【正文】 這種類型的顯示器，在它的內(nèi)部中，除各個公共端外，是把各個顯示器的同名端并聯(lián)起來的。本設(shè)計中這部分的仿真電路圖如圖 310 所示。 驅(qū)動方式 ：要使 數(shù)碼管要正常顯示，就要 使 用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼， 這樣才能 顯示出我們要的 那一個 數(shù)字，因此根據(jù) 所用的 數(shù)碼管的 使用的不同的驅(qū)動方式， 這樣就 可以 兩種一種是 靜態(tài)式和 另一種 動態(tài)式。靜態(tài)驅(qū)動指 的就是將 數(shù)碼管 里 的每一個段碼都 要由 單片機 中的某一個 的 I/O端口 來 進行驅(qū)動 顯示。 數(shù)碼管應(yīng)用 電流：靜態(tài)時 的時候 推薦使用 1015mA 的電流，當 動態(tài) 的時候 ， 由于 16/1 動態(tài)掃描 的時候 ， 那么 平均電流 就 為 45mA，峰值 為 電流 5060mA。 另外， 如果遇到 溫度變化 的時候 驅(qū)動芯片 必須能夠很好的 自動調(diào)節(jié) 其 輸出電流的大小 以此來 實現(xiàn)色差 以及 平衡溫度 的 補償。 像其他一般 超大規(guī)模集成電路 一樣都是 具有熱保護功能 的 ， 假設(shè)其中 任何一片的 數(shù)碼管 溫度超過 其本身的 一定值 的時候就可以 自動關(guān)斷 了 ，并且 還 可 以很容易的 在控制室內(nèi)看到 所有的 故障顯示。相反用 VCC 不動， GND 逐個碰剩下的腳，如果有多個 LED（一般是 8 個），那它就是共陽的。 特殊元件介紹 AT89C51 芯片 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器 （ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、 非常 高性能 的 CMOS 8 位 主流 微處理器， 也 就是人們 俗稱 單片機 。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器 的先進的 制造 技術(shù)而 制造 成的 ，他是 與 通常的 工業(yè)標準的 MCS51 的 指令集 以及 輸出管腳 全部相互 兼容 的，可以有很好的兼容性 。 主要特性： 與 MCS51 兼容 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 20 4K 字節(jié) 的 可編程 FLASH 存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級程序存儲器鎖定 1288 位內(nèi)部 ram 32 位 可編程 I/O 線 兩個 16 位 定時器 /計數(shù)器 5 個中斷源 可 以進行 編程 的 串行 式 通道 閑置 、 掉電模式 在 片內(nèi) 的 振蕩器和時鐘電路 表 1 中斷向量表： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 21 特性概述 : At89c51 提供以下標準功能： 4k 字節(jié) 的 Flash（ 閃存 ） ， 以及擁有 128 個 字節(jié) 的 內(nèi)部ram， 32 個 I/O 口線， 還有其自帶的 兩個 16 位 的 定時 /計數(shù)器， 以及 一個 有 5 個中斷向量的二級中斷結(jié)構(gòu) ， 還有那 一個全雙工 方式的 串行通信 接 口， 以及單片機的 片內(nèi) 自帶 振蕩器及時鐘電路?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口 不會停止運行，而且中斷系統(tǒng)也還保持原來的狀態(tài) 。 單片機的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個寄存器 SBUF？而不是收發(fā)各用一個寄存器。 CPU 在讀 SBUF 時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。操作 SBUF 寄存器的方法則很簡單，只要把這個 99H 地址用關(guān)鍵字 sfr 定義為一個變量就可以對其進行讀寫操作了，如 sfr SBUF = 0x99。 通常在標準的 或 等頭文件中已對其做了定義，只要 用 include 引用就可以了。 SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。51 芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。 REM 是由軟件置位或清零。 大家也可以用上面的實際源碼加入 REM=0 來進行實驗。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議 中做奇偶位，在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。該位可能是奇偶位，地址 /數(shù)據(jù)標識位。在模式 1 中，當 SM2=0， RB8 是已接收數(shù)據(jù)的停止位。在模式 0，發(fā)送完第 8 位數(shù)據(jù)時，由硬件置位。 TI 置位后，申請中斷， CPU 響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。 RI 接收中斷標識位。 其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。但在模式 1 中， SM2=1 時，當未收到有效的停止位，則不會對 RI 置位。常用的串口模式 1 是傳輸 10 個位的， 1 位起始位為 0,8 位數(shù)據(jù)位，低位在先， 1 位停止位為 1。 AT89C51 和 AT89C2051 等 51 系列芯片只有兩個定時器，定時器 0 和定時器 1，而定時器 2 是 89C52 系列芯片才有的。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。 10=960 字節(jié)。 模式 2 的波特率是固定在 fosc/64 或 fosc/32，具體用那一種就取決于 PCON 寄存器中的 SMOD 位，如 SMOD 為 0，波特率為 focs/64,SMOD 為 1，波特率為 focs/32。那么我們怎么去計算這兩個模 式的波特率設(shè)置時相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計算。 32）定時器 1 溢出速率 上式中如設(shè)置了 PCON 寄存器中的 SMOD 位為 1 時就可以把波特率提升 2 倍。在這個定時模式 2 下定時 器1 溢出速率的計算公式如下： 溢出速率 =（計數(shù)速率） /(256－ TH1) 管腳說明： VCC： 電源 。 P0 口： P0 口 他是 一個 有 8 位漏級開路 的 雙向 I/O 口， 其任何一個引腳都可以吸收 8個 TTL 的 門電流。 P0 還能當作外部的一些程序的數(shù)據(jù)存儲器使用 ， 在需要低位數(shù)據(jù) /地址位的時候內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 24 還可以用 p0 口來定義， 在 Flash 編程 的時候 ， P0 口 可以當作一個原 碼 的 輸入口 使用 ，當 Flash 進行相關(guān) 校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須接上拉電阻。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2 口被 寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間， 這個引腳通常 也用于施加 在 12V 編程電源（ VPP）。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 26 如圖 311 所示。 這個 反向放大器可 以采用石晶震蕩或者是套餐震蕩來以此配置成為一個 片內(nèi)振蕩器。 由于要 輸入 到 內(nèi)部 時鐘 里面的 信號 都 要 很好的通過 一個二分頻 的 觸發(fā)器 里面 ，因此 這樣就 對外部 的 時鐘信號的脈寬 降低了要求 ， 可是確是一定要 保證 其 脈沖的高低 或者其 電平 所 要求的寬度。 具有很多優(yōu)點比如說其很體積小，且分辨率高，還有換快等許多優(yōu)點。對于復(fù)雜溫度系統(tǒng)的實時測控方面的設(shè)計，在實現(xiàn)大型系統(tǒng)溫度的控制方面就非常好地利用了 Ds18b20 的獨到特到特點而使得這一系統(tǒng)變的非常簡約。 DS18B20，僅僅只需要一個 I/ O 口也就能夠非常好的實現(xiàn)與微處理器與 Ds18b20 之間的 雙向通訊。 (3) Ds18b20 的檢測溫度的范圍是： 55 ℃～ +125℃，而當其在 10 ℃ ～ + 85℃ 的時候 ，其精度很高是： + 0 15℃。 (5) Ds18b20 的里面是含有一個寄生電源的 ， 其他元 器件完全可以由單線向總線來供電，反之也可他的外接電源來供電。 DS18B20 測溫原理 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 312 所示。 然 而如果當已經(jīng)到達某一個時刻設(shè)定好的溫度值時，這是這個振蕩器的脈沖就無法能夠無法通那個門電路了。與此同時，當該計數(shù)器如果復(fù)位在當前這一時刻的溫度值的時候，那么系統(tǒng)電路就會對內(nèi)部振蕩器其的溫度系數(shù)進行一個合適的補償，然后計數(shù)器再次重新開始計數(shù)其直返回來初始。 圖 312 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 DS18B20 的操作協(xié)議 Ds18b20 他具有單純的通信功能而且是以分時段的方式實現(xiàn)的 。時間間隙對它們而言是一個十分嚴格且獨立的概念。對于這每一種操作都有與之對應(yīng)的時序圖。只需將 DS18B20 信號線與單片機 1 位 I/O 線相連， 且單片機的 1 位 I/O 線可掛接多個 DS18B20， 就可實現(xiàn)單點或多點溫度檢測。 它直接將溫度數(shù)據(jù)進行編碼， 可以只使用一根電傳輸溫度數(shù)據(jù)， 通信方便， 它的遠距離傳輸時的抗干擾性非常好，如若 與傳統(tǒng)的那些用傳統(tǒng)溫度傳感器所組成的那些多點溫系統(tǒng)相比的話可以節(jié)省出大量的電纜來， 不僅如此 而且其系統(tǒng)非常簡化 ，就是系統(tǒng)的可擴展性也是十分良好，更重要的是其維護起來也很方便。 C 到 70176。當清除端 R 作 為一個低電平的時候，輸出端全部都是低電平。 當 A、 B 有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLK上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài)。根據(jù)這一要求， 控制系統(tǒng)的相關(guān)軟件設(shè)計在本設(shè)計中我們采用模塊化的結(jié)構(gòu)模式， 包括：系統(tǒng)的主程序、 鍵盤中斷子程序、 LED 顯示子程序和提前加熱時間計算子程序等。 在主程序中我們可以使用的查表方法進行輔助加熱提前時間預(yù)算。 對提前加熱時間的計算，則是系統(tǒng)能否實現(xiàn)預(yù)定功能的重要一環(huán) 。 為了避開繁瑣的計算過程， 本系統(tǒng)中采用了模糊控制思想， 使用了如下一些控制語句： IF 水位高 AND 溫度差大 THEN 加熱時間長 IF 水位適中 AND 溫度差適中 THEN 加熱時間適中 IF 水位低 AND 溫度差低 THEN 加熱時間少采用這種思想后，可以用實驗方法獲得各種情況下需要加熱的時間， 采用這種思想后，可以用實驗方法獲得各種情況下需要加熱的時間， 編制成表格。顯然，表格分得越細 ，控制就越準確。假設(shè)水位和水溫存儲在片內(nèi)地址 10H～ 13H。圖 42 常工作時的顯示子程序框圖。 圖 43 所示是鍵盤中斷子程序框圖。若第一列沒鍵按下，列偏移值加一，再開始掃描查行號，依次類推。 圖 41 系統(tǒng)程序流程圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 33 圖 42 正常工作時的顯示子程序框圖 圖 43 鍵盤中斷子程序 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 34 參考文獻 【 1】 AVR 單片機在太陽能熱水器智能 控制 系統(tǒng) 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