【正文】 19 示器亮度既與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。 （ 2）動(dòng)態(tài)顯示 所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對(duì)于顯示器的每一位而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。對(duì)于 51 單片機(jī)，可以在并行口上擴(kuò)展多片鎖存 74LS573作為靜態(tài)顯示器接口。 （ 1） 靜態(tài)顯示 所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地尋能可截止。 7 段數(shù)碼管每段的驅(qū)動(dòng)電流和其他單個(gè) LED發(fā)光二極管一樣，一般為 5～ 10mA；正向電壓隨發(fā)光材料不同表現(xiàn)為 ~。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)極數(shù)碼管，陰極連在一起的稱為共陰極數(shù)碼管，如圖 415 18 圖 415 7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 發(fā)光二極管（ LED 是一種由磷化鎵（ GaP）等半導(dǎo)體材料制成的，能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫(huà)發(fā)光。 表 二 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫(xiě) Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 本設(shè)計(jì)中由于采用了 V/F 轉(zhuǎn)換電路，所以單片機(jī)系統(tǒng)的輸入信號(hào)從 P3^5 的 T1口輸入頻率信號(hào)，再經(jīng)內(nèi)部 C 語(yǔ)言程序進(jìn)行運(yùn)算、計(jì)數(shù)、定時(shí)和判 斷，由四個(gè)獨(dú)立按鍵對(duì)報(bào)警值進(jìn)行設(shè)定，最后送至 P0 口輸出進(jìn)行顯示。 ④可 編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8位（ 8 根引腳），共 32 根。 圖 413 復(fù)位電路 STC89C52 具體介紹如下： ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V電源 GND(Pin20)：接地線 ②外接晶振引腳（ 2 根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 ③控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。其中，按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 4— 4（ b） 所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 其電路如圖 4— 4（ c）所示： 15 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 4— 12復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期。這佯，只要電源 Vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 4— 3 所示： 圖 4— 11 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖 整個(gè)復(fù)位電路 包括芯片內(nèi)、外兩部分。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期 (即二個(gè)機(jī)器周期 )以上。除 PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 所示。其主要功能是把 PC初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。 外部方式的時(shí)鐘電路如圖 4— 10（ b） 所示， RXD 接地， TXD接外部振蕩器。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相 兼容。 單片機(jī)系統(tǒng) 單片機(jī)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)的核心部分，聲音信號(hào)經(jīng)放大和 V/F 變換后直接送到單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，并將運(yùn)算結(jié)果送至七段數(shù)碼管顯示器顯示和報(bào)警系統(tǒng)。其輸入電壓和輸出頻率的關(guān)系為：fo=(VinR4)/(R13R15R11xC13) 由式知電阻 R1 R1 R11 和 C13 直接影響轉(zhuǎn)換結(jié)果 f0，因此對(duì)元件的精度要有一定的要求，可根據(jù)轉(zhuǎn)換精度適當(dāng)選擇。當(dāng)電容 C10 放電電壓等于輸入電壓 Vi 時(shí)，輸入比較器再次輸出高電平，使 R－ S 觸發(fā)器置位，如此反復(fù)循環(huán)，構(gòu)成自激振蕩。 圖 49 LM331 構(gòu)成的 V/F 轉(zhuǎn)換電路圖 12 圖 49 為 LM331 構(gòu)成的 V/F 轉(zhuǎn)換電路， 當(dāng)輸入端 Vi＋輸入一正電壓時(shí)，輸入比較器輸出高電平，使 R－ S觸發(fā)器置位，輸出高電平，輸出驅(qū)動(dòng)管導(dǎo)通，輸出端 f0 為邏輯低電平，同時(shí)電源 Vcc 也通過(guò)電阻 R11 對(duì)電容 C13 充電。輸出驅(qū)動(dòng)管采用集電極開(kāi)路形式，因而可以通過(guò)選擇邏輯電流和外接電阻，靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 TTL、 DTL和 CMOS等不同的邏輯電路。 主要特點(diǎn)： ◆ 具有最大 ％的線性度 ◆ 改進(jìn)的電壓 /頻率轉(zhuǎn)換器應(yīng)用性能 ◆ 雙電源或單電源供電 ◆ 工作電壓： 5V ◆ 數(shù)字脈沖輸出端電平與所有 5V的標(biāo)準(zhǔn)邏輯電路兼容 ◆ 出色的溫度穩(wěn)定性，溫漂小于177。 LM331 采用了新的溫度補(bǔ)償能隙基準(zhǔn)電路，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)和低到 電源電壓下都有極高的精度。在 R 兩端得到的電壓包含的頻率成分很 10 多，經(jīng)過(guò)電容 C 濾除了高頻部分，再經(jīng)過(guò)隔直流電容 C 0 的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號(hào)。當(dāng)輸入的已調(diào)波信號(hào)較大時(shí)，二極管 VD 是斷續(xù)工作的。 圖 47 檢波電路 圖 47是一個(gè)二極管檢波電路。另外為了取出低頻有用信號(hào)，還必須使用濾波器濾除高頻分量，所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。檢波過(guò)程也是一個(gè)頻率變換過(guò)程，也要使用非線性元器件。 檢波電路 檢波電路或檢波器的作用是從調(diào)幅波中取出低頻信號(hào)。由于傳聲器輸出的電信號(hào)比較弱，只有毫伏級(jí)，為了使數(shù)據(jù)采集卡能很好的采集到相應(yīng)數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過(guò)電壓放大器進(jìn)行電壓放大，采用 LM386 芯片電壓增益 200 倍的接法，即在 1 和 8 引腳間接 10uF 的電容，如圖 46 所示。 （ 5） 低失真度。 （ 3） 外圍元件少。 8 圖 44 LM386的內(nèi)部方塊圖 LM386 的特性有以下幾點(diǎn)： （ 1） 靜態(tài)功耗低，約為 4mA,可用于電池供電。 LM386 的引腳圖如圖 43 所示。因此選用 LM386來(lái)組成音頻功率放大電路。對(duì)該部分電路的要求是輸出功率大。 功率放大器的作用相當(dāng)于揚(yáng)聲器的音量調(diào)節(jié)器。但在 1腳和 8 腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200。 放大倍數(shù) An計(jì)算公式如下： Au=（－β rbeRc ） 其中 rbe=300+（ 1+β）所以 Au ≈ 100（倍） 集成功放 LM386 放大器 LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。 由于這種傳聲器也是電容式結(jié)構(gòu)，信號(hào)內(nèi)阻很大，為了將聲音產(chǎn)生的電壓信號(hào)引出來(lái)并加以放大，其輸出端也必須使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管。 駐極體傳聲器有兩塊金屬極板，其中一塊表面涂有駐極體薄膜（多數(shù)為聚全氟乙 高靈敏度傳聲器 前置放大器 LM386集成功放 LM331電壓頻率轉(zhuǎn)換器 LED 顯示器 單片機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 檢波電路 5 丙烯）并將其接地，另一極板接在場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極上，柵極與源極之間接有一個(gè)二極管。從 T0 端輸入的計(jì)數(shù)脈沖頻率即反應(yīng)了所測(cè)聲壓大小 , 最后經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部 C 語(yǔ)言程序運(yùn)算出最終 數(shù)據(jù)通過(guò) P0 口和鎖存器送入 5 位 LED數(shù)碼管顯示。 由 LM331 構(gòu)成電壓 /頻率轉(zhuǎn)換電路，輸出的頻率信號(hào)變成 TTL 電平送給單片機(jī)的 T0 管腳，作為 T0的計(jì)數(shù)脈沖。 4 方案 ：基于 STC89C52 單片機(jī)采取 V/F 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)方案 環(huán)境噪聲經(jīng)高靈敏度、無(wú)指向性駐極體傳聲器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由 模擬電路采集環(huán)境噪聲 ，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后再經(jīng)前期數(shù)據(jù)處理電路送入單片機(jī)，系統(tǒng)的核心部分是單片機(jī) ST