图5 ADC0809与单片机的连线图
2.3 LCD显示系统
2.3.1 1602字符型LCD简介
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图6所示。
图6 1602LCD尺寸图
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1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表1所示.
表1 LCD1602引脚说明
编号 1 2 3 4 5 GND VCC VL RS R/W 符号 引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压 6 7 8 编号 EN D0~D7 BL+ BL- 符号 引脚说明 使能信号 数据 背光源正极 背光源负极 数据/命令选择 9 读写选择 表1引脚接口说明:
第1脚:VSS为地电源。 第2脚:VDD接5V正电源。
第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。 第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。 第15脚:背光源正极。 第16脚:背光源负极。
2.3.2 LCD1602电路设计
1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。LCD1602液晶显示模块表示能显示2行,每行能显示16个字符。其分为带背光和不带背光两种,本设计中选择的是带背光的一种。D0-D7接单片机P0口,可以通过RV2调节背光亮度,RS,R/W,EN分别接单片机的P2.7,P2.6,P2.5口,电路连线图如图7所示。
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图7 LCD1602电路连线图
2.4 键盘电路系统设计
本设计采用按键接低的方式来读取按键,单片机初始时,因为为高电平,当按键按下的时候,会给单片机一个低电平,单片机对信号进行处理
单片机键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种:独立键盘每一个I/O 口上只接一个按键,按键的另一端接电源或接地(一般接地),这种接法程序比较简单且系统更加稳定;而矩阵式键盘式接法程序比较复杂,但是占用的I/O少。根据本设计的需要这里选用了独立式键盘接法。
独立式键盘的实现方法是利用单片机I/O口读取口的电平高低来判断是否有键按下。将常开按键的一端接地,另一端接一个I/O 口,程序开始时将此I/O口置于高电平,平时无键按下时I/O口保护高电平。当有键按下时,此I/O 口与地短路迫使I/O 口为低电平。按键释放后,单片机内部的上拉电阻使I/O口仍然保持高电平。
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我们所要做的就是在程序中查寻此I/O口的电平状态就可以了解我们是否有按键动作了。
在用单片机对键盘处理的时候涉及到了一个重要的过程,那就是键盘的去抖动。这里说的抖动是机械的抖动,是当键盘在未按到按下的临界区产生的电平不稳定正常现象,并不是我们在按键时通过注意可以避免的。这种抖动一般10~200毫秒之间,这种不稳定电平的抖动时间对于人来说太快了,而对于时钟是微秒的单片机而言则是慢长的。硬件去抖动就是用部分电路对抖动部分加之处理,软件去抖动不是去掉抖动,而是避抖动部分的时间,等键盘稳定了再对其处理。所以这里选择了软件去抖动,实现法是先查寻按键当有低电平出现时立即延时10~200毫秒以避开抖动(经典值为20毫秒),延时结束后再读一次I/O 口的值,这一次的值如果为1 表示低电平的时间不到10~200 毫秒,视为干扰信号。当读出的值是0时则表示有按键按下,调用相应的处理程序。电路连线图如图8所示。
图8 独立键盘电路连线图
2.5 报警电路系统设计 2.5.1 灯光提示电路
LED英文单词的缩写,主要含义:LED = Light Emitting Diode,发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光;
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它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。据分析,LED的特点非常明显,寿命长、光效高、辐射低与功耗低。作为目前全球最受瞩目的新一代光源,LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点,被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。我国的LED产业起步于20世纪70年代,经过近40年的发展,产品广泛应用于景观照明和普通照明领域,我国已成为世界第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国。近几年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入,LED制造工艺的不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应用,各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展,其发光效率提高了近1000倍,色度方面已实现了可见光波段的所有颜色,其中最重要的是超高亮度白光LED的出现,使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出,高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后,最伟大的发明之一。 本设计利用LED指示酒精是否超标。灯光提示电路连线图如图9所示。
图9 灯光提示电路连线图
2.5.2 声音报警电路
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 ;蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。1.压电式蜂鸣器 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5~15V直流工作电压),
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