【正文】 共陽(yáng)極 LED顯示器的工作原理也一樣。若用 I/O 5 口接口，這需要占用 N 8位 I/O口（ LED顯示器的個(gè)數(shù)為 N）。 動(dòng)態(tài)顯示方式：當(dāng)多位 LED顯示時(shí)，通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8位 I/O口控制，形成段選線的多路復(fù)用。其中段選線占用一個(gè) 8位 I/O口，而位選線占用 N個(gè) I/O口（ N為 LED顯示器的個(gè)數(shù)）。若要各位 LED能顯示出與本位相應(yīng)的字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時(shí)刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的段碼。 為了節(jié)約硬件資源，降低電路板的成本，本人采用的是節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。用繼電器時(shí)要注意其電感的反向電動(dòng)勢(shì)，和開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)對(duì)電源的影響，以及開(kāi)關(guān)脈沖對(duì)整個(gè)電路的影響等，應(yīng)該加入必要的防止干擾的措施。利用它可以用較小的功率控制較大功率，在交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等方面均獲得了廣泛的應(yīng)用。這時(shí)即使控制電壓消失，仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)，所以控制電壓沒(méi)有必要一直存在，通常采用脈沖形式，以降低觸發(fā)功耗。若在交流回路中應(yīng)用，當(dāng)電流過(guò)零和進(jìn)入負(fù)半周時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷，為了使其再次導(dǎo)通，必須重加控制信號(hào)。輸出部分是一個(gè)硅光敏雙向可控硅，在紅外線的作用下可雙向道通。一方面光耦合器 可以起到隔離兩個(gè)系統(tǒng)地線的作用，使兩個(gè)系統(tǒng)的電源相互獨(dú)立，消除地電位不同所產(chǎn)生的影響；另一方面，光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)器件，可以形成電流環(huán)路的傳送形式。 達(dá)到同樣的加熱效果，開(kāi)關(guān)量控制容易，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)電路的抗干擾能力強(qiáng)。 6 單元電路設(shè)計(jì) 溫度采集電路 本設(shè)計(jì)的溫度采集系統(tǒng)主要是數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，如圖 21所示。在 DS18B20接入系統(tǒng)之前，應(yīng)分別從激光 ROM 中讀出其序號(hào)，然后分別賦予在系統(tǒng)中的編號(hào) 1～ n。 圖 21 溫度采集電路 溫度檢測(cè)系統(tǒng)原理圖 如圖 21所示 ，采用 外接 電源供電方式。當(dāng) DS18B20處于寫(xiě)存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為 10μs 。 在本設(shè)計(jì)中，我采用的是單個(gè) DS18B20測(cè)室內(nèi)溫度，并把它直接與單片機(jī)的 I/O口相連，將測(cè)得的溫度值送入 CPU 與鍵盤(pán)輸入的設(shè)定值進(jìn)行比較，然后通過(guò) CPU 來(lái)控制負(fù)載電路的工作。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議 ,如主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換這一過(guò)程，根據(jù) DS18B20的通信協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì) DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM指令 ,最后發(fā)送 RAM指令 ,這樣才能對(duì) DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。顯示方式有動(dòng)態(tài)掃描和靜態(tài)掃描，兩種都可 以實(shí)現(xiàn)顯示功能，但由于靜態(tài)掃描要用到多片串入并出芯片，考慮到電路板成本計(jì)算，本人采用節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。 LED分別對(duì)室內(nèi)溫度和時(shí)間進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，其相互顯示間隔設(shè)定為 1分鐘，即顯示溫度時(shí)第一、二位為十位、個(gè)位，第三、四位為小數(shù)位 。 由 4個(gè)共陰極的數(shù)碼管 組成溫度和時(shí)間交替顯示。這樣通過(guò) P2口送出一個(gè)存儲(chǔ)單元的高位，低位 BCD顯示代碼，通過(guò) P2口另幾位送出掃描選通代碼輪流點(diǎn) 7 亮 LED1至 LED4，就會(huì)將要顯示的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管中顯示出來(lái)。此種設(shè)計(jì)一般應(yīng)用在單個(gè) LED的驅(qū)動(dòng)或LED數(shù)量較少，且所選的 MCUI/O口比較充裕的情況下。 LED的動(dòng)態(tài)顯示方式 : 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的， 卻 能夠節(jié)省大量的 I/O端口，而且功耗更低。 該方法的原理利用了人眼對(duì)物體的視覺(jué)延遲來(lái)達(dá)到所有 LED的同時(shí)顯示，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在同一個(gè)時(shí)刻，只有一組 LED處于顯示狀態(tài)，而其他 LED處于關(guān)閉狀態(tài)。式中， f為掃描的頻率，對(duì)應(yīng)為定時(shí)器的時(shí)間（ T=1/ f）； 32則是由 32ms換算而來(lái)， 32ms對(duì)應(yīng)的頻率剛好為 32Hz； N則時(shí)總的 LED的組 數(shù)（此例中 N=4）。當(dāng)然提高 LED的驅(qū)動(dòng)電壓也可以補(bǔ)償由此造成的亮度不夠的問(wèn)題。由前述可知， P2 口的 ， P2 口的 至 選碼， LED就會(huì)顯示出數(shù)字來(lái)?？梢?jiàn)，將要顯示的存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)直接送到 P2 口去驅(qū)動(dòng) LED數(shù)碼管顯示是不能正確表達(dá)的，必須在系統(tǒng)內(nèi)部將要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) BCD碼轉(zhuǎn)換后，將各個(gè)單元數(shù)據(jù)的段選代碼送入 P2口，給 CD4511譯碼后去驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。如：有一個(gè)單元存儲(chǔ)了 45這樣一位數(shù)，則需轉(zhuǎn)換成四位 BCD碼 (0100) (1001)然后放入A中， A中 BCD碼，高四位代表 4，低 四位代表 5，同時(shí)送給兩個(gè)譯 碼器中，譯碼后 45 字就在兩個(gè) LED 中顯示出來(lái)。 ：利用電感和電容的阻抗特性，將整流后的單向脈動(dòng)電流中的交流分量濾去，使單向脈動(dòng)電流變換成平滑的直流電。 供電部分輸入 220V、 50HZ 的交流電，輸出電壓 +5V，供給整個(gè)電路電源， 電流最大為 400mA； LM17812和 LM17805負(fù)載重，功率大，加裝了散熱片。 片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路， CPU的所有操作均在時(shí)鐘脈沖下同步進(jìn)行。本電路選用的電容為 33pF，晶振頻率為 12MHz。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生震蕩時(shí)鐘脈沖。在石英晶體的兩個(gè)管腳加交變電場(chǎng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生一定 頻率的機(jī)械變形，而這種機(jī)械振蕩又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。但是，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為某一特定值時(shí)，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。石英晶振起振后要能在 X2 線上輸出一個(gè) 3V 左右的正弦波，以便使 MCS51 片內(nèi)的 10 OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。電容 C5， C6 可以幫助起振，典型值為 33 pF，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào)fosc的目的。 C語(yǔ)言更接近機(jī)器語(yǔ)言，常用來(lái)編制與系統(tǒng)硬件相關(guān)的程序，如訪問(wèn) I/O 端口、中斷處理程序、實(shí)時(shí)控制程序、實(shí)時(shí)通信程序等；而數(shù)學(xué)運(yùn)算程序則適合用 C51高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)，因?yàn)橛酶呒?jí)語(yǔ)言編寫(xiě)運(yùn)算程序 可提高編程效率和應(yīng)用程序的可靠性。也就是說(shuō)，在用戶系統(tǒng)保留 AT89C51的情況下，通過(guò)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)與 AT89C51 的串行接口通信，直接對(duì)用戶系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，并在調(diào)試完成后將調(diào)試好的程序下載到AT89C51 中。 Keil 在 Windows操作系統(tǒng)下直接使用，編譯匯編源程序，并生成 16 進(jìn)制文件和列表文件。調(diào)試器采用 Windows系統(tǒng)，允許用戶使用 AT89C51的 UART串行接口在芯片上調(diào)試代碼執(zhí)行。模擬器采用 Windows系統(tǒng)，能完全模擬 AT89C51的所有功能。 主程序功能單一化，只對(duì)各子程序進(jìn)行控制、調(diào)動(dòng)，使整個(gè)程序成為有機(jī)的整體。 部分程序的流程圖 主程序流程圖 本設(shè)計(jì)主程序流程如圖 31所示。 12 圖 31 主程序流程圖 DS18B20 的溫度采樣程序流程圖 CPU對(duì) DS18B20的訪問(wèn)流程是：先對(duì) DS18B20初始化，再進(jìn)行 ROM操作命令，最后才能對(duì)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。如主機(jī)控制 DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換 這一過(guò)程，根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì) DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā)送 RAM指令，這樣才能對(duì) DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。 13 圖 32 溫度采樣框 程序如下： float tt。 // 初始化 ds18b2子函數(shù) delay_MS(1)。 // 跳過(guò) ROM命令 WriteOneChar(0xbe)。 // 連續(xù)讀兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) temp_data[1]=ReadOneChar()。 temp1=8。 // 兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量。 // 返回溫度值 } void tem_deal(uint tem) /* 溫度數(shù)據(jù)顯示處理函數(shù) */ { if(tem6348) // 溫度值正負(fù)判斷 { tem=65536tem。 } // 負(fù)溫度求補(bǔ)碼 ,標(biāo)志位置 1 else flag1=0。0x0f。 // 存入小數(shù)部分顯示值 Dis_ram[0]=tem4。 // 取百位數(shù)據(jù)暫存 Dis_play[2]=Dis_ram[0]%100。 else Dis_play[4]=0 。 else Dis_play[5]=0 。 // 取十位數(shù)據(jù)暫存 Dis_play[2]=Dis_play[2]%10。 // 先判斷百位是否為 0 if(!Dis_play[1]) { Dis_play[1]=0x0a。其流程圖如圖 33： 15 圖 33 LED顯示流程圖 程序如下 : LED1=~LED1。 } void display() /*****顯示溫度子程序 *****/ { char k。k4。 //數(shù)據(jù)顯示 } if (k==2){DIN=0。 //位選 delay_MS(90)。 } 16 discan=scan_con[7]。 //顯示 C delay_MS(90)。 } /*****主函數(shù) *****/ void main(void) { EA=1。 IT0=1。 //溫度轉(zhuǎn)換 tem_deal(tmp())。 if(Dis_play[4]==1) shengwen()。 if(Dis_play[5]==1) jiangwen()。 } while(1)。幾周的課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，雖然很忙碌、很疲勞，但是收獲很大。每天的努力，喚來(lái)了我對(duì)課程設(shè)計(jì)的重新的認(rèn)識(shí)，對(duì) 51 單片機(jī)和控制系統(tǒng)的深刻理解，實(shí)現(xiàn)了真正實(shí)踐的目的。在課堂上，掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論，如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？如何去鍛煉我們的實(shí)踐的一面？這次做課程設(shè)計(jì)就為我提供了一個(gè)課外學(xué)習(xí)的好平臺(tái)。把課本的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，經(jīng)過(guò)我多次努力最終完成了此次課程設(shè)計(jì)。在此次設(shè)計(jì)中收獲最大的算是分析和解決問(wèn)題的能力。我有如此的收獲于我的帶領(lǐng)老師潘云霞辛勤教導(dǎo)緊密相連，多謝臧老師諄諄教誨。 再次，要感謝我的寢室好友是他們幫助我解決了程序上 的偏差，有了他們的幫助才能夠及時(shí)解決問(wèn)題，其中的無(wú)奈才有得解除。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這 里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意 !最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們 。 // P3 溫度輸入口 uint temp1。 // 定義一個(gè)標(biāo)志 ,溫度是負(fù)或正 ,1 為負(fù) ,0 為正 uchar data temp_data[2]={0x00,0x00}。//顯示單元數(shù)據(jù)，共 6個(gè)數(shù)據(jù)和一個(gè)運(yùn)算 第 4個(gè)數(shù)據(jù)為空，第 6 個(gè)數(shù)據(jù)顯示 C uchar data Dis_ram[1]={0x00}。 //上限報(bào)警溫度，默認(rèn)值為 38 uchar XX=15。 //定義調(diào)整鍵 sbit DEC = P3^1 。 //定義增加鍵 //sbit KO = P3^3。 sbit LED2=P3^4。 //小數(shù)點(diǎn) define Disdata P0