【文章內(nèi)容簡介】 極管點(diǎn)亮，相當(dāng)?shù)亩? 被點(diǎn)亮，相應(yīng)的短被顯示。同樣，共陽極 LED 顯示 器的工作原理也一樣。采用移位寄存器擴(kuò)展 I/O 口，只需要占用 3 個(gè) I/O 口，即數(shù)據(jù)（ DATA）、時(shí)鐘（ CLOCK）、 15 輸出使能（ OUTPUT ENABLE） ,從理論上講就可以無限制地?cái)U(kuò)展 I/O 口，而且顯示數(shù)據(jù)為靜態(tài)顯示，幾乎不占用 CPU 資源。 采用擴(kuò)展口后，又能采用靜態(tài)顯示，這樣，既解決了靜態(tài)顯示占用 I/O 口多的問題，也解決了動(dòng)態(tài)顯示不穩(wěn)定、容易閃爍、占用 CPU 資源過多的問題。 加熱降溫驅(qū)動(dòng)控制電路 采用開關(guān)量控制，如繼電器、雙向可控硅、光耦等，控溫快速，但是雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路比較麻煩，調(diào)試也 麻煩，若用現(xiàn)成的固態(tài)繼電器 (其實(shí)就是把雙向可控硅和驅(qū)動(dòng)電路做在一起的 )價(jià)格十分昂貴。若用繼電器時(shí)要注意器電感的反向電動(dòng)勢，和開關(guān)觸點(diǎn)對(duì)電源的影響，以及開關(guān)脈沖對(duì)整個(gè)電路的影響等，應(yīng)該 加入必要的防止干擾的措施。 采用光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路，這種器件是一種單片機(jī)輸出與雙向可控硅之間較理想的接口器件，它有輸入和輸出兩部分組成，輸入部分是一種砷化鎵發(fā)光二極管，該二極管在 5MA~15MA 正向電流作用下發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外光，觸發(fā)輸出部分，輸出部分是一個(gè)硅光敏雙向可控硅，在紅外線的作用下可雙向?qū)ā? 光電耦合器也常用于較遠(yuǎn)距離的信號(hào)隔離傳送，一方面光耦合器可以起到隔離兩個(gè)系統(tǒng)地線的作用，使兩個(gè)系統(tǒng)的電源相互獨(dú)立，消除地電位不同所產(chǎn)生的影響。另一方面，光耦合器的發(fā)光二極管是電流的驅(qū)動(dòng)器件，可以形成電流環(huán)路的傳送形式。由于電流環(huán)路是低阻抗電路，對(duì)噪音的敏感度低，因此提高通訊系統(tǒng)的抗干擾能力，常用于有噪音干擾的環(huán)境里傳輸信號(hào)。 鍵盤輸入部分 常用的鍵盤接口分為獨(dú)立式按鍵接口和矩陣式鍵盤接口。 采用獨(dú)立式按鍵接口，這種方式是各種按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響 其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷那個(gè)按鍵被按下了。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。獨(dú)立式按鍵電路按鍵直接與單片機(jī)的 I/O 口線相接，通過讀 I/O 口，判定個(gè) I/O 口，判定各 I/O 口線的電平狀態(tài)，即可識(shí)別出按下的鍵盤。 16 單元電路設(shè)計(jì) 溫度采集電路 溫度采集系統(tǒng)主要由 AD590、 OP0 ICL8069 組成 ，如圖 所示。 圖 溫度采集電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 選用 89S51 作為中央處理器， A/D 轉(zhuǎn)換器選用 ADC0809，其連接電路如圖 所示。 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 17 顯示電路 采用 74LS164 與單片機(jī)連接，如圖 所示。 圖 顯示電路 驅(qū)動(dòng)控制電路 光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器是一種單片機(jī)輸出與雙向可控硅之間較理想的接口器件，它有輸入和輸出兩部分組成，輸入部分為砷化鎵 反光二極管，該二極管在 5MA~15MA 正向電流作用下發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外光，觸發(fā)輸出部分。連接電路如下如所示。輸出部分為硅光敏雙向可控硅，在紅外線作用下可雙向?qū)āＴ撈骷榱_雙列直插式封裝。 驅(qū)動(dòng)控制電路如圖 所示。 圖 驅(qū)動(dòng)控制電路 18 鍵盤電路 采用獨(dú)立式按鍵設(shè)計(jì)，如圖 所示。 圖 鍵盤電路 電源電路 電源也不能小視，每一個(gè)系統(tǒng)的電源都不容馬虎，電源雖然簡單，但需要功能可靠，且需要功能可靠， 且每個(gè)板子上都有 CBB 電容和高品質(zhì)的 ELNA 電容做退耦，如圖 所示。 圖 電源電路 19 第四章 軟件單元 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說明 在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重要地位。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件更為重要。 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然 后再輸出，以便控制生產(chǎn)。 為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對(duì)獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。 模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是： 單個(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫及調(diào)試； 模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用； 模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑顯示子程序﹑延時(shí)子程序﹑ A/D 轉(zhuǎn)換子程序、鍵盤子程序構(gòu)成。 主程序 流程 本設(shè)計(jì)主程序流程如圖 所示。 圖 主程序流程圖 20 程序啟動(dòng)后，首先清理系統(tǒng)內(nèi)存，然后對(duì)溫度進(jìn)行采集并通過 A/D 轉(zhuǎn)換后，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，再由單片機(jī)控制顯示設(shè)備，顯示現(xiàn)在的溫度，然后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待鍵盤輸入設(shè)定溫度，然后系統(tǒng)將設(shè)定溫度與現(xiàn)在溫度進(jìn)行比較，得出結(jié)果后，啟動(dòng)制冷系統(tǒng)或是加熱系統(tǒng)。 主程序見附錄 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 圖 是 A/D 轉(zhuǎn)換子程序流程圖。 圖 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 由于 ADC0809 的輸出端帶有三態(tài)鎖存器，因此可以和 T89S51 單片機(jī)直接接口。 T89S51 單片機(jī)的 PO 口作為復(fù)用數(shù)據(jù)總線，與 ADC0809 數(shù)據(jù)輸出端 DO0— DO7相接。 89S51 的低三位數(shù)據(jù)用于選擇 8 路模擬電壓輸入，但實(shí)際上由于只有 1 路模擬量，即溫度采集電路中的 IN1， IN0直接與 ADC0809的 IN1,IN0相連。固 A=B=C=0，即均接低電平。 轉(zhuǎn)換開始 10μs 后， EOC 端降為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后， EOC 變 為高電平，用中斷的方式通知 89S51 單片機(jī)轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，可以將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入單片機(jī)了，89S51 響應(yīng)該中斷后即可在中斷服務(wù)程序中完成轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀入。如果采用查詢法讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，則可將 EOC 信號(hào)輸出經(jīng)過一個(gè)鎖存器鎖存后再接到 89S51 P0口的某一數(shù)據(jù)線，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 10μs 后， 89S51 不斷對(duì)鎖存器的輸出狀態(tài)進(jìn)行查詢，看是否變?yōu)楦唠娖?。一旦查詢到變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，即用外部數(shù)據(jù)傳送指令將轉(zhuǎn)換結(jié) 21 0INT果輸入 ，則 EOC 端可懸空，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后，89S51 延遲 100μs 以上，再讀入數(shù)據(jù)。 在編 寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集程序時(shí)，在主程序中要對(duì) 外部中斷進(jìn)行預(yù)置。然后啟動(dòng) ADC0809 進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。 89S51 由 VIN0路開始對(duì) 8 路模擬量進(jìn)行采集，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，把轉(zhuǎn)換結(jié)果讀入 89S51 的累加器 A，再轉(zhuǎn)存到相應(yīng)的緩沖存儲(chǔ)單元 50H57H，再由主程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或移入外部RAM 緩沖區(qū)的相應(yīng)單元中。 A/D 轉(zhuǎn)換的子程序如下： DATA0809: SETB NOP NOP SETB 。啟動(dòng) AD NOP NOP CLR HERE1: JB ,HERE1 。低電平檢測 HERE2: JNB ,HERE2 LCALL YS1MS 。數(shù)據(jù)調(diào)整 MOV A,P0 ANL A,01111111B MOV B,100 DIV AB MOV A,B MOV B,10 DIV AB MOV 6CH,A SWAP A MOV 6BH,B MOV 71H,A RET 22 顯示子程序 當(dāng)系統(tǒng)傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)給 74LS164 時(shí)，利用 UART 模式 0，把 DISPLAY_DATA中的初始數(shù)顯示到 LED1 和 LED2,十進(jìn)制值顯示到 LED1,個(gè)位數(shù)值顯示到 LED2；當(dāng)十進(jìn)制數(shù)值為 0時(shí) LED1 不顯示。每個(gè)數(shù)值的顯示時(shí)間由 DISPLAY_TIME 確定。流程圖如圖 所示。 圖 顯示子程序流程圖 顯示子程序如下： XS: MOV R0,08H START: CLR CLR CLR MOV A,70H LCALL YW MOV A,71H LCALL YW SETB LCALL YS1MS RET YW: RLC A 。移位送數(shù) MOV ,C 23 CLR SETB DJNZ R0,YW MOV R0,08H RET YY0: MOV R5,74 DELAY15: MOV R6,50 DELAY25: MOV R7,200 DELAY35: JB ,HERE10 DJNZ R7,DELAY35 DJNZ R6,DELAY15 SETB SETB LCALL YS20MS RET 鍵 盤子程序 溫度測量值用 3 位 LED 數(shù)碼管顯示，輸入設(shè)定值顯示也用 3位 LED 數(shù)碼管，輸入按鍵只有 4個(gè)，一個(gè)為 “ 模式設(shè)定 ” ，一個(gè)為 “ 復(fù)位鍵 ” ，另兩個(gè)為 “ 加溫鍵 ” 、 “ 降溫 鍵 ” 。欲輸入設(shè)定值（溫控值）時(shí)，按一下 “ 模式設(shè)定鍵 ” ，程序進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)輸入設(shè)定值顯示的 3位 LED數(shù)碼管中，按下 “ 加溫 鍵 ” 或 “ 降溫 鍵 ” ，即可輸入 相應(yīng)的數(shù) 值；這樣可完成 3 位數(shù)的輸入。 由于受 I/O 線數(shù)量限制， AT89S51 單片機(jī) P1 口中的 、 RST 四個(gè)借口 既作為驅(qū)動(dòng) 4位 LED 數(shù)碼管的數(shù)據(jù)輸出一部分，同時(shí)也用作按鍵的 輸入。 敲擊每個(gè)按鍵都會(huì)向單片機(jī)發(fā)送不同的信號(hào)。 無疑，這種方式大大節(jié)約了硬件的 I/O 線，但也給編程者提出了更高的技術(shù)要求 設(shè)定 為與接收信號(hào)相關(guān)的寄存器。子程序被調(diào)用后，首先從 B寄存器中取值， 系統(tǒng)就開始對(duì) 鍵盤 進(jìn)行掃描，延時(shí) 100ms 后進(jìn)行復(fù)查 ，即查看~ 中那個(gè)寄存器有信號(hào)，設(shè)定有鍵按下為 1，否則為 0。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有信號(hào)時(shí)，激發(fā)相應(yīng)的子程序，進(jìn)行相應(yīng)的處理。 在實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，所以，在編程時(shí)要采用延時(shí)進(jìn)行復(fù)查，確定后再輸出數(shù)據(jù) 。 鍵盤子程序流程如圖 。 24 圖 鍵盤子程序流程圖 鍵盤子程序如下： KEYPROC: MOV A,B 。從 B 寄存器中獲取鍵值 JB ,KeyStart 。分析鍵的代碼，某位被放下，則該位為 1