基于單片機(jī)熱敏電阻溫度采集.doc

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第一章 序論 1.1課題研究的意義 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。單片機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用尤其廣泛，溫度采集系統(tǒng)則是單片機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)典型的應(yīng)用。采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行采集不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 隨著嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)已經(jīng)以其體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低、使用靈活等特點(diǎn)顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景。作為一名測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生，理應(yīng)對(duì)單片機(jī)有更深的了解

2、，此次針對(duì)89C51型單片機(jī)在溫度控制方面的應(yīng)用，對(duì)溫度恒定系統(tǒng)進(jìn)行了分析并給出了具體的解決方案。 1.2課題研究的背景和當(dāng)今發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)始于20世紀(jì)50年代，1965年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非熟練人員操作，并且測(cè)試任務(wù)由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成。由于該種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有高速屬性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測(cè)試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。 20世紀(jì)70年代中后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)融為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過(guò)了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集

3、系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。從70年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另一類是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，開(kāi)始出現(xiàn)了，通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀器儀表和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。例如：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ICE625（GPIB）接口總線系統(tǒng)就是一個(gè)典型的代表。這類系統(tǒng)主要用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用。 時(shí)至今日，由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。現(xiàn)代的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在系統(tǒng)初始化、編程、修改、擴(kuò)充

4、等方面，變得比過(guò)去更加容易。A/D變換器的技術(shù)發(fā)展，允許以更高的分辨率，更快的采集速度和更低的成本，實(shí)現(xiàn)更精密的測(cè)量。目前，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一種較為肯定的發(fā)展趨勢(shì)是：把個(gè)人計(jì)算機(jī)同數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制任務(wù)的自動(dòng)化 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各項(xiàng)指 標(biāo)，如采樣率、分辨率、存儲(chǔ)深度、數(shù)字信號(hào)處理的、抗干擾能力等方面提出了越來(lái)越高的要求，這時(shí)超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 單片機(jī)的發(fā)展方向是不斷強(qiáng)化控制功能（即將更多的外圍電路單元集成到CPU）、低功耗（一邊電池供電）、低成本（例如在CPU芯片內(nèi)，按用途分別集成成不同的電路，形成系列化產(chǎn)品，

5、這樣既能滿足了不同領(lǐng)域的需求又降低了成本） 單片機(jī)主要面向工業(yè)控制，工作環(huán)境比較惡劣，如高溫、強(qiáng)電磁干擾，甚至含有腐蝕性氣體，再太空中工作的單片機(jī)控制系統(tǒng)，還必須具備抗輻射能力，因而決定了單片機(jī)CPU與通用微機(jī)CPU具有不同技術(shù)的特征和發(fā)展方向：1抗干擾性強(qiáng)2可靠性高3控制能里往往很強(qiáng)指令系統(tǒng)比微機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)單5更新?lián)Q代速度比通用微機(jī)吃力慢的多。 本文是基于單片機(jī)熱敏電阻電路設(shè)計(jì) 第二章總體設(shè)計(jì) 1 系統(tǒng)功能 溫度采集電路 89C51 AD 轉(zhuǎn)換 LED顯示 溫度 計(jì)算 2 需求設(shè)計(jì)分析 2.1 總體需求 結(jié)合當(dāng)前我的設(shè)計(jì)及

6、設(shè)計(jì)情況，具體以下任務(wù)需求：利用AT89C51單片機(jī)和負(fù)溫度系數(shù)熱面電阻的組合編程實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)測(cè)量和LED顯示。溫度的測(cè)量范圍為-20℃到80℃，當(dāng)按下顯示溫度的鍵時(shí)，通過(guò)檢查熱敏電阻兩端電壓，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到實(shí)時(shí)電壓，再顯示出來(lái)。 2.2硬件的需求 基于設(shè)計(jì)需要并從經(jīng)濟(jì)角度考慮，我選擇了89C51單片機(jī)作為硬件支持，它是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)大有4K字節(jié)的可以反復(fù)擦寫的程序寄存器(PENROM)。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與MCS-51系列的單片機(jī)兼容。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，

7、由較強(qiáng)的功能的89C51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。 2.3軟件的需求 選定了硬件后就需要編寫軟件了，本設(shè)計(jì)選用的編程軟件為C語(yǔ)言。同硬件的設(shè)計(jì)一樣，軟件也是分塊進(jìn)行的。主要包括以下部分的程序：系統(tǒng)初始化程序、鍵盤掃描程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、溫度計(jì)算程序、各部分程序由主程序（main.c）調(diào)用，組成一個(gè)整體。 2.4 單片機(jī)選擇 AT89C51作為溫度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心器件。該器件時(shí)INTEL公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)中的基礎(chǔ)產(chǎn)品，采用了可靠的CMOS工藝制造技術(shù)，具有高性能的8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的CMOS產(chǎn)品。不僅結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功

8、耗特征，而且繼承和擴(kuò)展了MCS-48單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。 （1） 中央處理器ATC51簡(jiǎn)介 ① AT8951的特點(diǎn) AT89C51具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： AT80C51與MCS-51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容； 片內(nèi)有4K字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器； 全靜態(tài)工作，工作范圍：0Hz~24MHz； 三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密； 1288位內(nèi)部RAM； 32位雙向輸入輸出線； 兩個(gè)十六位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器 五個(gè)中斷源，兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)； 一個(gè)全雙工的異步串行口； 間歇和掉電兩種工作方式。 ② AT89C51的功能描述 AT89C51時(shí)一種低損耗、高性能、CMO

9、S八位微處理器，片內(nèi)有4K字節(jié)的在線可重復(fù)編寫程序、快速擦除速寫入程序的儲(chǔ)存器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為10年。它與MCS-51系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可以完全替代MCS-51系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具有許多MCS-51系列產(chǎn)品沒(méi)有的功能。 AT89C51可構(gòu)成正真的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。只要程序長(zhǎng)度小于4K，四個(gè)I/O口全部提供給用戶?？捎?V電壓編程，而且擦鞋時(shí)間僅需10毫秒，僅為8751/87C51的擦出時(shí)間的百分之一，與8751/87C51的12V電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒(méi)有兩種電源的要求，改寫時(shí)不

10、拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。工作電壓范圍寬（2.7V-6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在0Hz-24MHz之間，比8751/87C51等51系列的6MHz-12MHz更具有靈活性，系統(tǒng)能快能慢。AT89C51芯片提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密，提供了方便靈活而可靠的加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。P0口時(shí)三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因?yàn)橹挥性摽谥苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫操作。 ③AT89C51引腳功能 3傳感器工作原理與性能 3.1傳感器的工作原理 傳感器的核心元件是熱敏電阻。熱敏電阻時(shí)雙端溫度敏感原件。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)熱敏電阻的阻值也發(fā)生變化，在不同溫度下，熱敏電阻都有一

11、個(gè)固定的阻值與溫度相對(duì)應(yīng)，并且只要熱敏電阻沒(méi)有損壞，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系具有重復(fù)性。熱敏電阻阻值隨溫度變化的響應(yīng)值是高度的非線性響應(yīng)。在熱敏電阻的量程范圍內(nèi)，溫度較小的變化都會(huì)引起熱敏電阻阻值相對(duì)較大的變化，絕大數(shù)熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)特性，即隨著溫度的升高，電阻值下降；其特性曲線如下 圖3.1 熱敏電阻溫度特性曲線 熱敏電阻的阻值---溫度特性曲線是一條指數(shù)曲線，非線性度較大，因此在使用時(shí)要進(jìn)行線性化處理，線性化處理雖然能改善熱敏電阻的特性曲線，但比較復(fù)雜。為此常在要求不高的一般應(yīng)用中，作出在一定的溫度范圍內(nèi)溫度與阻值成線性關(guān)系的假定，以簡(jiǎn)化計(jì)算。熱敏電阻的應(yīng)用是為了感知溫度為此給熱敏電阻以

12、恒定的電流，測(cè)量電阻兩端就得到一個(gè)電壓，然后就可以通過(guò)下列公式求得溫度：T = T0 – KVT 其中：T------被測(cè)溫度 T0------與熱敏電阻特性有關(guān)的溫度參數(shù) K-----與熱敏電阻特性有關(guān)的系數(shù) VT------熱敏電阻兩端的電壓 根據(jù)這一公式，如能測(cè)得熱敏電阻兩端的電壓VT，再知道參數(shù)T0和系數(shù)K，則可計(jì)算出熱敏電阻的環(huán)境溫度，也就是被測(cè)的溫度。 3.2 傳感器的特性 Radios Shack 熱敏電阻（#271-110A）就具有負(fù)溫度系數(shù)特性。這種傳感器工作在低溫端時(shí)，負(fù)溫度系數(shù)引起電阻阻值的相對(duì)變化大約是-5%。隨著溫度的升高，負(fù)溫度系數(shù)也有所下降，熱敏電阻

13、工作在量程的高溫端時(shí)，負(fù)溫度系數(shù)引起電阻阻值的相對(duì)的變化只有大約-2%。 熱敏電阻的有效輸出為電阻值，由于A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的是電壓信號(hào)，因此首先要將熱敏電阻的電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，這一轉(zhuǎn)換通常可以用電流源構(gòu)成的激勵(lì)電路來(lái)完成。將熱敏電阻安裝在電流源所在支路中，在熱敏電阻兩端會(huì)產(chǎn)生與其成比例的電壓值。由于電流過(guò)電阻會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，我們要注意不能由于熱效應(yīng)而是熱敏電阻自身產(chǎn)生很大的熱量，從而引起熱敏電阻的阻值的變化。一般情況下，當(dāng)電流足夠一小時(shí)，電流流過(guò)熱敏電阻所產(chǎn)生的熱量可以忽略不計(jì)。我們假定熱敏電阻的耗散常數(shù)為典型值，一般在1MV/℃左右，為了使測(cè)量精度保證在1.0℃以內(nèi)，電流源的電流必須足夠小

14、，以保證電流流過(guò)熱敏電阻產(chǎn)生的熱量在1mW以下。根據(jù)以上分析，當(dāng)電流源值不超過(guò)10uA時(shí)，可以滿足以上要求，總而言之，只要電流源的電流足夠小，熱敏電阻兩端的電壓就與其阻值成比例關(guān)系而不會(huì)由于電阻的熱效應(yīng)引起太大的測(cè)量誤差。接下來(lái)用放大器AD524讀取熱敏電阻兩端的電壓差值，并且設(shè)置合適的增益，將電壓差值調(diào)節(jié)與A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換范圍相匹配。熱敏電阻的激勵(lì)電路與信號(hào)調(diào)節(jié)電路如3-3所示。 本系統(tǒng)采用的是Radios Shack 271-110A型熱敏電阻，溫度變化與熱敏電阻阻值變化為非線性的關(guān)系，其不同溫度的阻值如下圖表所示： Radio Shack 271-110A型熱敏電阻在其溫度范圍內(nèi)的輸

15、出值： 溫度 熱敏電阻阻值 溫度 熱敏電阻阻值 -50℃ 329.2Ω 25℃ 10.00Ω -45℃ 247.5Ω 30℃ 8.313Ω -40℃ 188.4Ω 35℃ 6.941Ω -35℃ 111.3Ω 40℃ 5.828Ω -25℃ 86.39Ω 45℃ 4.912Ω -20℃ 67.74Ω 50℃ 4.161Ω -15℃ 53.39Ω 55℃ 3.537Ω -10℃ 42.45Ω 60℃ 3.021Ω -5℃ 22.05Ω 65℃ 2.589Ω 0℃ 27.28Ω 70℃ 2.229Ω 5℃

16、 22.05Ω 75℃ 1.924Ω 10℃ 17.96Ω 80℃ 1.669Ω 15℃ 14.68Ω 85℃ 1.451Ω 20℃ 12.09Ω 90℃ 1.108Ω 表3-2 3.3放大電路設(shè)計(jì) 3.3.1 放大電路的原理 傳感器輔助電路兩端電壓變化很小，有時(shí)不足以驅(qū)動(dòng)下一級(jí)電路，所以要對(duì)其進(jìn)行放大，使信號(hào)足以驅(qū)動(dòng)下一級(jí)電路。 熱敏電阻的電流源電路由一個(gè)參考電壓，一個(gè)運(yùn)算放大器級(jí)三個(gè)電阻組成。這些原件可以提供0.001mA的電流。0.001mA的電流流過(guò)熱敏電阻，使得其兩

17、端的電壓值為熱敏電阻阻值的1/100000。在-50℃時(shí)，熱敏電阻兩端的 電壓為3.292V，當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，電壓為0.0675975V。該電壓輸入到儀用放大器AD524BD中，由于熱敏電阻上有大小為1V的浮地電壓，因此儀用放大器可以讀出熱敏電阻兩端的電壓，該電壓值其實(shí)是熱敏電阻兩端的電壓差值，抵消了1V浮地電壓。只要輸入電壓不超過(guò)儀用放大器的工作電壓容限，熱敏電阻兩端的電壓都能測(cè)出來(lái)。將儀用放大器的第6個(gè)管腳接地，就可以將信號(hào)的參考點(diǎn)準(zhǔn)確接地，圖中用儀用放大器的增益設(shè)為10，因此，它的輸出為熱敏電阻兩端電壓的10倍，也就是說(shuō)，對(duì)于理想的儀用放大器，在-50℃時(shí)，其速出為32.92V。當(dāng)

18、溫度為100℃時(shí)，其輸出為0.075957V。儀用放大器的工作電壓輸入容限為10V，A/D轉(zhuǎn)換器的最大輸入時(shí)0-5V，而溫度為-50℃時(shí)，32.92V的輸出已經(jīng)大大超出了放大器的工作容限，因此噶溫度測(cè)量系統(tǒng)能有效地測(cè)量的溫度下線為-10℃，此時(shí)儀用放大器送到A/D轉(zhuǎn)換器的輸出為4.245V在放大器的工作容限之內(nèi)。溫度量程的上限對(duì)應(yīng)于最小的電壓值，因此不受放大器工作電壓容限及A/D轉(zhuǎn)換器量程的影響。 3-3 放大器的原理圖 3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 3.4.1 A/D轉(zhuǎn)換電路左右 該系統(tǒng)的核心部分是單片機(jī)，單片機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)。通過(guò)傳感器再放大所采集的信號(hào)為模擬電壓信號(hào)，

19、直接送入單片機(jī)是無(wú)法進(jìn)行處理的。所以加入一塊A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809來(lái)進(jìn)行摸----數(shù)轉(zhuǎn)換，得到的數(shù)字信號(hào)被送入單片機(jī)進(jìn)行處理。 3.4.2 ADC0809芯片功能與性能指標(biāo) ADC0809的管腳圖 ADC0809采用雙列直插式封裝，共有28條引腳，個(gè)管腳的功能分為四組簡(jiǎn)述如下： （一）.模擬信號(hào)輸入 IN0-IN7 IN0-IN7 為8路模擬電壓輸入線，加在模擬開(kāi)關(guān)上，工作時(shí)采用時(shí)分割的方式輪流進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。 （二）. 地址輸入和控制線 地址輸入和控制線共4條，其中ADDA、ADDB、和ADDC、為地址輸入線（Address A）,用于選擇IN0~IN

20、7上那條路模擬電壓送給比較器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。ALE(Address Lock Enable)為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，ADDA、ADDB、ADDC三條地址上地址信號(hào)得以鎖存，經(jīng)譯碼器控制八路模擬開(kāi)關(guān)工作。 （三）. 數(shù)字量輸出及控制線（11條） STRT為“啟動(dòng)脈沖”輸入線，該線正脈沖由CPU送來(lái)，寬度應(yīng)大于100μs以上應(yīng)清零，下降沿啟動(dòng)ADC工作。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出線，該線高電平表示AD轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，數(shù)字量以鎖入“三態(tài)輸出鎖寄存器”。D0-D7為數(shù)字量輸出線，D7為最高位。EOUT為“輸出允許”線，高電平時(shí)能是D0-D7引腳上輸出處轉(zhuǎn)換后數(shù)的字量。

21、 (四). 電源線及其他（5條） CLOCK為時(shí)鐘輸出線，用于ADC0809提供逐次比較所需，一般為60kHz時(shí)鐘脈沖。VDD為+5V電源輸入線，GND為地線。+VREF和-VREF為參考輸入線，用于給電阻網(wǎng)絡(luò)供給標(biāo)準(zhǔn)電壓。+VREF常和VDD相連，-VREF常接地。 3.4．3 ADC0809應(yīng)用說(shuō)明 （一）. ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT8951單片機(jī)直接相連 （二）. 初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。 （三）. 送要轉(zhuǎn)換的那一通道的地址到A,B,C端口上。 （四）. 在ST端給出一個(gè)至少有100μs寬的正脈沖信號(hào)。 （

22、五）. 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷。 （六）. 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 3.5 ADC0809與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 3.5.1ADC0809與89C51接口電路圖 圖3-4 ADC0809與單片機(jī)的接口圖 如圖所示為單片機(jī)與ADC0809的接口連接圖。0809的數(shù)據(jù)輸出口2.1-2.8分別與單片機(jī)P1口P1.0~P1.7連接，作為數(shù)據(jù)總線。單片機(jī)O1口每秒針對(duì)0809數(shù)據(jù)輸出口進(jìn)行5次讀書操作，讀取的數(shù)據(jù)被送入單片機(jī)通過(guò)PID核心算法進(jìn)行處理分析。因?yàn)橄禂?shù)只用到ADC0809輸入口的1N-0口，所

23、以ADD-A、ADD-B、ADD-C都是接低電平。0809的EOC管腳與單片機(jī)P3.3連接，當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù) 3.6LED顯示設(shè)置 3.6.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理 LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器件。該系統(tǒng)中采用的是七段LED。這種顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種，該系統(tǒng)選用的是共陰極七段LED顯示器。七段LED顯示器中有8個(gè)發(fā)光二極管，其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成7筆字形“8”。一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。七段LED顯示器的管腳如圖4—2所示。從a~g管腳輸入不同的8位二進(jìn)制數(shù)，可顯示不同的數(shù)字或字符。LED的電流通常較小，一般均需在回路

24、中接上限流電阻。 3.6．2LED顯示器的顯示方式 該系統(tǒng)共用六個(gè)七段LED顯示器，采用動(dòng)態(tài)顯示方式。LED動(dòng)態(tài)顯示是將所有位的段選線并接在一個(gè)I/O口線上，共陰極端分別由相應(yīng)的I/O口線控制。在任一時(shí)刻，只有一位LED是點(diǎn)亮的，但只要掃描的頻率足夠高(一般大于25Hz)，由于人眼的視覺(jué)暫留特性，直觀上感覺(jué)卻是連續(xù)點(diǎn)亮的。 如圖4—2所示：所有位的段選線并接在8255的PA口線上，共陰極端分別由PB口中的PB0~PB5控制。在任一時(shí)刻，PB0~PB5中只有一條線是低電平，即只有一只LED被選通，此時(shí)刻單片機(jī)的P0口通過(guò)8255的PA口將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸給被選通的LED，使LED點(diǎn)亮。下

25、一時(shí)刻另一只LED被選通，單片機(jī)同樣傳輸給其相應(yīng)數(shù)據(jù)使其點(diǎn)亮。如此逐一進(jìn)行掃描，6只LED顯示器逐一被點(diǎn)亮，由于掃描頻率很高，所以視覺(jué)上6只LED都被點(diǎn)亮了，并無(wú)閃爍。這樣系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了顯示功能。 4單片機(jī)串行通信 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行通信口，即串行接收和發(fā)送緩沖器（SBUF），這兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收發(fā)送器，既可以接收數(shù)據(jù)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。但接收緩沖器只能讀出不能寫入，而發(fā)送緩沖器則只能寫入不能讀出，它們的地址為99H。這個(gè)通信口既可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，亦可實(shí)現(xiàn)串行異步通信，還可以構(gòu)成同步移位寄存器使用。如果在傳行口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器，就可方便地構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的RS-2

26、32接口。 RS-232是早期為公用電話網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平與TTL\CMOS電平完全不同。邏輯“0”規(guī)定為+5—15V之間，邏輯“1”規(guī)定為-5~-15V之間。由于RS-232發(fā)送和接收之間有公共地，傳輸采用非平衡模式，因此共模噪聲會(huì)耦合到信號(hào)系統(tǒng)中，其標(biāo)準(zhǔn)建議的最大通信距離為15米。但實(shí)際應(yīng)用中我們bit/s的速率下可以達(dá)到300米。 RS-232規(guī)定的電平和一般微處理器的邏輯電平不一致，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)邏輯電平轉(zhuǎn)換可以采用MAX232芯片。 采用MAX232芯片的轉(zhuǎn)換接口MAX232是MAXIM公司生產(chǎn)的，包含兩路驅(qū)動(dòng)器和接收器的RS-232轉(zhuǎn)換芯片。芯片內(nèi)部有一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5V電壓轉(zhuǎn)換為RS-232接口所需的10V電壓，尤其適用于沒(méi)有12V的單電源系統(tǒng)。 單片機(jī)串口通信程序的實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)際應(yīng)用中，單片機(jī)通信程序一般采用中 微機(jī)通信，微機(jī)作為主控方。當(dāng)單片機(jī)收到微機(jī)發(fā)送的地址信號(hào)時(shí)，便轉(zhuǎn)入中斷 程序，向微機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。