)蜂鳴器 秒左右，表示剛才的按鍵操作是有效的。 開(kāi)始啟動(dòng)蜂鳴器a 1 鍵值加 1根據(jù) A 1 點(diǎn)亮相應(yīng) LED延時(shí)關(guān)閉蜂鳴器返回a 1 鍵等于 5 嗎將 a 1 賦值為 1 YN27 圖 外部中斷 0 子程序流程圖 外部中斷 1 子程序 外部中斷 1 引腳接的是 A2 按鍵 ， A2 鍵是對(duì)照明燈的控制，按一下開(kāi)燈，再按一下關(guān)掉。因?yàn)檎彰麟娐芬S時(shí)可以打開(kāi)關(guān)閉，所以外部中斷 1 要設(shè)為高優(yōu)先級(jí)中斷。圖 為外部中斷 1 的服務(wù)子程序。 圖 為外部中斷 1 的服務(wù)子程序流程圖 因?yàn)檎彰鳠艚釉? 引腳上，所以在產(chǎn)生外部中斷 0 即 A2 鍵按下以后，只需對(duì) 取反就能改變照明燈的狀態(tài)。然后稍微延時(shí) 秒左右之后返回。 0 子程序 在定時(shí)計(jì)數(shù)中斷子程序中，要完成秒信號(hào)的產(chǎn)生、 60 秒的計(jì)數(shù)后產(chǎn)生分信號(hào)，最后，再以分鐘為時(shí)間單位，根據(jù)所選工作程序的執(zhí)行流程所需要的時(shí)間逐一遞增并隨時(shí)顯示所用的時(shí)間