【導(dǎo)讀】過LED來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的，通過單片機(jī)對(duì)多路模擬開關(guān)的控制進(jìn)行多選一，隨測(cè)量的溫度范圍200~700攝氏度，若超出這個(gè)溫度范圍則報(bào)警。以單片機(jī)為核心完。成溫度巡測(cè)、數(shù)據(jù)處理.顯示及上下限報(bào)警功能。

　　

【正文】 H 8 7FH 80H 8. FFH 00H 9 6FH 90H “滅” 00H FFH A 77H 88H / / / B 7CH 83H 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第 二節(jié) LED 顯示電路設(shè)計(jì) LED 的顯示份靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式 在靜態(tài)顯示方式下， N 塊顯示器件都處于選通狀態(tài)；每一塊顯示器件的段選線和一個(gè)8 位的并行口相連，只要控制顯示位的段選碼，就可顯示出相應(yīng)的字幅。由于顯示器件由不同的 I/O 控制，所以靜態(tài)顯示方式中的每一位都可以獨(dú)立顯示，在同一時(shí)刻每一位顯示的字符可以各不相同。 LED 動(dòng)態(tài)顯示就是將所有顯示位的段選線并聯(lián)在一起，有一個(gè) 8 位 I/O 口控制，而位選線則有其他的 I/O 口控制，通過程序控制，不斷循環(huán)輸出相應(yīng)的段選碼和位選碼，由于人的視覺暫留效應(yīng)，就可以獲得視 覺穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。 本設(shè)計(jì)選用的是串行口動(dòng)態(tài)掃描顯示，其電路圖如 52 所示。 圖 52 串行動(dòng)態(tài) LED 掃描電路 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 52 是電原理圖，采用 MCS8051 單片機(jī)，同時(shí)用廉價(jià)易得的 74LS164 和 74LS138作為擴(kuò)展芯片。 74LS164 是一個(gè) 8 位串入并出的移位寄存器，其此處的功能是將 C2051 串行通信口輸出的串行數(shù)據(jù)譯碼并在其并口線上輸出，從而驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管。 74LS138 是一個(gè) 38 譯碼器，它將單片機(jī)輸出的地址信號(hào)譯碼后動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的 LED。但 74LS138 電流驅(qū)動(dòng)能力較小，為此，使用了未級(jí)驅(qū)動(dòng)三極管 2SA1015 作為地址驅(qū)動(dòng)。 第二章 報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 報(bào)警系統(tǒng)的電路圖如圖 53 所示。 R224K7SPEAKERLS7Q5PNPVCC 圖 53 報(bào)警系統(tǒng)的電路圖 報(bào)警是微機(jī)控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，主要用于保證生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行和操作者的生命安全。在生產(chǎn)過程中控制系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)被控對(duì)象的一些重要參數(shù)，當(dāng)超出允許范圍是，控制系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，引起操作者的注意以便采取相應(yīng)的措施。智能型的報(bào)警系統(tǒng)不僅能夠發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，甚至可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單故障的自動(dòng)處理。 第三章 鍵盤控制的設(shè)計(jì) 鍵 盤按結(jié)構(gòu)的不同可分為獨(dú)立式按鍵和行列式鍵盤兩類，每類按譯碼方式的不同又分為編碼式和非編碼式兩種。單片機(jī)中一般使用的都是用軟件來識(shí)別和產(chǎn)生鍵代碼的非編碼鍵盤。 行列式鍵盤的編碼方式由靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)接口主要由一個(gè)行編碼器和一個(gè)列編碼器構(gòu)成；動(dòng)態(tài)接口可采用計(jì)數(shù)器、譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成。這兩種鍵盤由硬件完成鍵的編碼任務(wù)。 一般在小型儀器儀表和控制系統(tǒng)中，使用較多的是行列式和獨(dú)立式的非編碼鍵盤； 如 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 果系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)多鍵同時(shí)按下的處理，則用非編碼獨(dú)立方式較為合適。 本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式按鍵方式，主要通過 4 個(gè)鍵， S S S S4 來實(shí)現(xiàn)指定顯示某一電路，當(dāng) S1 斷開時(shí)，為巡回檢測(cè)電路，當(dāng) S1 閉合時(shí)，指定顯示電路的通道數(shù)與 S SS4的關(guān)系見下表 52 表 52 鍵對(duì)應(yīng)的通道數(shù) S4 S3 S2 對(duì)應(yīng)通道數(shù) 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 2 0 1 1 3 1 0 0 4 1 0 1 5 1 1 0 6 1 1 1 7 “ 1’”表示鍵閉合，“ 0”表示鍵斷開。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 第六篇 系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì) 第一章 電源系統(tǒng)的組成 僅就單片機(jī)系統(tǒng) (最小系統(tǒng) )而言，只需要 5v 的直流電源，而對(duì)實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來說，由于需要擴(kuò)展一定的測(cè)控轉(zhuǎn)換通道和與其相應(yīng)的接口電路及外設(shè)，除 5v 的直流外，還需要其他的直流 (如 12v 等 )、交流 (50Hz和其他頻率 )電源．乃至特殊電源 (如各種頻率的方波、鋸齒波等 )。 如圖 61 所示，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的電源一般是由市電通過變壓、整流、穩(wěn)壓、濾波及Ac／ Dc 變換、波形變換后提供系統(tǒng)所需的直流、交流和特殊電源，也有從直流供電設(shè)備取得電能后通過 Dc／ Dc 變換、穩(wěn)壓、濾波后提供系統(tǒng)所需電源。因而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 購(gòu)電源通常包括變壓電路、整流電路 (Dc/Dc 變換電路 )、穩(wěn)壓電路、濾波電路，有些還有 Dc／ AC 換流電路、特殊波形發(fā)生電路。而本設(shè)計(jì)電源只有交流供電設(shè)備，無特殊電路和交流電路。 整 流 電 路D C / D C 變 換電 路變 壓 電 路 穩(wěn) 壓 電 路D C / A C 換 流 電路濾 波 電 路特 殊 波 形 發(fā)生 電 路交 流供 電設(shè) 備特殊電源直流電源交流電源直 流供 電設(shè) 備 圖 61 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電源組成框圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第二章 電源設(shè)計(jì)原理 電源電壓的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)系統(tǒng)要求的不同工作電壓進(jìn)行電源分配。一般有兩種方法，一種是多電源方案，一種是單電源方案。本設(shè)計(jì)采用的是單地緣方案，主要供系統(tǒng)電壓 +5V 電源。為降低成本，采用“變壓器降壓 整流 濾波 穩(wěn)壓”的 線性電源。 采用單電源方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、工作可靠。盡管單片機(jī)系統(tǒng)目前難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)全部器件采用單一電源。 第三章 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 62 所示。 此系統(tǒng)中除了提供主系統(tǒng)電源即單片機(jī)電源以外，還需要提供 +1V 電源，我是按照電阻分壓原理直接在系統(tǒng)電源上分壓得到的。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 R551KR564K+1V+5C3CAPC21000pFV178L05C11000pFVin VoutCNDB1220VBRIDGEI1 39V241 3+ + 圖 62 系統(tǒng)電源的電路圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 第七篇 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第一章 主控模塊的程序設(shè)計(jì) 在主模塊中的主要程序是巡回檢測(cè)程序，巡回檢測(cè)程序主要由以下幾個(gè)方面構(gòu)成： 采樣周期 T 的確定 如果對(duì)控制系統(tǒng)的速度要求 不高，且計(jì)算機(jī)的工作任務(wù)較少，采樣周期可通過軟件時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)；否則應(yīng)通過擴(kuò)展時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)的。 采樣開關(guān)通道號(hào)的控制 控制采樣開關(guān)選擇要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的通道。 A/D 轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。 1. 數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)軟件介紹： 本程序由系統(tǒng)初始化程序和中斷程序組成。初始化程序完成中斷向量和定時(shí)器初值的設(shè)定；中段程序完成數(shù)據(jù)采樣工作，實(shí)現(xiàn)對(duì) 8 個(gè)通道的巡回檢測(cè)。 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 100ms；設(shè)置計(jì)數(shù)單元（ 30H）初值。 初始化程序流 程圖如圖 71 所示。 定時(shí)器 0 中斷功能：實(shí)現(xiàn) 8 秒定時(shí)，通過檢測(cè)技術(shù)單元（ 30H）的數(shù)據(jù)判斷定時(shí)事件是否到 8 秒， 8 秒時(shí)間到，觸發(fā)外部中斷 0，執(zhí)行數(shù)據(jù)采樣程序。定時(shí)器中斷程序流程框圖 72 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 開 始設(shè) 置 中 斷 向 量定 時(shí) 器 初 始 化等 待 中 斷中 斷 初 始 化開 中 斷啟 動(dòng) 定 時(shí) 器 圖 71 初始化程序流程圖 開 始關(guān) 中 斷觸 發(fā) I N T 08 秒 定 時(shí) 到否 計(jì) 數(shù) 單 元 + 1開 中 斷重 新 加 載 數(shù) 據(jù)返 回是 否 圖 72 定時(shí)器中斷程序流程框圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 數(shù)據(jù)采樣程序功能：巡回檢測(cè) ADC0809 通道，控制存放數(shù)據(jù)的地址和采樣次數(shù)。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。采樣程序采用中斷方式。 在設(shè)置通道初值、通道數(shù)、采樣次數(shù)和存放數(shù)據(jù)的開始地址后，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，隨后檢測(cè)標(biāo)志位狀態(tài)。標(biāo)志位被清零，標(biāo)志著本通道的 A/D 轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，在修改通道號(hào)和數(shù)據(jù)存放地址后，對(duì)下一通道繼續(xù)檢測(cè)。當(dāng) 8 個(gè)通道的檢測(cè)工作完成后，判斷 5 次采樣是否全部完成，若沒完成，則對(duì) 8 個(gè)通道繼續(xù)采樣，直至完成 5 次采樣工作。 數(shù)據(jù)采樣程序流程框圖如 73 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 開 始置 標(biāo) 志 位設(shè) 置 通 道 初 始 值 采 樣 次 數(shù) 數(shù) 據(jù) 存 放 地 址啟 動(dòng) A / D 轉(zhuǎn) 換置 標(biāo) 志 位標(biāo) 志 位 改 變否等 待 中 斷置 通 道 初 值 數(shù) 據(jù) 存 放 首 址修 改 通 道 號(hào) 和數(shù) 據(jù) 存 放 地 址8 各 通 道 均 采樣 否 返 回5 次 采 樣 完 成否 是是是 否 否 否 圖 73 數(shù)據(jù)采樣程序流程框圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 A/D 轉(zhuǎn)換完成中斷功能：將標(biāo)志位清零，讀取轉(zhuǎn) 換后的溫度數(shù)據(jù)并存放在 RAM 中。 A/D轉(zhuǎn)換完成中斷程序流程圖如圖 74 所示。 開 始讀 入 數(shù) 據(jù)存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù)標(biāo) 志 位 清 零返 回 圖 74 A/D 轉(zhuǎn)換完成中斷程序流程圖 程序說明： （ 1） 程序?qū)崿F(xiàn) 5 次采樣，每次檢測(cè) 8 個(gè)通道。 （ 2） 數(shù)據(jù)的存放格式。 （ 3） 程序的采樣周期是通過軟件實(shí)現(xiàn)的。如果系統(tǒng)處理的任務(wù)較多，且對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，則采樣周期可通過系統(tǒng)擴(kuò)展 8253 等定時(shí)芯片實(shí)現(xiàn)。 第二章 LED 顯示程序設(shè)計(jì) LED 顯示程序的設(shè)計(jì)： 動(dòng)態(tài)顯示程序流程圖如圖 75 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 開 始設(shè) 置 顯 示 數(shù) 據(jù) 區(qū) 首 址設(shè) 置 位 選 字輸 出 位 選 字讀 顯 示 數(shù) 據(jù)查 段 選 碼輸 出 段 選 碼延 時(shí) 1 0 m s顯 示 完 4 位 數(shù) 據(jù) 否 返 回是 否 圖 75 動(dòng)態(tài)顯示程序流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 第三章 報(bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 報(bào)警處理程序一般都需要根據(jù)系統(tǒng)的要求編寫，如有的報(bào)警系統(tǒng)要求能夠發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)、記錄報(bào)警時(shí)間參數(shù)或進(jìn)行自動(dòng)處理等。雖然不同的系統(tǒng)的報(bào)警處理程序