【正文】 流過(guò) LED 中的電流以保證在發(fā)光時(shí)二極管不因電流過(guò)大而被燒壞。LED 的顯示有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，N 塊顯示器件湖 南 商 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 23 頁(yè) 共 56 頁(yè)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(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(guò)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(jué)暫留效應(yīng)，就可以獲得視覺(jué)穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。將數(shù)碼管的引腳和單片機(jī)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(yáng)極和共陰極的段選碼互為補(bǔ)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(yáng)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(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 24 頁(yè) 共 56 頁(yè) HD7279A 鍵盤(pán)顯示電路設(shè)計(jì)圖 HD7279 鍵盤(pán)顯示電路圖 HD7279A 芯片簡(jiǎn)介HD7279A 是一片具串行接口的智能顯示與鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)芯片。它可以同時(shí)驅(qū)動(dòng) 8 位共陰式數(shù)碼管，還能同時(shí)連接多達(dá) 64 鍵的鍵盤(pán)矩陣，單片就可完成 LED 數(shù)據(jù)顯示和鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)的全部功能。HD7279A 內(nèi)置譯碼器，可直接接受 BCD 碼以及 16 進(jìn)制碼，并同時(shí)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(hào)，可非常方便地實(shí)現(xiàn)多位 LED 顯示和鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)。 HD7279A 特點(diǎn)? 串行接口，無(wú)需過(guò)多的外圍元件，并可以可直接驅(qū)動(dòng) LED? 各位具有獨(dú)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(dú)立的 LED 數(shù)碼管顯示? 64 鍵鍵盤(pán)控制器，內(nèi)置去抖動(dòng)電路? 具有 DIP 和 SOIC 兩種封裝形式可供選擇湖 南 商 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 25 頁(yè) 共 56 頁(yè) HD7279A 引腳及說(shuō)明圖 HD7279A 引腳圖表 HD7279A 引腳說(shuō)明4 軟件設(shè)計(jì)采用 unSP IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，C 語(yǔ)言編寫(xiě)程序。所有的軟件程序都在該開(kāi)發(fā)環(huán)境中編譯通過(guò)。采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)主要功能模塊有：主程序模塊、無(wú)線控制程序模塊、溫度采集模塊等。整個(gè)設(shè)計(jì)的功能是通過(guò)硬件電路配合軟件程序來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)目的的，當(dāng)硬件的設(shè)計(jì)基本完成后，軟件的功能即能確定了，此時(shí)再根據(jù)軟件的功能來(lái)進(jìn)行軟件編程。從軟件的各部分功能不同可分為五大類:? 主機(jī)程序：控制系統(tǒng)的核心部分，用來(lái)協(xié)調(diào)鍵盤(pán)顯示和無(wú)線模塊的運(yùn)行。? 從機(jī)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(wú)線模塊的運(yùn)行。湖 南 商 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 26 頁(yè) 共 56 頁(yè)? 鍵盤(pán)顯示程序：完成實(shí)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(jī)。? 無(wú)線模塊程序：驅(qū)動(dòng)無(wú)線模塊的運(yùn)行，同時(shí)協(xié)調(diào)收發(fā)之間的關(guān)系。? 無(wú)線傳輸協(xié)議：無(wú)線模塊之間專用的通信協(xié)議。 主控制程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)控制模塊采用一塊 16 位凌陽(yáng)單片機(jī) SPCE061A，完成以下功能：7279 檢測(cè)按鍵是否按下，如果按下，單片機(jī)將通過(guò)無(wú)線模塊 nRF2401 向從機(jī)發(fā)送信號(hào)，當(dāng)從機(jī)發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)線模塊 nRF2401 接收數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)處理后送給HD7279A,HD7279A 來(lái)完成 LED 的顯示功能，此時(shí)溫度數(shù)據(jù)就顯示在 LED 上。主機(jī)程序流程圖如圖 。從機(jī)部分控制模塊采用一塊 16 位凌陽(yáng)單片機(jī) SPCE061A，完成以下功能：從機(jī)檢測(cè)無(wú)線模塊 nRF2401 數(shù)據(jù)看主機(jī)是否發(fā)來(lái)開(kāi)始的信號(hào)，如果發(fā)來(lái)開(kāi)始的信號(hào)，溫度傳感器開(kāi)始工作，并將溫度數(shù)據(jù)傳輸給從機(jī)單片機(jī)，從機(jī)單片機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊 nRF2401將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)單片機(jī)。從機(jī)程序流程圖如圖 圖 主機(jī)程序流程圖 圖 從機(jī)程序流程圖湖 南 商 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁(yè) 共 56 頁(yè) 無(wú)線模塊 nRF2401 程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)所使用的無(wú)線模塊的通信是半雙工的，即一個(gè)在發(fā)送的時(shí)候，另一個(gè)必須是接收的狀態(tài)，但是一個(gè)無(wú)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(guò)程序來(lái)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(wú)線模塊 nRF2401 程序流程圖 HD7279 程序設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，鍵盤(pán)顯示采用了專用鍵盤(pán)、顯示接口擴(kuò)展芯片 HD7279，它具有自動(dòng)完成鍵盤(pán)輸入和顯示控制兩種功能，有專門(mén)的指令及讀寫(xiě)時(shí)序。其鍵盤(pán)掃描與顯示的流程圖分別如圖 和圖 所示。 湖 南 商 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 28 頁(yè) 共 56 頁(yè) 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(jì)根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：在每一次讀寫(xiě)前都要對(duì) DS18B20 進(jìn)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(duì) DS18B20 進(jìn)行操作。DS18B20 之后將溫度數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，再由單片機(jī)處理傳來(lái)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(cè)試環(huán)境及工具? 測(cè)試溫度：0~100 攝氏度（模擬多點(diǎn)不同溫度值環(huán)境） 。? 測(cè)試儀器及軟件：數(shù)字萬(wàn)用表，溫度計(jì) 0~100 攝氏度。? 測(cè)試方法：目測(cè)。 測(cè)試方法使系統(tǒng)運(yùn)行，觀察系統(tǒng)硬件檢測(cè)是否正常（包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，鍵盤(pán)電路，顯示電路，溫度測(cè)試電路等） 。系統(tǒng)自帶測(cè)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(jì)同時(shí)測(cè)量多點(diǎn)水溫變化情況（取溫度值不同的多點(diǎn)） ，目測(cè)顯示電路是否正常。并記錄各點(diǎn)溫度值，與實(shí)際溫度值比較，得出系統(tǒng)的溫度指標(biāo)。使用串口調(diào)試助手與單片機(jī)通訊，觀察單片機(jī)與串口之間傳輸數(shù)據(jù)正確否。湖 南 商 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 29 頁(yè) 共 56 頁(yè) 測(cè)試結(jié)果及分析表 測(cè)試結(jié)果對(duì)比數(shù)據(jù)數(shù)碼管顯示溫度 28 30 35 38溫度計(jì)目測(cè)溫度 誤差 + + + +誤差百分比 7% % % %自檢正常，各點(diǎn)溫度顯示正常，串口傳輸數(shù)據(jù)正確。因?yàn)樾酒撬芰戏庋b，所以對(duì)溫度的感應(yīng)靈敏度不是相當(dāng)高，需要一個(gè)很短的時(shí)間才能達(dá)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(rèn)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(diǎn)后兩位，這也必然造成一小部分?jǐn)?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(jìn)制轉(zhuǎn)換中會(huì)出現(xiàn)小部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失的情況。 溫度計(jì)測(cè)量誤差 表 溫度計(jì)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(lái)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(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 30 頁(yè) 共 56 頁(yè)作區(qū)域內(nèi)引起的誤差 偏差分析無(wú)線在信號(hào)傳輸過(guò)程中線路存在不穩(wěn)會(huì)出現(xiàn)較大的偏差? 無(wú)線模塊在傳輸信號(hào)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)丟包的現(xiàn)象。? 目測(cè)溫度計(jì)時(shí)視線不準(zhǔn)確6 總結(jié)本文研究的課題是基于凌陽(yáng)單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的功能是將來(lái)自數(shù)字傳感器DS18B20的信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理后，通過(guò)一個(gè)無(wú)線模塊發(fā)送到另一個(gè)無(wú)線模塊，經(jīng)過(guò)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(qiáng)大、界面友好、性價(jià)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(jī)電一體化等眾多領(lǐng)域。本系統(tǒng)還是一個(gè)不完善的系統(tǒng)，還有許多需要改進(jìn)的地方。設(shè)計(jì)中所采用的DS18B20搜索算法還存在不足，有時(shí)會(huì)發(fā)生重復(fù)或遺漏搜索。在通信協(xié)議不完整，沒(méi)有進(jìn)行發(fā)送超時(shí)出錯(cuò)處理，所以容易出現(xiàn)丟包的情況。但是總體的功能實(shí)現(xiàn)還比較完整，現(xiàn)在很多不能加以改進(jìn)的地方，希望在將來(lái)的只是完善與加強(qiáng)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(duì)的系統(tǒng)也還有一些不足之處，比如說(shuō)系統(tǒng)穩(wěn)定性不是很高、性價(jià)比不是最優(yōu)等，但是正是這些不足才促使我湖 南 商 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 31 頁(yè) 共 56 頁(yè)們?nèi)ふ腋玫姆椒ù?，學(xué)到更多的知識(shí)，從而更加豐富自己的知識(shí)庫(kù)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)做這個(gè)題目讓我更加深刻地認(rèn)識(shí)到本專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性，更加讓我認(rèn)識(shí)到自己的知識(shí)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(shí)間加強(qiáng)學(xué)習(xí)，來(lái)完善自己的知識(shí)體系。專業(yè)知識(shí)是一方面，進(jìn)如社會(huì)了就會(huì)有更多方面的知識(shí)等待著我去探索，去學(xué)習(xí)。做人就是我們永遠(yuǎn)在學(xué)習(xí)，永遠(yuǎn)希望做得更好的一個(gè)永恒不變的課題，畢業(yè)后，這個(gè)課題就顯得尤為重要。所以在邁出大學(xué)的門(mén)檻之后，我也會(huì)一直堅(jiān)持不斷學(xué)習(xí)的信念，不斷提升自己各個(gè)方面的素質(zhì)，把自己鍛煉成為一個(gè)對(duì)社會(huì)，對(duì)國(guó)家更加有貢獻(xiàn)的人，與此同時(shí)，實(shí)現(xiàn)自我的人生價(jià)值。參考文獻(xiàn)：[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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