【文章內容簡介】 示水泵開關狀態(tài)，發(fā)光二極管亮代表繼電器開關打開。 LED 數(shù)字顯示部分 數(shù)字顯示電路包括兩個四位共陽極 LED 顯示器和鍵盤控制電路組成，一個 LED 顯示器顯示實際的溫度值，另一個 LED 顯示器顯示設定的濕度。共陽極 LED顯示器的陰極和單片機 AT 89C51的 P1 口連接，顯示段碼由 CPU 通過 P1 口傳送到 LED 顯示器的陰極。位掃描碼由單片機 AT 89C51的 P P2 P22 輸出，經(jīng) 74LS138 譯碼器譯碼后，再經(jīng)同相驅動器傳送到 LED 顯示器的陽極，選通 LED 顯示器的對應位。單片機輸出電壓電流不能驅動數(shù)碼管，使用 9015 三極管進行驅動，138 譯碼器是 TTL 電平與單片機兼容。本模塊利用 138 譯碼器對顯示器動態(tài)掃描，大大簡化硬件，充分利用了單片機的資源。 本系統(tǒng)輸出結果選用 4 個 LED 顯示。數(shù)碼管有共陰共陽之分，本系統(tǒng)采用 8 段共陰型 LED，江蘇海事職業(yè)技術學院 2021 屆專科生畢業(yè)設計 第 6 頁 其原理圖如圖 5 所示，每位數(shù)碼管內部→ 8 個發(fā)光二極管組成，由 8個發(fā)光二極管的陰極并接而成的公共端在正常顯示時接低電平 (GND)， adp各引腳 上是否是高電平將決定各個數(shù)碼管是否被點亮。 圖 5 為 LED 數(shù)碼管的外形結構，外部共有 10個引腳，其中 3, 8 腳是公共端，其余的 8個引腳被稱為段選端。 由于系統(tǒng)要顯示的內容比較簡單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟。 LED 有共陰極和共陽極兩種。如圖 5 所示。 二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽極則將發(fā)光二極管的陽極連接在一起，接入 +5V 的電壓。一位顯示器由 8個發(fā)光二極管組成，其中 7個發(fā)光二極管構成字型“ 8”的各個筆劃（段） a～ g，另一個小數(shù)點為 dp 發(fā)光二極管。當在某段發(fā)光二極管施加一定的 正向電壓時，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護各段 LED 不被損壞，需外加限流電阻。 符號和引腳 共陰極 共陽極 圖 5 LED數(shù)碼管結構原理圖 數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)掃描顯示方式。為節(jié)省端口及降低功耗，本系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示方式。用 P3 口來控制數(shù)碼管每一位的公共端，即“位控”。如果要顯示不同的內容，那么就要采用輪流顯示的方式，即在某一瞬間，只讓其中的某一位的字位線處于選通狀態(tài)，其它各位的字 位線處于斷開狀態(tài)，同時字段線上輸出這一位相應要顯示字符的字段碼。 顯示掃描由程控實現(xiàn)，其中 PA口輸出字型碼， PC口輸出位選信號即掃描信號。相應的端口地址分配如表 41: 名稱 命令 /狀態(tài)寄存器 PA口 PB口 PC口 端口地址 7FF8H 7FF9H 7FFAH 7FFBH 江蘇海事職業(yè)技術學院 2021 屆?？粕厴I(yè)設計 第 7 頁 超限報警電路 為了使操作人員在一些緊急或反常狀態(tài)下不會忽視、能夠及時的處理突發(fā)狀況，所以需要有一種能夠引起人們注意的報警信號。報警信號一般包括 :閃光報警、鳴音報警和語音報警，本系統(tǒng)采用聲光報警。 如圖 6 所示為報警 電路，選用壓電式蜂鳴器，這種蜂鳴器僅需要 10mA 的驅動電流就可以產(chǎn)生 3KHz 左右的蜂鳴聲音，其中蜂鳴器的一端接在高電平 +SV 上，另一端連接 ，在初態(tài)時， 始終輸出高電平 1，在需要報警的時候，對端口 清零就可以了。同時利用延時程序來控制報警聲音的長短。當 端輸出為低電平“ 0”時，二極管導通，燈亮發(fā)出報警信號。 圖 6 報警電路 5 軟件設計 系統(tǒng)軟件程序設計主要包括 :主程序設計，采樣子程序設計，數(shù)據(jù)處理程序，顯示子程序，串口通信程序等。各芯片地址編碼為 : RAM6116: OFOOOHOF7FFH 81551/0 口 :7FF8H 7FFDH ADC0809: OBFF8HOBFFFH 主程序設計 江蘇海事職業(yè)技術學院 2021 屆專科生畢業(yè)設計 第 8 頁 否 是 否 是 圖 7 主程序設計流程圖 采樣子程序設計 采樣子程序清單 : AD: MOV R0, ADTURNO MOV R6, OBH ADLOOP: MOV DPTR, OBFF8H ； 啟動 INO 通道 A/D 轉換 GOON: MOVX @DPTR, A MOV R7, OAOH ； 延時等待轉換結束 DLAY: NOP NOP NOP 啟動 初始化 讀取 A/D 轉換結果 數(shù)值顯示 數(shù)值小于設定的值 調用控制模塊 設定時間未到？ 調用時 間顯示模塊 江蘇海事職業(yè)技術學院 2021 屆?？粕厴I(yè)設計 第 9 頁 NOP NOP DJNZ R7, DLAY MOVX A, @DPTR MOV @R0, A ；將轉換后的數(shù)據(jù)送入以 ADTURNO 為首址的一片 RAM 內 INC RO DJNZ R6, ADLOOP SJMP AD RET 數(shù)據(jù) 處理 數(shù)字濾波技術 在進行數(shù)據(jù)采集時，輸入信號容易受到隨機干擾，因此 A/D 轉換器送入單片機中的數(shù)據(jù)存在誤差，稱為隨機誤差。為了克服隨機干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術；軟件上采用數(shù)字濾波法來抑制有效信號中的干擾成分，消除誤差。本系統(tǒng)即采用數(shù)字濾波法。 常用的數(shù)字濾波法包括 :限幅濾波法、中位值濾波法、算術平均濾波法、去極值平均濾波法、移動平均濾波法、加權平均濾波法、低通濾波法、復合濾波法等。本系統(tǒng)即采用中位值濾波法。 中位值濾波法的具體思路是 :對被測參數(shù)連續(xù)采樣 N 次 (一般 N為奇數(shù) )，然后把 N 次采樣值按大小排列，取其中間值為本次采樣值。 本程序每次對土壤濕度連續(xù)采樣 11 次， ADTURNO 為片內 RAM 的 21H 地址單元，是采樣值放入內存的首地址，濾波結果放入片內 RAM 的 37H 地址單元，即 LINEADRO 地址。 MAOPAO: MOV Rl, ADTURNO MOV R5, OAH CLR OOH FILTER: MOV 3CH, @R1 INC R1 MOV A, @R1 CLR C SUBB A, 3CH 江蘇海事職業(yè)技術學院 2021 屆?？粕厴I(yè)設計 第 10 頁 JNC NEXT MOV A, @R1 MOV @R1, 3CH DEC R1 MOV @Rl, A INC R1 SETB OOH NEXT: DJNZ R5, FILTER JB OOH, MAOPA