【文章內(nèi)容簡介】 C8H 8 7FH 80H 8. FFH 00H 9 6FH 90H “滅” 00H FFH A 77H 88H | | | 下面以8位共陽數(shù)碼管為例，簡要說明共陽數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的原理。為了介紹方便，假定單片機(jī)的P0口接數(shù)碼管的8段顯示管，P1口用來控制每個(gè)數(shù)碼管的陽極端。單片機(jī)采用掃描方式進(jìn)行工作，首先將要在最高位顯示的數(shù)字寫到P0口，使D7和電源接通，~，使D6~D0和電源斷開。此時(shí)最高位亮，其余不亮。保持一小段時(shí)間后，將要在次高位顯示的數(shù)字寫到P0口，使D6和電源接通，~，使D7和D5~D0和電源斷開。此時(shí)次高位亮，其余不亮……不斷進(jìn)行循環(huán)掃描。如果掃描速度足夠快，人眼感覺到的就是一排亮著的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示原理基本相同。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)，是經(jīng)過MLX90601EZACAA紅外測(cè)溫模塊對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行采集，然后經(jīng)過IROUT管腳輸出所采集到的模擬信號(hào)。由于所采集到的信號(hào)是模擬信號(hào)且很微弱，所以該模擬信號(hào)通過放大濾波電路后傳輸?shù)紸DC進(jìn)行轉(zhuǎn)換。把轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字處理，最后通過單片機(jī)的控制傳送到LED數(shù)碼顯示管中進(jìn)行顯示。就完成整個(gè)紅外測(cè)溫的主要過程。 其系統(tǒng)硬件總圖見附錄一所示?！LX90601CAA模塊接口電路連接的電路如圖所示。MLX90601EACAA供電電壓是+5V，MLX90601EZACAA紅外接收模塊所接收到的信號(hào)是模擬信號(hào)，所以IROUT管腳接放大濾波電路[1]，經(jīng)放大濾波后，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字子信號(hào)，在送到單片機(jī)進(jìn)行處理。 圖31 紅外接收模塊外圍接口 放大濾波和穩(wěn)壓電路部分 溫度變化反映在紅外模塊的傳感上[12]，是將溫度信號(hào)以電壓的方式輸出。由于熱紅外傳感溫度系數(shù)很小，其上的電壓變化就很小。因此還需要對(duì)此輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，再送入A/D轉(zhuǎn)換中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再輸出給單片機(jī)。圖32所示顯示了放大濾波電路的連接圖。 圖32濾波放大電路 A/D轉(zhuǎn)換部分ADC0809和單片機(jī)之間的連接如圖33所示。其中A/D的參考電壓采用默認(rèn)的5V，使用單片機(jī)輸出時(shí)鐘分頻。A/D的數(shù)據(jù)口和AT89C52的P1口相連接[12]，A/D的控制和反饋端口和單片機(jī)的P3功能口相連接。圖中的74LS74觸發(fā)器，一個(gè)74LS74中包含兩個(gè)D觸發(fā)器。這里把它連接成分頻器，用來對(duì)單片機(jī)ALE輸出的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻。以提供給AD0809，用作AD0809的時(shí)鐘信號(hào)。因?yàn)閱纹珹LE輸出的時(shí)鐘頻率是12M/6 2M，太大不能直接送給AD0809,所以要用74LS74進(jìn)行分頻。 圖33 ADC0809與單片機(jī)連接圖顯示系統(tǒng)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于顯示各種參數(shù)的值，以便使現(xiàn)場工作人員能夠及時(shí)掌握生產(chǎn)過程。如圖34所示，本文采用三位共陽數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示方式。三個(gè)數(shù)碼管的8段分別連接電阻，再通過電阻和單片機(jī)的P0口相連。當(dāng)控制端為高，數(shù)碼管陽極和電源斷開，該數(shù)碼管不亮；當(dāng)控制端為低，數(shù)碼管陽極和電源接通，該數(shù)碼管亮。由共陽數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)，～，相應(yīng)管段亮，輸出高電平時(shí)，相應(yīng)管段滅。相應(yīng)管段亮，輸出高電平時(shí)，相應(yīng)管段滅。圖34 數(shù)碼顯示電路 穩(wěn)壓電源是單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為測(cè)控系統(tǒng)提供多路電源電壓，還直接影響到系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和抗干擾性能。近年來，傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源正逐步被高效率的開關(guān)電源所取代。特別是單片開關(guān)電源的迅速推廣應(yīng)用，為設(shè)計(jì)新型、高效、節(jié)能電源創(chuàng)造了良好的條件。 線性集成穩(wěn)壓器分固定式輸出、可調(diào)式輸出兩種類型，又以三端固定或可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用范圍為最廣。此設(shè)計(jì)中選用的三端固定集成穩(wěn)壓器為78L05，其電路圖如圖35所示。圖35 系統(tǒng)電源的電路圖該電源電路采用兩種供電方式：機(jī)內(nèi)變壓器供電和機(jī)外外接電源供電，兩種供電方式可以任選一種，在機(jī)內(nèi)自動(dòng)切換。機(jī)外外接供電采用傻瓜式接口，不需要辨認(rèn)直流電正負(fù)極，可任意接入8～15V的交流或在直流電壓。機(jī)內(nèi)變壓器輸入220V交流電壓，輸出7V交流電壓。經(jīng)過橋式整流輸出大約9V的脈動(dòng)電壓，經(jīng)過470uF的濾波電容可得到平穩(wěn)的直流電壓，此電壓再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器78L05穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的+5V電壓。外接供電口輸入的電源也經(jīng)過機(jī)內(nèi)另一組橋式整流橋，再經(jīng)過濾波、穩(wěn)壓、然后輸出。輸入口的整流橋堆實(shí)現(xiàn)了傻瓜式接口。當(dāng)輸入直流電源時(shí)，由DD4或者DD3中的一組完成極性轉(zhuǎn)換。如果輸入的是交流電源，則由D1~D4組成的橋完成整流。 AT89C52單片機(jī)主控模塊部分 AT89C52單片機(jī)的電源、復(fù)位、晶振振蕩電路如圖3－6所示[13]圖36AT89C52單片機(jī)的電源、復(fù)位、晶振振蕩電路圖 復(fù)位電路 復(fù)位操作完成單片機(jī)片內(nèi)電路的初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運(yùn)行。當(dāng)AT89C52單片機(jī)的復(fù)位引腳RESET出現(xiàn)5ms以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作。如果RESET持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位、開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。開關(guān)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，如果發(fā)生死機(jī)，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。本設(shè)計(jì)使用的復(fù)位電路是常用的上電且開關(guān)復(fù)位電路如圖37所示。上電后，由于電容充電，使RESET持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RESET持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。通常選擇C＝10～30uF，R＝10KΩ圖37復(fù)位路 晶振振蕩電路XTAL1腳和XTAL2腳分別構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，外接石英振蕩器或陶瓷振蕩器以及補(bǔ)償電容CC2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。當(dāng)外接石英晶體時(shí)，電容CC2選30pF177。10pF；當(dāng)外接陶瓷振蕩器時(shí)，電容CC2選47pF177。10pF。AT89C52系統(tǒng)中晶振可在0～24MHz選擇。外接電容CC2的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩頻率的穩(wěn)定度、起振時(shí)間及穩(wěn)定性。如圖38所示。圖38 單片機(jī)晶振振蕩電路第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本次軟件設(shè)計(jì)借助Keil來完成[10]。Keil采用C語言編程，是51系列單片機(jī)的通用編程軟件。隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用的匯編語言到逐漸使用的高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil是目前最流行的51單片機(jī)開發(fā)軟件。該開發(fā)平臺(tái)內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成從工程建立和管理、編譯連接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程。其C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制選項(xiàng)，這些特點(diǎn)在開發(fā)大型項(xiàng)目時(shí)非常理想。由于此軟件應(yīng)用方便，功能強(qiáng)大，所以本設(shè)計(jì)所選用此軟件來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。 主程序總流程設(shè)計(jì) 在程序設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)行初始化編程，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。當(dāng)初始化完成后，在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，對(duì)紅外模塊接收到的溫度數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，使得把讀入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的單片機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，等待單片機(jī)的處理。如果數(shù)據(jù)沒有讀完，繼續(xù)返回上級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀入。當(dāng)數(shù)據(jù)讀完后，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理完后，最后送到LED進(jìn)行顯示。使得把測(cè)得的數(shù)據(jù)由數(shù)碼管顯示出來。這就是整個(gè)軟件流程所需要完成的工作。如圖41所示。 在此設(shè)計(jì)中主要有以下主控模塊：A/D轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)處理 對(duì)整數(shù)部分和小數(shù)部分的進(jìn)行處理。3. LED數(shù)碼顯示 完成對(duì)溫度信號(hào)的顯示。 N Y 圖41設(shè)計(jì)主程序框圖 對(duì)于每個(gè)主控模塊所需完成的功能不一樣，所以下面對(duì)每個(gè)模塊所需設(shè)計(jì)的流程，進(jìn)行介紹。 初始化程序功能：設(shè)置定時(shí)器0、外部中斷0、和外部中斷1的中斷程序入口；設(shè)置定時(shí)器0的工作方式為1；定時(shí)時(shí)間為500ms；設(shè)置計(jì)數(shù)單元（30H）初值。初始化程序流程圖如圖42所示。 圖42初始化程序流程圖 A/D轉(zhuǎn)換程序流程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采樣程序功能：巡回檢測(cè)ADC0809通道，巡回檢測(cè)的方式是先對(duì)8個(gè)通道各采樣一次，然后再采集第二次……共采集五次。采樣程序采用中i斷方式。A/D轉(zhuǎn)換完成中斷功能：將