【文章內容簡介】 木斯 大學本科生畢業(yè)設計 佳木斯大學信息電子技術學院 10 LED 通以恒定的電流。這種驅動方法需要有寄存器、譯碼器、驅動電路等邏輯部件。當需要顯示的位數 增加時，所需的邏輯部件以及連接線也相應增加，成本也增加。另一種是動態(tài)驅動法，這種方法是給欲點亮的 LED 通以脈沖電流，此時 LED 的亮度是通斷的平均亮度。為保證亮度，通過 LED 的脈沖電流應數倍于其額定電流值。利用動態(tài)驅動法可以減少系統(tǒng)需要的邏輯部件和連線，智能化測量控制儀通常采用動態(tài)驅動法。本文正是采用動態(tài)驅動法來實現顯示電路的設計。 本系統(tǒng)顯示采用共陽極數碼管，其目的是為了簡化顯示電路的設計和實現亮度可調的要求。四位數碼管顯示電路如圖 所示。從圖中可知，該顯示電路采用了與一般的電阻限流方式不同的實現方式， 由此減少了 4? 8=32 個限流電阻，簡化了硬件系統(tǒng)。每筆畫段二極管正常發(fā)光時的電流一般為 10mA 左右（當然，電流大小取決于選用數碼管是普亮、高亮還是超高亮類型的不同），其兩端壓降約為 ，也就是說只要數碼管的公共端加上 + 以上的電壓，即可滿足每筆畫段發(fā)光二極管的發(fā)光要求，而且適當調節(jié)此電壓值即可改變發(fā)光二極管的電流，從而達到可調節(jié)亮度的目的。此電壓采用三端可調穩(wěn)壓電路 LM317 來實現。 為了節(jié)省 CPU 的端口數，顯示電路采用了串行通信口的串行顯示接口 方式，利用串口 0工作方式， 在發(fā)送 TXD 端口（ ）的時鐘信號的作用下，通過接收 RXD 端口（ ）將顯示段碼串行數據送入 8 位并行輸出移位寄存器 74LS164，控制響應的數碼管。端口 的作用是通過 LM317 控制數碼管顯示的開啟與關閉，當 為低電平時， Q1 關斷， LM317 的輸出電壓低于 ，不足以發(fā)光，避免了在顯示數據刷新時顯示的抖動現象。 電源設計 電源電路是給電子設備提供必要的電源能力的電路，就輸入和輸出而言，在集成電路中的主要采用的是交流 220V， 50Hz 的市電轉換為直流電。該部分電路由降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分組成。如圖 25所示。 應當說明的是，盡管有很多型號的 7805三端穩(wěn)壓集成芯片，其標稱最大輸出電流均為 ，但是在實際應用中，該最大輸出電流值往往取決于兩個方面：（ 1）足夠的散熱面積；（ 2）不同的生產廠家。 佳木斯 大學本科生畢業(yè)設計 佳木斯大學信息電子技術學院 11 圖 24 位共陽數碼管顯示電路 按照許多開發(fā)者的經驗， ST 公司的 7805 三端穩(wěn)壓塊能接近標準稱值。在設計中，必須保證 7805 的輸入電壓 iV 和輸出電壓 oV 的壓差大于 。否則會失去穩(wěn)壓能力。同時考慮到功耗，增加芯片的溫升，不利于安全。因此，選用 9V 濕度檢測傳輸及 A/D 轉換電路 集成濕度傳感器 HM1500 的輸出電壓在 1～ 4V 之間隨濕度呈線性變化， 設計的濕度信號采集電路如圖 所示，該電路測濕范圍為 0%～ 100%RH。由于該電路中沒有出現負壓，電路主體采用差分式減法電路，精密電阻 2R? 3R? 6R? ， 4R? 7R? 2KΩ，用這四個電阻可調節(jié)增益。通過 HM1500 傳感器測量所得到的濕度電壓信號從 IN輸入。差分 的第一端輸入 Vs。由此可得到輸出電壓的計算公式： （ ） Q1N P N12J1C O N 2R P 29 00 KR15 .1 K1 32V VADJIN OUTU5L M 3 17abfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU6L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU7L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU8L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU9L E DA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U17 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U27 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U37 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U47 4L S 1 64+ 5V+ 5V 佳木斯 大學本科生畢業(yè)設計 佳木斯大學信息電子技術學院 12 12J1C O N 2R11KR21KR32K1 32V VGNDIN OUTU17 8H 0 5C10 .3 3 uF C20 .3 3 uFC41 00 0 U FC51 00 0 U FC61 00 0 U F132VVGNDINOUTU2L M 3 1712J2C O N 212J3C O N 212J4C O N 212J5C O N 2D12 C W 2 07D22 C W 2 07T1~ 22 0 V / ~ 1 01234D?B R I D G E 1R P 11 0K Ω+ 5V+ 5V 圖 25 電源控制電路 若輸入電壓在 1～ 4V之間變化，測輸出電壓就相應在 0～ 之間，調節(jié) 1R 可以消除不同的濕度傳感器零點誤差。圖 26 為系統(tǒng)的濕度傳送和 A/D 轉換電路圖。 A/D轉換芯片 TLC1549 與單片機采用串行通信方式， 它通過一個三態(tài)輸出端（ DATAOUT）和2 個輸入端（包括 I/OCLOCK（ I/O 時鐘）和 CS （片選）與 AT89C51 的 ～ 接口相連，這樣不僅簡化系統(tǒng)的設計，減少 了 電路板的占用面積，而且提高了可靠性，同時 分辨率也較高。 硬件電路原理圖 根據硬件框圖，對各個模塊進行了設計和分析，最后完成了整個系統(tǒng)硬件電路原理圖。系統(tǒng)的硬件電路原理圖如 27 所示。 佳木斯 大學本科生畢業(yè)設計 佳木斯大學信息電子技術學院 13 器件的選擇及說明 AT89C51 單片機簡介 單 片機是 Single Chip Microputer 的直譯 [8]，它反映了早期單片機的形態(tài)和本質。 圖 26 濕度傳送和 A/D轉換電路 按照面向對象 要求不同 ， 為 突出 其 控制功能，在片內集成了許多外圍電路及外設接口，突破了傳統(tǒng)意義上的計算機結構，發(fā)展成 microcontroller 的體系結構，目前國外已普遍稱之為微控制器 MCU（ Microcontroller Unit）。鑒于它完全作嵌入應用，故又稱為嵌入式 微控制器 (Embedded Microcontrolle)。 大多數單片機采用哈佛（ Harvard）結構體系，即數據存儲空間與程序存儲空間相互獨 立的結構體系。它不同于一般通用計算機系統(tǒng)結構，即程序和數據共用一個空間的馮 .諾伊曼 (Von Neumann)結構。 AT89C51 其引腳圖和內部結構圖如圖 2 29 所示。 R12 K ΩR21KR31KR41KR52 .0 KR61KR71KD1D2321411U 1 AL M 2 24567U 1 BL M 2 241098U 1 CL M 2 24+ 5V+ 5V+ 5VV C COUT+ 2. 5H M 1 50 0 IN+ 1. 0 VR E F +1IN2R E F 3GND4CS5OUT6I / O C L O C K7V C C8U1T L C 1 5 4 9V C CP 0. 3P 0. 2P 0. 1 佳木斯 大學本科生畢業(yè)設計 佳木斯大學信息電子技術學院 14 E A / V P P31X119X218R E S E T9R D / P 3 717W R / P 3 616P 32 / I N T 012P 33 / I N T 113P 34 / T 014P 35 / T 115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P R D G30P 31 / T X D11P 30 / R X D10U1A T 89 C 5 1R21 0KC22 2u FV C CY11 1. 0 59 9 M H zC 1 13 0P FC 1 23 0P FQ1N P N12J1C O N 2R P 29 00 KR15 .1 K1 32V VADJIN OUTU5L M 3 17abfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU6L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU7L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU8L E DabfcgdeV1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9CCU9L E DA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U17 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U27 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U37 4L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9GND14VCC15U47 4L S 1 64+ 5VR12 K ΩR21KR31KR41KR52 .0 KR61KR71KD1D2321411U 1 AL M 2 24567U 1 BL M 2 241098U 1 CL M 2 24+ 5V+ 5V+ 5VV C C+ 2. 5H M 1 50 0R E F +1I