【正文】 圖 VF。 VFD 中陽極電壓低 ， 柵極的電子滲透系數(shù)很 小 ， 只有柵極上加一 正電位時 ， 相對位置的陰極發(fā)出的電子才有可能轟擊發(fā)光粉發(fā)光 ； 當(dāng) 柵極加負(fù)電壓時 ，電子不能流向陽極 ， 發(fā)光被截止 ， 這就是柵極的選址。 VFD 的工作原理和特點 典型的 VFD 是三級結(jié)構(gòu) ， 由絲狀直熱式氧化物陰極 ， 網(wǎng)狀和絲狀柵極和表面涂覆有發(fā)光粉的陽極構(gòu)成 。這類顯示器的種類較多 ， 柵極有一層 （ 三極 ） 、二層 （ 四極 ） 和三層 （ 五極屏 ）； 大多數(shù)產(chǎn)品都是一層?xùn)艠O的三極屏 ， 其陽極又可分成若干種 ， 其中多重陽極的顯示屏也是采取動態(tài)掃描驅(qū) 動。 （ 4） 、 矩陣 顯示 屏 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 26 點矩陣屏 只能顯示分立的字符 ， 為了能夠顯示圖表和任意格式的字符 ， 人們又開發(fā)了由整個大矩陣構(gòu)成的顯示屏 ， 它可以自由地顯示各種信息。在后一種方式中 ， 每一點陣的相應(yīng)點連在一起 ， 一行發(fā)光點分別用 5 條陽極引出。 點陣顯示屏的驅(qū)動都是動態(tài)掃描方式的 。這一類 屏中有大量的 點陣排成一行或多行 ， 可顯示一個或多個句子?，F(xiàn)在往往是在大型的復(fù)合顯示器中加上條形顯示器 ， 由模擬和數(shù)字聯(lián)合顯示 。從 1978 年開始用于音響中 ， 作為音量等信息的顯示 ， 使單調(diào)的聲音增添了悅目的光彩 ， 也使顯示的信息量大增。 （ 2） 、 條形顯示器 這是專門用于模擬顯示速度、電平、水位及油量等的顯示屏。動態(tài)掃描將各個數(shù)碼中相應(yīng)的筆畫連接在一起 ， 實現(xiàn)對筆畫的選址 ， 另對各位分別引出的柵極做位選址 ， 這種方式可以減少引線的數(shù)量 ， 也減少了驅(qū)動電路。 通常的數(shù)碼管有兩 種工作方式 ： 靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài) 驅(qū)動 方式。從 1975 年開始用于數(shù)字鐘、收音機、微波爐等 ， 作為時間、調(diào)諧等的顯示 ， 在陽極板上印上了一些符號 ， 如 AM、 mA、 STERO、 FM、 Hz、 KΩ、℃等 , 顯示的內(nèi)容也擴大到了數(shù)碼加符號。 （ 1） 、 多位數(shù)碼管 自 VFD 誕生以來 ， 熒光數(shù)碼管一直是廣為應(yīng) 用的器件 ， 用于臺式計算器、電子收款機、電子秤和工業(yè)測量設(shè)備中。為了適應(yīng)各種用途 ， 開發(fā)了大量的產(chǎn)品 ， 有用于數(shù)字顯示的數(shù)碼管 ； 可用于數(shù)字和字母顯示的點陣顯示屏 ； 以及適用于圖表、圖形和圖象顯示的大矩陣顯示屏。 VFD 與其它的平板顯示器件的區(qū)別在于 ： a、 有一個用于加熱陰極的燈絲加熱電路 ；b、用于加速電子的陽極電路 ； c、為提高清晰度 ， 陽極分成多重結(jié)構(gòu) ， 因而其驅(qū)動電路有其獨特的地方。 真空熒光顯示器件 （ VFD） 自誕生以來 ， 已經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展歷程。 （ 3） 、平板結(jié)構(gòu)，體積小，厚度為 6~9mm。從發(fā)明開始它就有下列優(yōu)點 ： （ 1） 、工作電壓低， 20V 左右，每個回路的驅(qū)動電流幾 mA，家電中的 IC 可以直接驅(qū)動。 伊勢公司迅速將其商業(yè)化 , 并取得了極大的成功。 如圖 所示。 時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻， 本設(shè)計選取 4MHz 的晶振，時鐘頻率就是 2MHz。 當(dāng)單片機在工作時，按下 S0 開關(guān)時，復(fù)位 引 腳變成低電平，觸發(fā)單片機復(fù)位。為了可靠，再加上一只 的電容以消除干擾、雜波。 在本設(shè)計中單片機也采用 5V 電壓為電源。 ATMEGA128 的應(yīng)用 C S S C L KC S S D IC S S D ORESETVCC+5V GNDP E N1P E 0 ( R x P d i )2P E 1 ( T x P d o )3P E 2 ( X C K 0 )4P E 3 ( O C 3 A )5P E 4 ( I N T 4 )6P E 5 ( I N T 5 )7P E 6 ( I N T 6 )8P E 7 ( I N T 7 / I C 3 )9P B 0 ( S S )10P B 1 ( S C K )11P B 2 ( M O S I )12P B 3 ( M I S O )13P B 414P B 515P B 616PB717PG3(tosc2)18PG4(tosc1)19RESET20VCC21GND22XTAL223XTAL124PD0(INT0)25PD1(INT1)26PD2(RXD1)27PD3(TXD1)28PD4(IC1)29PD530PD631PD732P G 033P G 134P C 035P C 136P C 237P C 338P C 439P C 540P C 641P C 742P G 243P A 744PA249PA150PA051VCC52GND53PF7(TDI)54PF6(TDO)55PF5(TMS)56PF4(TCK)57PF3(ADC3)58PF2(ADC2)59PF1(ADC1)60PF0(ADC0)61AREF62GND63AVCC64P A 645P A 546P A 447P A 348U0M E G A 1 2 8GNDVCC+5VP R O _ M O S IP R O _ M I S OGNDJ1 J2P R O _ S C KVCC+5VR310KC330pC430pM14 M H zJ2J1R24 . 7 KC20 . 1 u FC10 . 1 u FR110KV C C + 5 VRDWRRSK1K2K3K4K5K6K7K8KIN0KIN1KO0KO1L E D 1L E D 2L E D 3V C C + 5 VADC0STBD0 D1 D2D3D4D5D6D7RXD1TXD11 2 3 4 5 6 7 8J6C O N 8D11 N 4 1 4 8V C C + 5 VS0R E S E TR E S E T 圖 單片機最小系統(tǒng)硬件原理圖 圖 為 ATMEGA128 的最小系統(tǒng)。在上電復(fù)位時保持 PEN 為低電平將使器內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 件進入 SPI 串行下載模式。 AREF： AREF 為 ADC 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。 AVCC ： AVCC 為端口 F 以及 ADC 轉(zhuǎn)換器的電源，需要與 VCC 相連接，即使沒有使用 ADC 也應(yīng)該如此。 XTAL1： 反向振蕩器放大器及片內(nèi)時鐘操作電路的輸入。超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。 PG3 和 PG4 是振蕩器引腳。 端口 G 也可以用做其他不同的特殊功能。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。 端口 G(PG4..PG0)： 端口 G 為 5 位雙向 I/O 口，并具 有可編程的內(nèi)部上拉電阻。如果使用 了 JTAG 接口，則復(fù)位發(fā)生時引腳 PF7(TDI)、 PF5(TMS) 和PF4(TCK) 的上拉電阻使能。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。 如果不作為 ADC 的模擬輸入，端口 F 可以作為 8 位雙向 I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。復(fù)位發(fā)生時端口 E 為三態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。復(fù)位發(fā)生時端口 D 為三態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。復(fù)位發(fā)生時端口 C 為三態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。復(fù)位發(fā)生時端口 B 為三態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。復(fù)位發(fā)生時端口 A 為三態(tài)。其內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。 GND： 地。 ATMEGA128AVR 有整套的開發(fā)工具，包括 C 編譯器，宏匯編，程序調(diào)試器 / 仿真器和評估板。在更新應(yīng)用 Flash存儲器時引導(dǎo) Flash區(qū)的程序繼續(xù)運行，實現(xiàn) RWW操作。片內(nèi) ISP Flash 可以通過 SPI 接口、通用編程器，或引導(dǎo)程序多次編程?？臻e模式時 CPU 停止工作，而 SRAM、 T/C、 SPI 端口 以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作，寄存器的內(nèi)容則一直保持；省電模式時異步定時器繼續(xù)運行，以允許用戶維持時間基準(zhǔn)，器件的其他部分則處于睡眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時 CPU 和所有的 I/O 模塊停止運行，而異步定時器和 ADC 繼續(xù)工作，以減少 ADC 轉(zhuǎn)換時的開關(guān)噪聲； Standby 模式時振蕩器工作而其他部分睡眠，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力；擴展 Standby 模式則允許振蕩器和異步定時器繼續(xù)工作。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的復(fù)雜指令集微處理器高 10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個通用工作寄存器。 ATMEGA128 綜述 ATMEGA128 為基于 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的 8 位低功耗 CMOS 微處理器。 工作電壓 ： ATmega128L， ATmega128。 特殊的處理器特點 ： 上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測 ， 片內(nèi)經(jīng)過標(biāo)定的 RC 振蕩器 ，片內(nèi) /片外中斷源 。 面向字節(jié)的兩線接口 ， 兩個可編程的串行 USART。 輸出比較調(diào)制器 。 兩路 8 位 PWM。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 兩個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時 /計數(shù)器 。 通過 JTAG 接口實現(xiàn)對 Flash， EEPROM, 熔絲位和鎖定位的編程 。 遵循 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能 。 ATMEGA128 ATMEGA128 的特點 高性能、低功耗的 AVR8 位微處理器 。 Y13 2 . 7 6 8 K H zA G N D1V A +2A I N 1 +3A I N 1 4A I N 3 +5A I N 3 6N B V7A08C P D9S D I10/ C S11X I N12X O U T13S D O14D G N D15V D +16S C L K17A118A I N 4 19A I N 4 +20A I N 2 21A I N 2 +22R E F 23R E F +24U3C S 5 5 2 4C S S C L KC S S D OC S S D IA G N D + 2 . 5 VG N DG N DV C C + 5 VV C C + 5 VA G N DA G N D+ I N 1 + I N 2 I N 1 I N 2+ I N 4 I N 4+ I N 3 I N 3R 1 _ 1 010KR 1 _ 1 110KC 1 _ 1 10 . 1 u FC 1 _ 1 20 . 1 u FC 1 _ 1 04700pFD 1 _ 15VD 1 _ 25V+ I N 1 I N 1O U T 1+ 2 . 5 V 圖 A/D 轉(zhuǎn)換硬件電路圖 如圖 所示， AD698 的輸出信號經(jīng)過濾波電路 濾除高頻信號 以后進入 A/D 轉(zhuǎn)換器，進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換后經(jīng) SDO 口送入單片機進行處理。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 （ 3） 執(zhí)行 A/D 轉(zhuǎn)換 完成寄存器設(shè)置后，可通過設(shè)置 A/D 轉(zhuǎn)換命令字和校準(zhǔn)命令字，來進行不同類型的多通道 A/D 轉(zhuǎn)換與校準(zhǔn)，并從轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器 FIFO 中讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。此時向配置寄存器寫的其它命令位均被忽略， 將 RS 位置‘ 0’后，必須重寫一次配置寄存器以設(shè)置配置寄存器的其它位； 串口初始化：當(dāng)軟件向串口發(fā)初始化命令序列時，串口被初始化為命令模式；串口初始化 序列包括 15 個字節(jié)的