【文章內(nèi)容簡介】 位選端，其余 8 個(gè)引腳稱為段選端，當(dāng)要使用某一位數(shù)碼管顯示某一數(shù)字（ 09中的一個(gè)），必須在這個(gè)數(shù)碼管的段選端加上與數(shù)字對應(yīng)的 8位段選碼（也稱字形碼），在 位選端加上低電平 即可。 數(shù)碼管顯示有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)掃描顯示方式。 靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是各 LED管能穩(wěn)定地同時(shí)顯示各自字形；動態(tài)顯示是指各 LED 輪流 一遍一遍顯示各自字符，人們因視覺惰性而看到的是各 LED 似乎在同時(shí)顯示不同字形。 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。動態(tài)掃描方式需要解決多位 LED數(shù)碼管的“段控”和“位控”問題，本電路通過 P1口實(shí)現(xiàn)：而每一無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 9 位的公共端，即 LED 數(shù)碼管的“位控”， 則由 P3 口控制。這種連接方式由于多位字段線連在一起，因此，要想顯示不同的內(nèi)容，必然要采取輪流顯示的方式，即在某 一瞬間，只讓其中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(shí)字段線上輸出 這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。在這一瞬時(shí)，只要這一位在顯示，其它幾位則暗。 本系統(tǒng)中，字位線的選通與否是通過 PNP 三極管的導(dǎo)通與截止來控制的，即三極管處于“開關(guān)”狀態(tài)。 在單片機(jī)系統(tǒng)中， LED 和鍵盤是兩種很重要外設(shè)。鍵盤用于輸入數(shù)據(jù)、代碼和命令； LED 用來顯示控制過程和運(yùn)算結(jié)果。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 0 M a r 2 0 11 S he e t o f F i l e : D : \ M T Y \電路原理圖 .d db D r a w n B y:GNDA0A1A2R52 70R6 R7R8R9R 1 0R 1 1R 1 22 70N U M F N U M E N U M D N U M C N U M B N U M A N U M 9 N U M 8 N U M 7 N U M 6 N U M 5 N U M 4 N U M 3 N U M 2 N U M 1 N U M 0 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp cm cmD S 2 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp cm cmD S 1 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp cm cmD S 0 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp cm cmD S 3 R31 0kR41 0kD P PSASBSCSDSESFSGAA A A AAB B B BBBC C C CCCD D D DE E E EF F F FFFG G GGGDPDP DP DPEED DDPO U T D S 0O U T D S 1O U T D S 2O U T D S 3G 圖 9 數(shù)字顯示電路圖 ZLG7289 是由廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有線公司自行設(shè)計(jì)的鍵盤顯示接口芯片，它具有 SPI 串行接口功能，可同時(shí) 驅(qū)動 8位 共陰極數(shù)碼管（或 64只獨(dú)立 LED）和 64 個(gè)鍵，單片即可完成 LED 顯示、鍵盤接口的全部功能。 ZLG7289 內(nèi)部含有譯碼器，可直接接收 BCD 碼或 十六進(jìn)制碼，并同時(shí)具有 2種譯碼方式。此外， ZLG7289 還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。 ZLG7289 具有片選信號，可方便的實(shí)現(xiàn)多于 8 位的顯示或多于 64 鍵的鍵盤接口。 ZLG7289 用來控制程序 和驅(qū)動 LED 數(shù)碼管 如何顯示。 按鍵電路中， 有相應(yīng)的下拉電阻（ R5~R12）和位選電阻（ R R4，連接鍵盤與位選線 DIG0~DIG7）， SPI 接口時(shí)序： ZLG7289 與單片機(jī)的接口采用 3 線制 SPI 串行總線方式，由 CS 、 CLK 和 DIO這 3根信號線。 CS 和 CLK 是輸入信號，由單片機(jī)提供。 DIO信號是雙向的，必須接到單片機(jī) 中具有雙向功能的 I/O 口上。 ZLG7289 與單片機(jī)通信時(shí)，串行數(shù)據(jù)從 DIO 引腳送入芯片，并由 CLK 端同步。當(dāng)片選信號 CS 變?yōu)榈碗娖胶螅?DIO 引腳上的數(shù)據(jù)在 CLK 引腳的上升沿被寫入ZLG7289 的緩沖寄存器中。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 10 當(dāng) ZLG7289 檢測到有效的按鍵時(shí)， INT 引腳從高電平變?yōu)榈碗娖?，并一直保持到按鍵結(jié)束。只有當(dāng) INT 引腳出現(xiàn)下降沿時(shí)，才允許讀取按鍵值，否則將得不到有意義的數(shù)據(jù)。如果在收到“讀鍵盤指令”時(shí)沒有有效按鍵，則 ZLG7289 將輸出 FFH（ 11111111B） CS ： SPI 總線片選輸入信號，低電平有效，負(fù)責(zé)向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù)。 CLK： SPI 總 線同步時(shí)鐘輸入信號，向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳上升沿表示數(shù)據(jù) 有效。 DIO： SPI 總線串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出信號，雙向。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)檩敵龆恕? 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 1 A p r 2 0 1 1 S h e e t o f F i l e : D : \節(jié)水 \ 電路原理圖 . d d b D r a w n B y :R T C C1V C C2NC3G N D4NC5/ C S6C L K7D I O8/ K E Y9SG10SF11SE12SD13SC14SB15SA16DP17D I G 018D I G 119D I G 220D I G 321D I G 422D I G 523D I G 624D I G 725C L K 026RC27/ R S T28U6Z L G 7 2 8 9C72 2 0 u FV C CU 1 11 2 M H ZC51 5 p FC61 5 p FC40 . 1 u FR21 0 KV C CP 1 .3P 1 .4P 1 .5K e ySASBSCSDSESFSGO U T D S 0O U T D S 1O U T D S 2O U T D S 3D P P 圖 10 ZLG7289 電路圖 輸出控制電路 該節(jié)水灌溉系統(tǒng)電路在 不同的濕度范圍內(nèi)分別進(jìn)行不同的操作，滴灌和噴灌， 利用兩個(gè) 輸出控制電路來進(jìn)行相應(yīng)的操作，若土壤濕度過低，那就實(shí)行噴灌，若土壤濕度稍低，那就滴灌。相應(yīng)的，由以下兩個(gè)相同的電路，由繼電器來控制，分別用于滴灌和噴灌。 由單片機(jī)的 、 口控制整個(gè)電路 。 該輸出控制電路的工作原理 :當(dāng) 1時(shí)，三極管 9013 導(dǎo)通， 光電耦合器工作， 繼電器不得電 ,K2 吸附在上面， 電動機(jī)啟動，開始灌溉。 反之，當(dāng) 0 時(shí)，三極管截止，繼電器得電， K1吸 附在下面，電動機(jī)停止，灌溉結(jié)束。 電路如圖 11。 9013 三極管是一種 NPN 型硅小功率的三極管，它是 非常常見的晶體三極管，在收音機(jī)以及各種放大電路中經(jīng)?？吹剿瑧?yīng)用范圍很廣，它是 NPN 型小功率三極管。 9013 的參數(shù)如下： 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 11 集電極電流 Ic： Max 500Ma 工作溫度： 55℃ to +150℃ 集電極 基極電壓 Vcbo: 40V 主要用途：放大電路 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 3 A p r 2 0 1 1 S h e e t o f F i l e : D : \節(jié)水 \ 電路原理圖 . d d b D r a w n B y :Q19 0 1 3 D11 N 4 1 4 8K2R E L A Y S P D TR 1 41KR 1 33 3 0V C CU5O P T O I S O 1V C CP 1 .1M G 2M O T O R A C 圖 11 輸出 控制電路圖 繼電器是具有 隔離功能的自動開關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測、通訊、自動控制、 機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。 繼電器一般都有 能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等） 的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分）； 有能對被控電路實(shí)現(xiàn) “ 通 ” 、“ 斷 ” 控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對輸入量進(jìn)行耦合隔離，功能處理和對輸出部分進(jìn)行驅(qū)動的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動部分）。 作為 控制元件，概括起來，繼電器有如下幾種作用 ： （ 1） 擴(kuò)大控制范圍。 （ 2） 放大。 （ 3） 綜合信號。 （ 4） 自動、遙控、監(jiān)測。 繼電器實(shí)質(zhì)是一種傳遞信號的電器，它根據(jù)輸入的信號達(dá)到不同的控制目的 ，繼 電器一般是用來接通和斷開控制電器 （電動機(jī)）。 4 軟件設(shè)計(jì) 程序流程 在本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中，主控模塊負(fù)責(zé)啟動系統(tǒng)后顯示屏上的初級顯示，開外部中斷，判斷系統(tǒng)模式，以及執(zhí)行相應(yīng)的子程序，完成系統(tǒng)功能。 在主程序模塊中，需要完成對各模塊接口的初始化工作，另外，在主程序模塊中還需要檢測模式標(biāo)志單元的值，若該單元的值為 0，則為手動模式，若為 1，則為自動模式。用戶選定模式后，主程序負(fù)責(zé)執(zhí)行相應(yīng)的子程序 。若為手動模式，閥門打開后，則屏幕顯示倒計(jì)時(shí)，時(shí)間一到，閥門就關(guān)閉。若為自動模式，則單片機(jī)定時(shí)檢測 口的值，若該值為高電平則不啟動閥門，若該值為低電平，則啟動閥門。啟動閥門后，單片機(jī)還要繼續(xù)檢測 口的值，若變高電平，則關(guān)閉閥門。執(zhí)行完一個(gè)灌溉周期后繼續(xù) 循環(huán)檢測 口的電平值。 圖 主程序流程圖如 圖 12 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 12 當(dāng)接通電源時(shí)，節(jié)水灌溉系統(tǒng)電路開始啟動，初始化程序后，輸入設(shè)定的值，利用濕度傳感器檢測土壤的濕度，將采樣到的濕度值送入單片機(jī)，在經(jīng)單片機(jī)判斷 其值是否達(dá)到預(yù)設(shè)值，若達(dá)到預(yù)設(shè)值，則停止灌溉，若小于預(yù)設(shè)值，則灌溉。這樣將當(dāng)前濕度與采樣濕度循環(huán)比較。來決定土壤的濕度，進(jìn)而得到良好的灌溉。 圖 12主程序流程圖 （ 1） 鍵盤掃描程序流程圖： 開始 初始化 設(shè)定值輸 入 采樣濕度 值送單片機(jī) 土壤濕度是否達(dá)到預(yù)設(shè)值 灌溉 停止灌溉 當(dāng)前濕度值 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 13 圖 13鍵盤掃 描程序流程圖 A 判斷鍵盤上有無鍵按下。其方法 為：快速掃描，即 ~ 端口輸出全為 0，讀 ~ 端口狀態(tài)，當(dāng)全為“ 1”時(shí)，說明鍵盤無鍵按下，當(dāng)不全為“ 1”時(shí)，說明鍵盤有鍵被按下。 B 消除按鍵抖動的影響 。其方法為：在判斷有鍵被按下后，調(diào)用軟件延時(shí)程序消除鍵盤抖動，再判斷鍵盤狀態(tài)，則確定該鍵被按下，否則作按鍵抖動處理。 C 求鍵號和鍵值。根據(jù)按鍵識別方法，確定按鍵的行列位置，再利用計(jì)算或查表的方法求取按鍵的鍵號。根據(jù)按鍵位置進(jìn)行鍵的重新編號，從而得到按鍵的鍵值。 D 等待釋放并進(jìn)行鍵值處理。為保證 按鍵每閉合一次， CPU 僅作一次處理，等待按鍵被釋放后，再進(jìn)行此次按鍵的鍵值分析處理。 （ 2）數(shù)字濾波程序流程圖： 開始 是否有鍵閉合？ 消抖 確定按鍵位置 是否有鍵閉 合？ 按鍵釋 放 否？ 鍵值處理 返回 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 14 圖 14