【正文】 014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 9C 5 1 圖 319 多點信號采集電路 安 徽工程科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 LED 顯示電路 在微機系統(tǒng)中，發(fā)光二極管（ LED）常常作為重要的顯示手段。本設(shè)計選用的是 8位 LED 數(shù)碼管顯示電路，其中四位是顯示被測環(huán)境的溫度，另四位是顯示被測環(huán)境的濕度。在本設(shè)計中數(shù)碼管驅(qū)動芯片選用了 ZLG7289。 ZLG7289 是一片具有串行接口的可同時驅(qū)動 8 位共陰式數(shù)碼管或 64 只獨立 LED 的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可連接多達 64 鍵的鍵盤矩陣，單 片即可完成 LED 顯示、鍵盤接口的全部功能 。 它的內(nèi)部含有譯碼器可直接接受 BCD 碼或 16 進制碼并同時具有 2 種譯碼方式，此外還具有多種鍵盤指令如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等， ZLG7289 具有片選信號可方便地實現(xiàn)多于 8 位的顯示。其引腳圖如圖 320 所示，引腳說明見表 39。 LED 顯示電路如圖 321。 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 : 1 5 M a y 20 0 8 S he e t o f F i l e : H : \ P R O T E L 原理圖 \ w u xu e j u a n . d db D r a w n B y:12345CS6C L K7D I O89G10F11E12D13C14 15B16A17DP1819202122232425262728U4Z L G 7 2 8 9+ 5V 圖 320 ZLG7289 引腳圖 表 39 ZLG7289 引腳說明 引腳 名稱 說明 1， 2 VDD 正電源 3， 5 NC 懸空 4 VSS 接地 6 /CS 片選輸入端，低電平時可向芯片發(fā)送指令及 讀取鍵盤數(shù)據(jù) 7 CLK 同步時鐘輸入端向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤時，此引腳電平上升沿表示有效 8 DATA 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端，當芯片接受指令時，此引腳為輸入端，當讀取鍵盤數(shù)據(jù)時， 此引腳在“讀”指令最后一個時鐘下降沿變?yōu)檩敵龆? 9 /KEY 按鍵有效輸出端，平時為高電平，當檢測到有效按鍵時變?yōu)榈碗娖? 1016 SGSA 段 G段 A 驅(qū)動輸出 17 DP 小數(shù)點驅(qū)動輸出 1825 DIG0DIG7 數(shù)字 0數(shù)字 7 驅(qū)動輸出 26 OSC2 振蕩器輸出 27 OSC1 振蕩器輸出 28 /RESET 復(fù)位端 吳學娟：溫濕度測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計 24 12345CS6C L K7D I O89G10F11E12D13C14 15B16A17DP1819202122232425262728U4Z L G 7 2 8 9+ 5 VE4 1 0 0 U FR 1 0 R 1 110K+ 5 V8MHZXTAL2C4 C6C3 C5R 1 2 R 1 6R 1 7 R 2 4R 2 5 R 2 9R 3 0 R 3 72002K 圖 321 LED 顯示電路 3. 7 串行通信接口設(shè)計 RS485 是一種基于差分信號傳送的串行通訊鏈路層協(xié)議，是工業(yè)上廣泛采用的較長距離數(shù)據(jù)通訊鏈路層協(xié)議。由于它使用一對雙絞線傳送差分信號，屬半雙工通訊，所以需要進行接收和發(fā)送間的切換。該串行電路中，使用了串口芯片 MAX1483，它是一個 20mA， 1/8 單位負載的收發(fā)器。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長距離傳輸。 (1)MAX1483 特性： ●20181。A的工作電流 ●低電流 的關(guān)閉模式 ●適合與 RS485 和 RS422 的通信 ●由 +5V 電源供電 ●輸入電壓范圍為 7V+12V ●允許傳輸速度 256Kbps ●限流和限負載保護 (2)MAX1483 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 322 所示。 圖 322 MAX1483 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 引腳功能說明： RO：信號接收端口 /RE：使能信 號接收端口 安 徽工程科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 DE：使能信號輸出端口 DI：信號輸出端口 A：非反向輸出與輸入端口 B：反向輸出與輸入端口 VCC：電源接口 GND：接地 MAX1483 是適用于 RS422 和 RS485 通信線路的 低功率收發(fā)器，它的內(nèi)部集成了一個驅(qū)動器和一個接受器。 MAX1483 采用單 +5V 電源供電，電源電流為 120uA150uA，在低電流待機方式下的電流僅為 。 MAX1483 的驅(qū)動器具有短路限流功能，并可以借助使驅(qū)動器輸出端進入高阻狀態(tài)的熱機電路防止功耗超限，其接受器輸入端具有保險功能，若輸入端開路，可以確保邏輯高電平輸出。 MAX1483 可達到的數(shù)據(jù)傳輸速率為 250Kbit/s，為半雙工通信方式，通信狀態(tài)的轉(zhuǎn)換通過設(shè)置接受器使能信號 RE 和驅(qū)動器使能信號 DE 實現(xiàn)。同時設(shè)置 RE 為高電平和DE 為低電平可以使 MAX1483 進入低功耗待機狀態(tài)，為了保證 MAX1483 可靠進入待機狀態(tài)，應(yīng)使 RE 為高電平和 DE 為低電平的時間不少于 600ns。 MAX1483 與單片機的連接電路如圖 322 所示，它通過與 RS485 的連接可實現(xiàn)遠程通信，具有遠距離傳功能。 在圖 323 中，對 RE 和 DE 的控制采用單片機的一個 I/O 引腳實現(xiàn)，該引腳置低使MAX1483 處于接收使能狀態(tài)，該引腳置高使 MAX1483 處于發(fā)送使能狀態(tài)，從而完成RS485 與上位機的串行通信，上位機根據(jù)傳輸進來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過識別和判斷后，進而對下位機進行實時控制，滿足整個系 統(tǒng)設(shè)計的要求。 [7] 圖 323 MAX1483 與 AT89C52 的接線圖 報警電路 蜂鳴器 是一種 一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器電子玩具等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件； 蜂鳴器 主要分為壓電式和電磁式兩種類型。 本設(shè)計要求報警時要有聲音提醒信號產(chǎn)生，選用一只 蜂鳴器 來實現(xiàn)這一功能，本設(shè)計采用壓電式 蜂鳴器 ，工作時間約需 10mA 的驅(qū)動電流，并需要一個相應(yīng)的驅(qū)動及控制吳學娟：溫濕度測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計 26 電路。 蜂鳴器 作為三極管的集電極負載，當三極管導(dǎo)通時， 蜂鳴器 發(fā)出鳴叫聲，截止時，蜂鳴器 不發(fā)聲， R 是限流電阻，其與單片機 的接口電路如圖 324 所示。 [10] R1Q19013R2L S 1S P E A K E RV C CE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9 C 5 2 圖 324 報警電路 電源模塊 由于單片機系統(tǒng)所帶的負載比較大， 需要下列幾種穩(wěn)壓源： +5V、 +15V 和基準電壓 Vref。 +5V 和 +15V 電壓的穩(wěn)壓源 圖 325 是提供 +5V 和 +15V 電壓的電源電路。從 LM7815 輸出的是 +15V， LM2575輸出的是 +5V，這兩種穩(wěn)定電壓提供系統(tǒng)中 AT89C52， DS18B20， X5045， MAX875，MAX1483， TLC1549， LM258 芯片所需電壓。 LM7815 是三端穩(wěn)壓器，它與其它功率器件一樣， 三端外形便于自身散熱和安裝散熱器。由輸入端、輸出端和公共端組成。它的主要部分都分布在管心上，通常在使用時需接到整流濾波電路之后，而不必外接其他元件即可工作，這樣就可簡化電路板的設(shè)計，減小電源部分的體積。 圖 325 +5V與 +15V 電源電路 圖中，由 LM7815 的 VIN 端輸入 +24V 的電壓，先使前面接入的兩個電容對 +24V的電壓進行濾波，再經(jīng)過穩(wěn)壓由輸出端輸出 +15V 的電壓。而 LM2575 將濾波過的 +24V電壓進行轉(zhuǎn)換，由 OUTPUT 端口將 +5V 輸出，并經(jīng)過外部的電感與電容對其電壓進行濾波、去協(xié)波，使電 壓更穩(wěn)定，更精確。 [10] 安 徽工程科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 LM2575 系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路 LM2575 系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 1A 集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)部集成了一 個固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構(gòu)成一種高效的穩(wěn)壓電路，可大大減小散熱片的體積，而在大多數(shù)情況下不需散熱片；內(nèi)部有完善的保護電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等；芯片可提供外部控制引腳。是傳統(tǒng)三端式穩(wěn)壓集成電路的理想替代產(chǎn)品。 圖 326 為 LM2575 的典型應(yīng)用電壓，它具有穩(wěn)定的電壓輸出，如果需要負電壓輸出，可將其輸出反接。在本溫濕測試 系統(tǒng)中，就是應(yīng)用了這個典型電路。 圖 326 LM2575 的典型應(yīng)用圖 基準電壓穩(wěn)壓源 在整個系統(tǒng)中，由于 HIH4000 和 TLC1549 芯片需要基準電壓 Vref，所以還要有基準電壓穩(wěn)壓源。在這，用到了 MAX875，它本身是 +， +5V， +10VDC 參考源，用于提供 CPU 內(nèi)部 A／ D 電路所需參考電壓；正常情況下， PIN6 的輸出電壓為 +5VDC。MAX875 它的特點是低功耗、低漂移、成本低，提供 +5V 精密電壓基準。 MAX875 的典型應(yīng)用電路如圖 327 所示 ， 其中的電容起濾波的作用。 圖 327 MAX875 的典型應(yīng)用電路 在溫濕度測試 模塊 中，運用的基準電壓源電路如圖 328 所示。 吳學娟：溫濕度測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計 28 圖 328 基準電壓電源電路 圖中， +15V 的電壓由 VIN 端口接入，基準電壓從 TRIM 口輸出，并且圖中的電容C C E E4 接在 MAX875 的輸入端與輸出端，起到穩(wěn)流濾波的作用。這樣，就可以將基準電壓 Vref 輸入到 HIH4000 和 TLC1549 芯片中，滿足其對電壓的需要 。 安 徽工程科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 第 4 章 系統(tǒng)軟件 設(shè)計 本系統(tǒng)的 軟件程序設(shè)計 利用匯編語言 ， 根據(jù)硬件電路圖的連接和各個元器件的功能進行設(shè)計。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計中， 可以按各個程序的功能將軟件細分為各個功能模塊，在通過主程序的調(diào)用來實現(xiàn)整個軟件系統(tǒng)。 系統(tǒng)程序主要包括主程序、溫度信 號采集子程序、濕度信號采集子程序、看門狗子程序、鍵盤處理子程序 、 串行中斷子程序 和報警電路子程序 。 主程序 主程序流程圖如圖 41 所示 。 圖 41 主程序流程圖 初始化 X5045 并讀溫濕記憶參數(shù) 開 始 報警溫濕度設(shè)置 設(shè)置串口參數(shù)并開中斷，等 待上位機命令（中斷） 溫濕度采集 鍵盤掃描處理 喂狗 有中斷即進入 RS485 串 口中斷服務(wù)程序 蜂鳴報警 Y N 溫濕度 超出范圍 吳學娟：溫濕度測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計 30 溫度信號采集子程序 溫度信號采集子程序 流程圖如圖 42 所