【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接口的全部功能。HD7279A內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有2種譯碼方式，此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。HD7279A具有片選信號(hào)，可方便地實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口。HD7279A采用串行方式與微處理器通訊，串行數(shù)據(jù)從DATA引腳送入芯片，并由CLK端同步。當(dāng)片選信號(hào)變?yōu)榈碗娖胶?，DATA引腳上的數(shù)據(jù)在CLK引腳的上升沿被寫入HD7279A的緩沖寄存器。HD7279A的指令結(jié)構(gòu)有三種類型：不帶數(shù)據(jù)的純指令，指令的寬度為8個(gè)BIT，即微處理器需發(fā)送8個(gè)CLK脈沖。帶有數(shù)據(jù)的指令，寬度為16個(gè)BIT，即微處理器需發(fā)送16個(gè)CLK脈沖。讀取鍵盤數(shù)據(jù)指令，寬度為16個(gè)BIT，前8個(gè)為微處理器發(fā)送到HD7279A的指令，后8個(gè)BIT為HD7279A返回的鍵盤代碼。執(zhí)行此指令時(shí)，HD7279A的DATA端在第9個(gè)CLK脈沖的上升沿變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)，并與第16個(gè)脈沖的下降沿恢復(fù)為輸入狀態(tài)，等待接收下一個(gè)指令。HD7279A需要一外接的RC振蕩電路以供系統(tǒng)工作，其典型值分別為R= Ω，C=15pF。在印刷電路板布線時(shí)，所有元件，尤其是振蕩電路的元件應(yīng)盡量靠近HD7279A，并盡量使電路連線最短。HD7279A的RESET復(fù)位端在一般應(yīng)用情況下，可以直接與正電源連接，在需要較高可靠性的情況下，可以連接一外部的復(fù)位電路，或直接由單片機(jī)控制。在上電或RESET端由低電平變?yōu)檩^高電平后，HD7279A大約需要經(jīng)過1825MS的時(shí)間才會(huì)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 HD7279A的特點(diǎn)●串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動(dòng)LED●各種獨(dú)立控制譯碼/不譯碼及陰消和閃爍屬性●（循環(huán)）左移/（循環(huán)）右移指令●具有段尋址指令，方便控制獨(dú)立LED●64鍵鍵盤控制器，內(nèi)含去抖動(dòng)電路●有DIP和SOIC兩種封裝形式供選擇 引腳說明。 HD7279A引腳12345678910111213142827262524232221201918171615VDDVDDNCVSSNCCSCLKDATAKEYSGSFSESDSCRESETRCCLKODIG7DIG6DIG5DIG4DIG3DIG2DIG1DIG0DPSASBHD7279A 引腳功能:1,2:VDD,正電源3,5：NC，無連接，必須懸空4：Vss，接地6：CS，片選輸入端，此引腳為低電平時(shí)，可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù)7：CLK，同步時(shí)鐘輸入端，向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效8：DATA，串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端，當(dāng)芯片接收指令時(shí)，此引腳為輸入端；當(dāng)讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳在‘讀’指令最后一個(gè)時(shí)鐘的下降沿變?yōu)檩敵龆?：KEY，按鍵有效輸出端，平時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到有效按鍵時(shí)，此引腳變?yōu)榈碗娖?016：SGSA，段g段a驅(qū)動(dòng)輸出17：DP，小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出1825：DIG0DIG7，數(shù)字0數(shù)字7驅(qū)動(dòng)輸出26：CLK0，震蕩輸出端27：RC，RC振蕩器連接端28：RESET，復(fù)位端4 硬件設(shè)計(jì) 溫度采集模塊溫度數(shù)據(jù)采集是整個(gè)系統(tǒng)最重要也是最核心的部分，采集到的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過CPU處理后送LED顯示。本次設(shè)計(jì)要進(jìn)行六路信號(hào)的采集，一路為K型熱電偶的采集信號(hào)，一路為PT100熱電阻的采集信號(hào)，其余四路為電流信號(hào)的采集。由于熱電偶與熱電阻采集到的信號(hào)較小，需要經(jīng)過OP07進(jìn)行放大。四路4到20mA電流信號(hào)也需經(jīng)過電阻R1R1R1R20轉(zhuǎn)換為0到5V的電壓信號(hào)。采集到的六路信號(hào)分別與CD4051的A0到A5相連，通過CPU控制進(jìn)行選通。 選通電路模塊CD4051是單邊8通道多路調(diào)制解調(diào)器。C、B、A為二進(jìn)制控制輸入端，改變C、B、A的數(shù)值，可以譯出8種狀態(tài)，當(dāng)INH=0時(shí)，通道接通，C、B、A的值依次取0、0、0～1，對(duì)應(yīng)第0到7通道的選通；當(dāng)INH=1時(shí)，通道斷開。 CD4051接線圖模擬開關(guān)CD4051的選通地址A、B、。選通的一路信號(hào)經(jīng)OUT輸出到MAX144進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可讀懂的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。 顯示電路設(shè)計(jì)由于人的視覺暫留效應(yīng)，就可以獲得視覺穩(wěn)定的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)。本設(shè)計(jì)選用的是串行口動(dòng)態(tài)掃描顯示。 數(shù)碼管顯示由HD7279A驅(qū)動(dòng)的，HD7279A的KEY、DATA、分別為按鍵信號(hào)輸入端、數(shù)據(jù)輸入段、同步時(shí)鐘輸入端。 冷端溫度補(bǔ)償熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求其冷端（測(cè)量端為熱端，通過引線與測(cè)量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測(cè)量時(shí)，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將影響嚴(yán)重測(cè)量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償。熱電偶的冷端補(bǔ)償采用軟件補(bǔ)償法，而冷端溫度的獲取需要利用由NationalSemiconductor所生產(chǎn)的LM35溫度傳感器。測(cè)溫范圍是0℃100℃.。 冷端溫度補(bǔ)償電路 按鍵控制硬件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)由按鍵控制多路模擬量的采集顯示。四個(gè)按鍵將實(shí)現(xiàn)不同的功能，按鍵1控制熱電阻溫度采集，按鍵2控制熱電偶溫度采集，按鍵3實(shí)現(xiàn)通道加1功能，按鍵4實(shí)現(xiàn)通道減1功能。按鍵功能由HD7279A實(shí)現(xiàn)。 按鍵控制連接圖利用HD7279A讀鍵盤指令即可實(shí)現(xiàn)讀取鍵盤的代碼，從而判斷是哪一個(gè)按鍵按下。讀鍵盤指令為15HD7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D000010101d7d6d5d4d3d2d1d0該指令從HD7279A讀出當(dāng)前的按鍵代碼。此指令的前一個(gè)字節(jié)00010101B為微控制器傳送到HD7279A的指令，而后一個(gè)字節(jié)d0d7則為HD7279A返回的按鍵代碼，其范圍是03FH（無按鍵按下時(shí)為0XFF）。此指令的前半段，HD7279A的DATA引腳從輸入狀態(tài)轉(zhuǎn)為輸出狀態(tài)，輸出鍵盤代碼的值，故微處理器連接到DATA引腳的I/O口應(yīng)有一個(gè)從輸出態(tài)到輸入態(tài)的轉(zhuǎn)換過程。當(dāng)HD7279A檢測(cè)到有效的按鍵時(shí)，KEY引腳從高電平變?yōu)榈碗娖?，并一直保持到按鍵結(jié)束。在此期間，如果HD7279A接收到“讀鍵盤數(shù)據(jù)指令”則輸出當(dāng)前按鍵的鍵盤代碼；如果在收到“讀鍵盤數(shù)據(jù)指令”時(shí)沒有有效按鍵，HD7279A將輸出0FFH。5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件主程序?yàn)榘存I掃描判斷主程序，子程序包括數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、BCD碼轉(zhuǎn)換子程序、數(shù)碼管顯示子程序、讀鍵盤代碼子程序、以及雙字節(jié)數(shù)據(jù)除法子程序和延時(shí)子程序等。系統(tǒng)流程圖如圖51：開始系統(tǒng)初始化否有鍵按下、是 讀取按鍵代碼是是是否否否N=N1N=N+1代碼為3N=2代碼為2代碼為1N=1 系統(tǒng)程序流程圖返回否是數(shù)碼管顯示BCD碼轉(zhuǎn)換LED報(bào)警數(shù)據(jù)是否超限數(shù)據(jù)處理程序采集第N路數(shù)據(jù) 系統(tǒng)采用匯編語言編程，匯編語言執(zhí)行速度優(yōu)于C語言，對(duì)于數(shù)據(jù)采集來講實(shí)時(shí)性要好一些。 按鍵掃描判斷主程序主程序中實(shí)現(xiàn)按鍵的掃描，硬件電路若有按鍵按下則HD7279A的KEY端口變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)。因此。當(dāng)掃描到按鍵按下時(shí)，軟件部分調(diào)用讀鍵盤代碼子程序，并將按鍵代碼讀入單片機(jī)對(duì)應(yīng)的內(nèi)存單元。若無按鍵按下，系統(tǒng)繼續(xù)掃描，直到有按鍵按下才執(zhí)行后面的程序。系統(tǒng)定義一個(gè)變量N，代表第N路模擬量選通。當(dāng)按鍵代碼是1時(shí)，軟件實(shí)現(xiàn)N=1；當(dāng)按鍵代碼是2時(shí)，軟件實(shí)現(xiàn)N=2；當(dāng)按鍵代碼是3時(shí)，軟件實(shí)現(xiàn)N=N+1；當(dāng)按鍵代碼是4時(shí)，軟件實(shí)現(xiàn)N=N1。由于初始化后N的值是1，所以當(dāng)N=1時(shí)若代碼是4的按鍵按下則軟件實(shí)現(xiàn)N=6。當(dāng)N=6時(shí)若代碼是3的按鍵按下，則軟件實(shí)現(xiàn)N=1。采用以上的方法就可實(shí)現(xiàn)四個(gè)按鍵控制多路模擬量的循環(huán)檢測(cè)。系統(tǒng)由按鍵掃描判斷主程序調(diào)用其他子程序，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和顯示。當(dāng)主程序確定是哪一路數(shù)據(jù)輸入后就調(diào)用數(shù)據(jù)采集子程序，并將采集的數(shù)據(jù)存放到指定的內(nèi)存單元。之后調(diào)用數(shù)據(jù)處理子程序和BCD碼轉(zhuǎn)換子程序，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬量量程范圍內(nèi)的十進(jìn)制數(shù)據(jù)，以便于顯示。最后調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序?qū)⒊绦蛱幚砗蟮臄?shù)據(jù)進(jìn)行顯示。系統(tǒng)可在初始化時(shí)自由定義模擬量的上下限報(bào)警值，并在主程序中對(duì)模擬量輸入值與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果超限，則通過LED燈的閃爍實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 數(shù)據(jù)處理子程序系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)均是通過A/D轉(zhuǎn)換得到的16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，由軟件實(shí)現(xiàn)屏蔽高四位從而得到12位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)00FFFH。數(shù)據(jù)處理的目的是將A/D轉(zhuǎn)換得到的12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的模擬量。由于系統(tǒng)采用AT89S52是八位單片機(jī)，數(shù)據(jù)的運(yùn)算指令只對(duì)單字節(jié)數(shù)據(jù)有效，不能直接進(jìn)行雙字節(jié)的數(shù)據(jù)運(yùn)算。因此，還需要由軟件編程實(shí)現(xiàn)雙字節(jié)的除法運(yùn)算。數(shù)據(jù)處理子程序只需在所需位置調(diào)用雙字節(jié)的除法子程序即可。數(shù)據(jù)處理子程序分為三部分：熱電阻數(shù)據(jù)處理子程序、熱電偶數(shù)據(jù)處理子程序、電流數(shù)據(jù)處理子程序。各部分相互獨(dú)立，均可由主程序調(diào)用。 熱電阻數(shù)據(jù)處理子程序系統(tǒng)采集的熱偶電溫度范圍是0~100℃。通過A/D轉(zhuǎn)換得到的12位數(shù)據(jù)范圍是0~0FFFH。如前所述，熱電阻的阻值與溫度并不成線性關(guān)系，但由于測(cè)溫范圍較窄，系統(tǒng)精度要求不是很高，因此，熱電阻測(cè)溫不進(jìn)行線性化處理。熱電阻所測(cè)溫度值T等于A/D轉(zhuǎn)換得到的12位數(shù)據(jù)除以41。數(shù)據(jù)運(yùn)算由軟件調(diào)用雙字節(jié)除法子程序?qū)崿F(xiàn)。 熱電偶數(shù)據(jù)處理子程序系統(tǒng)采集的熱電阻溫度范圍是0~800℃。通過A/D轉(zhuǎn)換得到的12位數(shù)據(jù)范圍是0~0FFFH。熱電偶存在冷端溫度，系統(tǒng)由硬件電路部分LM35采集熱電偶冷端溫度并進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果存放到指定的內(nèi)存單元。冷端溫度補(bǔ)償由軟件實(shí)現(xiàn)。 由于熱電偶的輸出電壓與溫度值并不呈線性關(guān)系，因此，系統(tǒng)由軟件實(shí)現(xiàn)熱電偶的線性化處理。工業(yè)測(cè)溫線性化的方法主要有以下三種：a) 直接查表法：對(duì)分度表不經(jīng)處理，直接按一定的排列的形式存入內(nèi)存當(dāng)中，用所得A/D轉(zhuǎn)換值靠軟件搜索來查得相應(yīng)的溫度值。b) 計(jì)算的方法：先用數(shù)學(xué)上的曲線擬合方法對(duì)熱電勢(shì)和對(duì)應(yīng)溫度進(jìn)行擬合，得出誤差最小的近似表達(dá)式T=f（e）。系統(tǒng)為了簡(jiǎn)單起見，常常用分段的數(shù)學(xué)表達(dá)式，之后用軟件程序進(jìn)行分區(qū)計(jì)算得到溫度。c) 數(shù)據(jù)壓縮法：將分度表進(jìn)行壓縮處理，減少數(shù)據(jù)表字節(jié)數(shù)，然后通過軟件計(jì)算出所測(cè)溫度。在線性化處理之前，首先要進(jìn)行標(biāo)度變換。系統(tǒng)采集到的是經(jīng)過放大后的0+5V的電壓信號(hào)，再將對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)經(jīng)過12位串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX144轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的000FFFH的二進(jìn)制數(shù)字量Dx。最后在程序進(jìn)行過程中，將其轉(zhuǎn)換成實(shí)際測(cè)量溫度的顯示碼值。這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換過程，就是標(biāo)度變換。只有在被測(cè)量參數(shù)值與A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果為線性關(guān)系的情況下才可以進(jìn)行線性化標(biāo)度變換。線性化標(biāo)度變換公式： Bo：模擬量的下限Bm：模擬量的上限Bx：實(shí)際測(cè)量值（工程量）N0：模擬量的下限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量Nm：模擬量的上限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量Nx：測(cè)量時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量系統(tǒng)所測(cè)量的模擬量下限Bo=0,模擬量的下限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量No=0。因此上式可簡(jiǎn)化為： 設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用分段數(shù)學(xué)表達(dá)式的方法實(shí)現(xiàn)線性化處理。 K型熱電偶線性化標(biāo)度變換表溫度t（℃）熱電勢(shì)Et（mV）放大器輸出u（V）轉(zhuǎn)換值T00000T140197T2120603T32801398T43501755T57003578T680054095 ： 熱電偶線性化處理程序流程圖開始取轉(zhuǎn)換值DxDx197Dx603Dx1398Dx1775Dx3578Dout=（DxDl）*K+DwK=。Dl=0。Dw=0K==197。Dw=40K=。Dl=1775。Dw=350K=。Dl=1398。Dw=280K=。Dl=603。Dw=120K=。Dl=3578。Dw=700輸出Dout，程序返回否否否否否是是是是是 電流數(shù)據(jù)處理子程序系統(tǒng)采集的電流范圍是420mA,由于電流