【正文】 流過 LED 中的電流以保證在發(fā)光時二極管不因電流過大而被燒壞。LED 的顯示有靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，N 塊顯示器件湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 23 頁 共 56 頁都處于選通狀態(tài)；每一塊顯示器件的段選線和一個 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)的字符。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立顯示，在同一時刻每一位顯示的字符可以各不相同。LED 動態(tài)顯示就是將所有顯示位的段選線并聯(lián)在一起，有一個 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)。將數(shù)碼管的引腳和單片機的數(shù)據(jù)輸出口相連，控制輸出的數(shù)據(jù)可以使數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字和字符，通常稱控制發(fā)光二極管的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)為段選碼。7 段 LED 段選碼如表 31 所示?？梢钥闯?，共陽極和共陰極的段選碼互為補數(shù)。 abfcgdeD P Y[LE D g n]1234567abcdefgD S?D P Y _ 7 SE G DS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDvccabcdefgh DS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDDS?LEDabcdefgh （a）典型的七段 LED 器件 （b）共陽極 LED 顯示器 （c）共陰極 LED 顯示器圖 七段 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)原理湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 24 頁 共 56 頁 HD7279A 鍵盤顯示電路設(shè)計圖 HD7279 鍵盤顯示電路圖 HD7279A 芯片簡介HD7279A 是一片具串行接口的智能顯示與鍵盤驅(qū)動芯片。它可以同時驅(qū)動 8 位共陰式數(shù)碼管，還能同時連接多達 64 鍵的鍵盤矩陣，單片就可完成 LED 數(shù)據(jù)顯示和鍵盤驅(qū)動的全部功能。HD7279A 內(nèi)置譯碼器，可直接接受 BCD 碼以及 16 進制碼，并同時具備 2 種譯碼方式，此外還它還具有多種控制指令 ，如左移、右移、消隱、段尋址和閃爍等。HD7279A 具有片選信號，可非常方便地實現(xiàn)多位 LED 顯示和鍵盤驅(qū)動。 HD7279A 特點? 串行接口，無需過多的外圍元件，并可以可直接驅(qū)動 LED? 各位具有獨立控制譯碼/不譯碼以及消隱和閃爍的屬性? 具有段尋址指令，方便控制獨立的 LED 數(shù)碼管顯示? 64 鍵鍵盤控制器，內(nèi)置去抖動電路? 具有 DIP 和 SOIC 兩種封裝形式可供選擇湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 25 頁 共 56 頁 HD7279A 引腳及說明圖 HD7279A 引腳圖表 HD7279A 引腳說明4 軟件設(shè)計采用 unSP IDE 集成開發(fā)環(huán)境，C 語言編寫程序。所有的軟件程序都在該開發(fā)環(huán)境中編譯通過。采用模塊化的設(shè)計方法，系統(tǒng)主要功能模塊有：主程序模塊、無線控制程序模塊、溫度采集模塊等。整個設(shè)計的功能是通過硬件電路配合軟件程序來達到設(shè)計目的的，當硬件的設(shè)計基本完成后，軟件的功能即能確定了，此時再根據(jù)軟件的功能來進行軟件編程。從軟件的各部分功能不同可分為五大類:? 主機程序：控制系統(tǒng)的核心部分，用來協(xié)調(diào)鍵盤顯示和無線模塊的運行。? 從機程序：是控制系統(tǒng)的非常重要的部分，協(xié)調(diào)溫度采集與無線模塊的運行。湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 26 頁 共 56 頁? 鍵盤顯示程序：完成實質(zhì)性的功能，按鍵跟顯示。? 溫度采集程序：采集溫度數(shù)據(jù)，傳送給單片機。? 無線模塊程序：驅(qū)動無線模塊的運行，同時協(xié)調(diào)收發(fā)之間的關(guān)系。? 無線傳輸協(xié)議：無線模塊之間專用的通信協(xié)議。 主控制程序設(shè)計本系統(tǒng)控制模塊采用一塊 16 位凌陽單片機 SPCE061A，完成以下功能：7279 檢測按鍵是否按下，如果按下，單片機將通過無線模塊 nRF2401 向從機發(fā)送信號，當從機發(fā)來數(shù)據(jù)時，無線模塊 nRF2401 接收數(shù)據(jù)，通過單片機處理后送給HD7279A,HD7279A 來完成 LED 的顯示功能，此時溫度數(shù)據(jù)就顯示在 LED 上。主機程序流程圖如圖 。從機部分控制模塊采用一塊 16 位凌陽單片機 SPCE061A，完成以下功能：從機檢測無線模塊 nRF2401 數(shù)據(jù)看主機是否發(fā)來開始的信號，如果發(fā)來開始的信號，溫度傳感器開始工作，并將溫度數(shù)據(jù)傳輸給從機單片機，從機單片機通過無線模塊 nRF2401將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機單片機。從機程序流程圖如圖 圖 主機程序流程圖 圖 從機程序流程圖湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 27 頁 共 56 頁 無線模塊 nRF2401 程序設(shè)計系統(tǒng)所使用的無線模塊的通信是半雙工的，即一個在發(fā)送的時候，另一個必須是接收的狀態(tài)，但是一個無線模塊可以有兩種狀態(tài)，即發(fā)送狀態(tài)和接收狀態(tài)。通過程序來判斷模塊的模式是接收模式還是發(fā)送模式，從而執(zhí)行接收數(shù)據(jù)或發(fā)總數(shù)據(jù)的操作。圖 無線模塊 nRF2401 程序流程圖 HD7279 程序設(shè)計在本系統(tǒng)中，鍵盤顯示采用了專用鍵盤、顯示接口擴展芯片 HD7279，它具有自動完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能，有專門的指令及讀寫時序。其鍵盤掃描與顯示的流程圖分別如圖 和圖 所示。 湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 28 頁 共 56 頁 圖 HD7279 按鍵程序流程圖 圖 HD7279 LED 顯示程序流程圖 DS18B20 溫度采集模塊程序 設(shè)計根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：在每一次讀寫前都要對 DS18B20 進行復(fù)位，復(fù)位成功之后發(fā)送一條 ROM 指令，再發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進行操作。DS18B20 之后將溫度數(shù)據(jù)傳送給單片機，再由單片機處理傳來的溫度數(shù)據(jù)。其程序流程圖分別如圖 所示。圖 DS18B20 溫度采集程序流程圖 5 調(diào)試及結(jié)果 測試環(huán)境及工具? 測試溫度：0~100 攝氏度（模擬多點不同溫度值環(huán)境） 。? 測試儀器及軟件：數(shù)字萬用表，溫度計 0~100 攝氏度。? 測試方法：目測。 測試方法使系統(tǒng)運行，觀察系統(tǒng)硬件檢測是否正常（包括單片機最小系統(tǒng)，鍵盤電路，顯示電路，溫度測試電路等） 。系統(tǒng)自帶測試表格數(shù)據(jù)，觀察顯示數(shù)據(jù)是否相符合即可。采用溫度傳感器和溫度計同時測量多點水溫變化情況（取溫度值不同的多點） ，目測顯示電路是否正常。并記錄各點溫度值，與實際溫度值比較，得出系統(tǒng)的溫度指標。使用串口調(diào)試助手與單片機通訊，觀察單片機與串口之間傳輸數(shù)據(jù)正確否。湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 29 頁 共 56 頁 測試結(jié)果及分析表 測試結(jié)果對比數(shù)據(jù)數(shù)碼管顯示溫度 28 30 35 38溫度計目測溫度 誤差 + + + +誤差百分比 7% % % %自檢正常，各點溫度顯示正常，串口傳輸數(shù)據(jù)正確。因為芯片是塑料封裝，所以對溫度的感應(yīng)靈敏度不是相當高，需要一個很短的時間才能達到穩(wěn)定。 誤差分析 DS18B20 的誤差(1) DS18B20 傳感器的精度較差為177。2℃,這是由其內(nèi)部構(gòu)造而決定的。(2) DS18B20 默認的配置是 12 位的轉(zhuǎn)換精度，然而輸出的結(jié)果只取到小數(shù)點后兩位，這也必然造成一小部分數(shù)據(jù)的丟失，從而造成誤差。(3) 數(shù)據(jù)在程序?qū)?shù)據(jù)的處理中以及各種進制轉(zhuǎn)換中會出現(xiàn)小部分數(shù)據(jù)丟失的情況。 溫度計測量誤差 表 溫度計誤差的各種可能、斷柱而引起的誤差、跳躍等而引起的誤差一、產(chǎn)品原理結(jié)構(gòu)帶來的誤差二、制造中產(chǎn)生的誤差三、檢定中出現(xiàn)的誤差 湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 30 頁 共 56 頁作區(qū)域內(nèi)引起的誤差 偏差分析無線在信號傳輸過程中線路存在不穩(wěn)會出現(xiàn)較大的偏差? 無線模塊在傳輸信號的過程中會出現(xiàn)丟包的現(xiàn)象。? 目測溫度計時視線不準確6 總結(jié)本文研究的課題是基于凌陽單片機的溫度采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實現(xiàn)的功能是將來自數(shù)字傳感器DS18B20的信號，經(jīng)過單片機的處理后，通過一個無線模塊發(fā)送到另一個無線模塊，經(jīng)過后期處理再顯示到LED數(shù)碼管上，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能強大、界面友好、性價比高、顯示直觀、可廣泛而深入地應(yīng)用于儀表、儀器、工農(nóng)業(yè)控制、智能家居、機電一體化等眾多領(lǐng)域。本系統(tǒng)還是一個不完善的系統(tǒng)，還有許多需要改進的地方。設(shè)計中所采用的DS18B20搜索算法還存在不足，有時會發(fā)生重復(fù)或遺漏搜索。在通信協(xié)議不完整，沒有進行發(fā)送超時出錯處理，所以容易出現(xiàn)丟包的情況。但是總體的功能實現(xiàn)還比較完整，現(xiàn)在很多不能加以改進的地方，希望在將來的只是完善與加強中能得到解決。雖然系統(tǒng)功能完成的比較好，有很多可取的地方，但相對的系統(tǒng)也還有一些不足之處，比如說系統(tǒng)穩(wěn)定性不是很高、性價比不是最優(yōu)等，但是正是這些不足才促使我湖 南 商 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 31 頁 共 56 頁們?nèi)ふ腋玫姆椒ù?，學到更多的知識，從而更加豐富自己的知識庫。 畢業(yè)設(shè)計做這個題目讓我更加深刻地認識到本專業(yè)學習的重要性，更加讓我認識到自己的知識還是非常的匱乏。所以我希望畢業(yè)以后充分利用周末的時間加強學習，來完善自己的知識體系。專業(yè)知識是一方面，進如社會了就會有更多方面的知識等待著我去探索，去學習。做人就是我們永遠在學習，永遠希望做得更好的一個永恒不變的課題，畢業(yè)后，這個課題就顯得尤為重要。所以在邁出大學的門檻之后，我也會一直堅持不斷學習的信念，不斷提升自己各個方面的素質(zhì)，把自己鍛煉成為一個對社會，對國家更加有貢獻的人，與此同時，實現(xiàn)自我的人生價值。參考文獻：[1] [M].北京:電子工業(yè)出版社, .[2] [M].北京：人民郵電出版社， . 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