【導讀】電路的時間顯示；簡略介紹了該儀表的軟件部分；對該溫度儀表的未來發(fā)展進行了展望。本系統(tǒng)的數(shù)學模型合理，測量方法容易實現(xiàn)。實際儀器采用抗干擾、低。零漂、低溫漂的電子元件，性能穩(wěn)定。該測量儀總體特點是使用簡便、實用、使用對象。廣、并且實現(xiàn)了自動化。等方面起著關鍵的作用。因此,能夠確保快速、準確地測量溫度的技術(shù)及其裝置普遍受。傳感器與PIC微處理器有機結(jié)合,構(gòu)成了一種新型智能化溫度檢測系統(tǒng)。CPU功能的大規(guī)模集成電路芯片就稱之為微處理器。微處理器的出現(xiàn)，推動了。子專業(yè)技術(shù)人員的青睞。與適用微處理器不同的方向發(fā)展。數(shù)字鐘和溫度測量部分的通過鍵盤進行控制。利用此技術(shù)制成的溫度檢測元件主要是。熱電偶發(fā)展較早，比較成熟，至今仍為應用最廣泛檢測元件之一。射后，視物體本身的性質(zhì)，能將它吸收、透過或反射。術(shù)的要求也愈來愈高，一般可以歸納以下幾方面?，F(xiàn)在工業(yè)上通用的溫度檢測范圍為一200^30000C，而今后要求能。測量超高溫與超低溫。

　　

【正文】 不會發(fā)生總線沖突 鍵盤和顯示的設計 鍵盤分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。由于本設計中鍵的數(shù)量不是很多，所以在此我們選用獨立式鍵盤控制。 單片機應用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器 LED (Light Emitting Diode)。液晶顯示器 LCD (Liquid Crystal Display)。近年也有配置 CRT顯示器的。 LCD和CRT顯示器可進行圖形設計，但接口比較復雜，成本也較高 。LED顯示器，價格便宜，配置靈活，與單片機接口方便，因此本設計中采用的是 LED顯示器。 顯示器顯示接口按驅(qū)動方式可分成靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式，動態(tài)顯示的掃描可由單片機軟件或?qū)ｉT的硬件完成；按 CPU向顯示器接口傳送數(shù)據(jù)的方式則可分成并行傳送和串行傳送兩中顯示數(shù)據(jù)傳送方式；按顯示器接口是否帶譯碼器可分成譯碼和非譯碼兩種顯示數(shù)據(jù)方式。動態(tài)顯示時， N個顯示器共占用一個顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器，每個顯示器通電占空比時間為 1/N。動態(tài)顯示的優(yōu)點是節(jié)省硬件電路（如 I/O口、驅(qū)動器等）； 25 缺點是采用軟件掃描時占用 CPU時間多，如采用硬件掃描時將增加硬件 成本。除此之外，當動態(tài)顯示位數(shù)較多時，顯示器亮度將受到影響。 在此電路中為 8279擴展 I/0控制的 8位共陰極 LED動態(tài)顯示接口電路。由于所有 8位段選線皆由一個 I/0口控制，因此，在每一瞬間， 8位 LED會顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點亮各位 LED，記載每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制 I/0口輸出相應字符段選碼 (字型碼 )，而位選則控制 I/0口在該顯示為送入選通電平 (因為 LED為共陰，故應送低電平 )，以保證該位顯示相應字符。如此輪流，使每位分時顯示該位應顯示字符。逐 位輪流點亮各個 LED，每一位停留 lms，在 1020ms之內(nèi)再一次點亮，重復不止，這樣，利用人的視覺暫留好像六位 LED同時點亮了。在此儀器的設計中， LED顯示器的顯示方式采用的是動態(tài)顯示方式。 LED動態(tài)顯示器接口（用 8255作接口電路的連接） 對于多位 LED顯示器，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，即逐個地循環(huán)地點亮各位顯示器。這樣雖然在任何一時刻只有一位顯示器被點亮，但是由于人眼具有視覺殘留效應，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮效果完全一樣。 為了實現(xiàn) LED顯示器的動態(tài)掃描。除了要給顯示器提供段（字形代碼） 的輸入之外，還有對顯示器選擇位的控制，這就是通常所說的段控和位控。因此，多位 LED顯示器接口電路需要有兩個輸出口，其中一個用于輸出 8條段控線（含有小數(shù)點顯示）；另一個用于輸出位控線，位控線的數(shù)目等于顯示器的位數(shù)。 圖 使用 8255作 LED顯示器動態(tài)顯示的接口電路 D034D133D232D331D430D529D628D727P A 04P A 13P A 22P A 31P A 440P A 539P A 638P A 737P B 018P B 119P B 220P B 321P B 422P B 523P B 624P B 725P C 014P C 115P C 216P C 317P C 413P C 512P C 611P C 710RD5WR36A09A18R E S E T35CS6U?8 25 57 4L S 2 447 4L S 2 44abfcgde1234567abcdefg8dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpS E G 68 路反相驅(qū)動6 路反相驅(qū)動 26 模擬信號輸出部分設計 信號輸出部分總體設計 系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理之后，獲得被測對象的溫度值，但在有些時候需要控制被控對象的溫度，因此，要由單片機系統(tǒng)發(fā)出控制信號，進行系統(tǒng)控制。但是由 8031輸 出的控制信號是數(shù)字信號，需將其經(jīng)過數(shù) /模轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，再經(jīng)功率放大，才能控制加熱爐、熱處理爐等。這一功能由一片 DAC0832來完成，由于 DAC0832是一種電流輸出型 D/A芯片，因此其后端接一片運算放大器構(gòu)成反相輸出電路以實現(xiàn)電壓信號輸出，然后再接入 1片多路模擬開關 CD4051，將輸出擴展為 8路。由上述可知，該部分具有 8路模擬信號輸出能力。 芯片的選擇 (1) D/A轉(zhuǎn)換器選用 DAC0832 該芯片是 8位分辨率的 D/A集成芯片，與微處理機完全兼容，具有價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，主 要有如下特點 A)可單緩沖或雙緩沖數(shù)字輸入 。 B)只需在滿量程下調(diào)整其線性度 。 C)低功耗， 200mW。 D)內(nèi)部無參考電壓源，須外接參考電壓源 。 E)為電流輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時，需外加轉(zhuǎn)換 電路； F)有 5根控制線 。 圖 DAC0832的管腳功能 CS : 片選線，當其為低電平時，本片被選中工作 。 ILE : 允許數(shù)字輸入線，當 ILE為高電平時，允許數(shù)字量輸入 。 XFER:控制輸入線，低電平有效 。 WR1和 WR2:寫命令輸入線， WRI用于控制數(shù)字量到輸入寄存器，若 WR2為 `139。 , C S為‘ 0’和 WR1為‘ 0’同時滿足，則接收信號 。若上述條件有一個不滿足，則鎖存數(shù)據(jù)。 WR2用于控制 D/A轉(zhuǎn)換時間 :若 XFER和 WR2同時為低電平，則輸出跟隨輸入，否則鎖存數(shù)據(jù)。 WRI和R f b9CS1W R 12A G N D3D I 34D I 25D I 16D I 07V R E F8D G N D10V cc20Io ut 211Io ut 112D I 713D I 614D I 515D I 4 16X F E R17W R 218IL E19D A C 08 32 27 麗厄的脈沖寬度要求不小于 ，并不需要同時輸出，因此采用單緩沖方式接口。 DAC0832工作于直通方式。 DAC0832工作于直通方式時一般將控制信號 CS、 XFER、 WRWR2直接接地， ILE管腳接高電平，則兩個寄存器都處于常通狀態(tài)，寄存器中的數(shù)據(jù)跟隨輸入數(shù)據(jù)的變化而變化， D/AZ轉(zhuǎn)換器的輸入也同時跟隨變化。 圖 DAC0832工作于單緩沖方式 (2) 放大器的選用 放大器選用 OP07，其主要特征是開環(huán)增益和共模抑制比很高 (一般為 MOM)，而失調(diào)電壓和失調(diào)電流、溫漂以及噪聲又很小。主要用于穩(wěn)定積分、精密加法比較、閩值電壓檢測、微弱信號精確放大等場合。其電源電壓范圍為 13士 18V，輸入電壓范圍為 0一土14V。在該電路連接中，放大器輸出端直接反饋到 Rfb，其產(chǎn)生的模擬輸出電壓是單極性的。 第 4 章 時鐘電路的設計 單片機的選擇 本次設計用到的是 8051。該 單片機在以上報告中已重點說明，在此就不做過多說了。 時鐘與復位電路的設計 單片機工作的時間基準是有時鐘電路提供的。在單片機的 XTAL1和 XTAL2兩個管腳，接一個晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機的時鐘電路。 電路中，電容器 C1和 C2對振蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍為（ 20～ 40） pF。石英晶體選擇 6MHz或 12MHz都可以，起結(jié)果只是機器周期時間不同，影響計數(shù)器的計數(shù)初值。 28 單片機的 RST管腳為主機提供一個外部復位信號輸入端口。復位信號是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時間應為 2個機器周期以上。 單片機 的復位方式有上點自動復位和手工復位兩種。只要 VCC上升時間不超過 1ms，它們都能很好地工作。復位以后，單片機內(nèi)各部件恢復到初始狀態(tài)。電阻電容器件的參考值為 R1=200?， R2=1K?， C3=22?A。 RET按鍵可以選擇專門的復位按鍵，也可以選擇輕觸開關。 LED 顯示電路設計與器件選擇 單片機應用系統(tǒng)中，通常都需要進行人機對話。這包括人對應用系統(tǒng)的狀態(tài)干預與數(shù)據(jù)輸入，以及應用系統(tǒng)向人們顯示運行狀態(tài)與運行結(jié)果等。顯示器、鍵盤電路就是用來完成人機對話活動的人機通道。 LED顯示器的驅(qū)動是一個 非常重要的問題。顯示電路由 LED顯示器、段驅(qū)動電路和位驅(qū)動電路組成。由于單片機的并行口不能直接驅(qū)動 LED顯示器，必須采用專用的驅(qū)動電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能夠正常工作。如果驅(qū)動電路能力差，即負載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動電路長期在超負荷下運行容易損壞。 LED顯示器的顯示控制方式分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種，若選擇靜態(tài)顯示，則LED驅(qū)動器的選擇較為簡單，只要驅(qū)動器的驅(qū)動能力與顯示器電流相匹配即可，而且一般只需考慮段的驅(qū)動；動態(tài)顯示則不同，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段和位選信號共同配合 完成的，因此，要同時考慮段和位的驅(qū)動能力，而且段的驅(qū)動能力決定位的驅(qū)動能力。 29 圖 動態(tài)掃描顯示電路的原理框圖 LED 顯示器的選擇 在應用系統(tǒng)中，設計要求不同，使用的 LED 顯示器的位數(shù)也不同，因此生產(chǎn)廠家就生產(chǎn)了多種位數(shù)、尺寸、型號不同的 LED 顯示器。在我們的設計中，選擇 4位一體的時鐘型 LED 顯示器，簡稱“ 4LED”，如圖 94 所示。用“：”前的 2 位顯示“小時”的十位和個位，用“：”后的 2位顯示“分”的十位和個位。 圖 所示是一個共陰極接法的 4位時鐘型 LED顯示器。其中管腳 a、 b、 c、 d、 e、f、 g 為 4 位 LED 各段的公共引出端； D D D D4 分別是每一位的共陰極輸出端；dp 是小數(shù)點引出端。對于這種結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器，它的體積和結(jié)構(gòu)都符合我們的設計要求，由于 4位 LED 陰極的各段已經(jīng)在內(nèi)部接在一起，所以必須使用動態(tài)掃描方式。 4位一體的時鐘型 LED顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由 4個單獨的 LED 和一個“：” LED 組成，每個 LED 的段輸出管腳在內(nèi)部并聯(lián)后引出到器件的外部。 12 11 10 9 8 7 11 7 4 2 1 10 5 D1 a f D2 D3 b a b c d e f g :dp :dp e d dp c g D4 D1 D2 D3 D4 dp 1 2 3 4 5 6 12 9 8 6 3 (A) 4 位 LED 管腳排列圖 (B) 4 位 LED 原理圖 圖 4LED 顯示器管腳 LED 的段驅(qū)動芯片的選擇 LED 的段驅(qū)動電路有很多種，在本設計中可以選擇 BCD7 段鎖存 /譯碼 /驅(qū)動器作為 30 段驅(qū)動器。這類芯片的型號有 74LS4 74LS4 74LS24 74LS248 等。該類芯片具有鎖存、譯碼、驅(qū)動的功能。即在輸入端輸入要顯示字形的 BCD 碼，在輸出端就可以得到具有一定驅(qū)動能力的 7 段顯示字形碼。 圖 所示為 74LS48 的管腳圖和結(jié)構(gòu)原理圖。管腳圖中大寫字母 A、 B、 C、 D 為BCD 碼的輸入端，小寫字母 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g為字型碼輸出端， LT為燈測試輸入端，RBI 為消隱輸入， RBO 為消隱輸出。 1 B Vdd 16 14 g 2 c f 15 D 6 BCD 碼 BCD 碼 15 f 3 LT g 14 C 2 9 e 4 BI/RBO a 13