【正文】 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(dòng)能力的 7段顯示字形碼。這類芯片的型號(hào)有 74LS4 74LS4 74LS24 74LS248 等。 4位一體的時(shí)鐘型 LED 顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由 4個(gè)單獨(dú)的 LED 和一個(gè)“：” LED組成，每個(gè) LED 的段輸出管腳在內(nèi)部并聯(lián)后引出到器件的外部。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(diǎn)引出端。用“：”前的 2 位顯示“小時(shí)”的十位和個(gè)位，用“：”后的 2 位顯示“分”的十位和個(gè)位。 多功能智能化溫度測(cè)量儀設(shè)計(jì) 29 圖 動(dòng)態(tài)掃描顯示電路的原理框圖 LED 顯示器的選擇 在應(yīng)用系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)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(hào)不同的 LED 顯示器。如果驅(qū)動(dòng)電路能力差，即負(fù)載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動(dòng)電路長期在超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞。顯示電路由 LED顯示器、段驅(qū)動(dòng)電路和位驅(qū)動(dòng)電路組成。顯示器、鍵盤電路就是用來完成人機(jī)對(duì)話活動(dòng)的人機(jī)通道。 LED 顯示電路設(shè)計(jì)與器件選擇 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都需要進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。電阻電容器件的參考值為 R1=200?， R2=1K?， C3=22?A。只要 VCC上升時(shí)間不超過 1ms，它們都能很好地工作。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時(shí)間應(yīng)為 2個(gè)機(jī)器周 期以上。石英晶體選擇 6MHz或 12MHz都可以，起結(jié)果只是機(jī)器周期時(shí)間不同，影響計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值。在單片機(jī)的 XTAL1和 XTAL2兩個(gè)管腳，接一個(gè)晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路。該單片機(jī)在以上報(bào)告中已重點(diǎn)說明，在此就不做過多說了。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。主要用于穩(wěn)定積分、精密加法比較、閩值電壓檢測(cè)、微弱信號(hào)精確放大等場(chǎng)合。 DAC0832工作于直通方式時(shí)一般將控制信號(hào) CS、 XFER、 WRWR2直接接地， ILE管腳接高電平，則兩個(gè)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(shí)跟隨變化。 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多功能智能化溫度測(cè)量儀設(shè)計(jì) 27 麗厄的脈沖寬度要求不小于 ，并不需要同時(shí)輸出，因此采用單緩沖方式接口。若上述條件有一個(gè)不滿足，則鎖存數(shù)據(jù)。 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。 ILE : 允許數(shù)字輸入線，當(dāng) ILE為高電平時(shí)，允許數(shù)字量輸入 。 E)為電流輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時(shí)，需外加轉(zhuǎn)換 電路； F)有 5根控制線 。 C)低功耗， 200mW。 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(jī)完全兼容，具有價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控 制容易等優(yōu)點(diǎn)，主要有如下特點(diǎn) A)可單緩沖或雙緩沖數(shù)字輸入 。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(yùn)算放大器構(gòu)成反相輸出電路以實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)輸出，然后再接入 1片多路模擬開關(guān) CD4051，將輸出擴(kuò)展為 8路。 圖 使用 8255作 LED顯示器動(dòng)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(dòng)6 路反相驅(qū)動(dòng)多功能智能化溫度測(cè)量儀設(shè)計(jì) 26 模擬信號(hào)輸出部分設(shè)計(jì) 信號(hào)輸出部分總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理之后，獲得被測(cè)對(duì)象的溫度值，但在有些時(shí)候需要控制被控對(duì)象的溫度，因此，要由單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)控制。除了要給顯示器提 供段（字形代碼）的輸入之外，還有對(duì)顯示器選擇位的控制，這就是通常所說的段控和位控。這樣雖然在任何一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于人眼具有視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮效果完全一樣。在此儀器的設(shè)計(jì)中， LED顯示器的顯示方式采用的是動(dòng)態(tài)顯示方式。如此輪流，使每位分時(shí)顯示該 位應(yīng)顯示字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點(diǎn)亮各位 LED，記載每一瞬間只使某一位顯示字符。 在此電路中為 8279擴(kuò)展 I/0控制的 8位共陰極 LED動(dòng)態(tài)顯示接口電路。動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件電路（如 I/O口、驅(qū)動(dòng)器等）；多功能智能化溫度測(cè)量儀設(shè)計(jì) 25 缺點(diǎn)是采用軟件掃描時(shí)占用 CPU時(shí)間多，如采用硬件 掃描時(shí)將增加硬件成本。 顯示器顯示接口按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示的掃描可由單片機(jī)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。 LCD和CRT顯示器可進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)，但接口比較復(fù)雜，成本也較高 。液晶顯示器 LCD (Liquid Crystal Display)。由于本設(shè)計(jì)中鍵的數(shù)量不是很多，所以在此我們選用獨(dú)立式鍵盤控制。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間地址同外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器一樣，由 P2口提供高 8位地址， PO口為分時(shí)提供低 8位地址和 8為雙向數(shù)據(jù)總線。這 15 根地址線分別與 8051的 PO口和 連接，當(dāng) 8031 發(fā)出巧位地址信息時(shí)，可分別選中 27256 片內(nèi) 32K字節(jié)存儲(chǔ)器中任一單元。在本次設(shè)計(jì)中用到的是 27256 芯片。常用的 EPROM 芯片有276 2712 2725 27512 等芯片。 EPROM 是一種用紫外線光照擦除的只讀存儲(chǔ)器，通過專用編程器將程序固化在芯片中，可反復(fù)多次擦除及編程。此時(shí)設(shè)計(jì)的外多功能智能化溫度測(cè)量儀設(shè)計(jì) 24 部程序存儲(chǔ)器必須從 0000H 地址開始。 對(duì)于 單片機(jī)片內(nèi)有程序存儲(chǔ)器時(shí)，硬件設(shè)計(jì)時(shí)管腳 EA 接 +5V， CPU 在取指令時(shí)， PC值小于片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的容量時(shí)讀取片內(nèi)的程序指令，而當(dāng) PC 值大于片內(nèi)存儲(chǔ)器容量時(shí)讀取片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令，此時(shí) PSEN 作為片內(nèi)存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。 MCS51系列單片機(jī)程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)展 64KB。由 8031單片機(jī)時(shí)序分析可知，有效地址信號(hào)是在 ALE(地址鎖存允許 )信號(hào)變高的同時(shí)出現(xiàn)的，并在 ALE由高變低時(shí)，將出現(xiàn)在 PO口的地址信號(hào)鎖存到外部地址鎖存器中，直到下一次 ALE變高時(shí)，地址才發(fā)生變化。 多功能智能化溫度測(cè)量儀設(shè)計(jì) 23 1 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G19U27 4L S 2 44E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 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 05 1123U 4A A7 4A L S 32123U 4B A7 4A L S 32D13Q12D24Q25D37Q36D48Q49D513Q512D614Q615D717Q716D818Q819C L K11C L R1U?7 4L S 2 73L E D 1L E DL E D 2L E DL E D 3L E DL E D 4L E DL E D 5L E DL E D 6L E DL E D 7L E DS1S W S P S TS2S W S P S TS3S W S P S TS4S W S P S TS5S W S P S TS6S W S P S TS7S W S P S TS8S W S P S TR1R E S 2R2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2R6R E S 2R7R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R 10R E S 2R 11R E S 2R 12R E S 2R 13R E S 2R 14R E S 2R 15R E S 2R 16R E S 2L E D 8L E DV C C 圖 單片機(jī)與 I/O接口原理圖 地址鎖存器 由于 8051單片機(jī)的 PO口是分時(shí)復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總線，因此在進(jìn)行程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，必須用地址鎖存器將地址信號(hào)從地址 /數(shù)據(jù)總線中分離開來。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連。 (4) 接地 模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，以至影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。 (3) 參考電壓的調(diào)節(jié) 在使用 A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。滿刻度調(diào)整時(shí)，先給輸入端加入電壓 ，使?jié)M刻度所對(duì)應(yīng)的電壓值是 ，其中是輸入電壓的最大值， 是輸入電壓的最小值。 (2) 零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。 在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 轉(zhuǎn)換時(shí)序 當(dāng) CS與 WR同時(shí)為低電平 A/D轉(zhuǎn)換器被啟動(dòng)切在 WR 上升沿后 100 模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時(shí)， INTR 自動(dòng)變?yōu)榈碗娖?，表示本次轉(zhuǎn)換已結(jié)束。 DB0～ DB7： 8 位數(shù)字輸出。 AGND DGND：模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)的接地。 /INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出，低電平動(dòng)作。相當(dāng)于 ADC 的轉(zhuǎn)換開始（ /CS=0），當(dāng) /WR 由 HI 變?yōu)?HO時(shí)，轉(zhuǎn)換器被清除：當(dāng) /WR 回到 HI時(shí)轉(zhuǎn)換正式開始。 /RD 為 HI時(shí)， DB0DB7 處理高阻抗 ， /RD 為 HO時(shí)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)才會(huì)輸出。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在 CPU數(shù)據(jù)總線上，無須附加邏輯接口電路。 ADC0804 所謂的 ADC0804 就是模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器，就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，信號(hào)輸入端可以是傳感器或轉(zhuǎn)換器的輸出，而 ADC 的數(shù)字信號(hào)提供給微處理器，因而的到廣泛的應(yīng)用。 由上 （ ）、（ ）、（ ）式 可以得到 91 6 611ln l