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而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度 监控系统。站长推荐大家在开发中使用外部电源供电方式，毕竟比寄生电源方式只多接一根VCC引线。在外接电源方式下， 可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压VCC降到3V时，依然能够保证温度量精度。 2.3.3 LED数码管显示
在单片机应用系统中，如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。
LED数码管是由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。图2.4为0.5inLED数码管的外形和引脚图，其中七只发光二极管分别对应a~g笔段构成“”字形另一只发光二极管Dp作为小数点。因此这种LED显示器称为七段数码管或八段数码管。
图2.4 LED数码管
LED数码管按电路中的连接方式可以分为共阴型和共阳型两大类，如图2.4示b、c所示。共阳型是将各段发光二极管的正极连在一起，作为公共端COM，公共端COM接高电平，a~g、Dp各笔段通过限流电阻接控制端。某笔段控制端低电平时，该笔段发光，高电平时不发光。控制这几段笔段发光，就能显示出某个数码或字符。共阴型是将各数码发光二极管的负极连在一起，作为公共端COM接地，某笔段通过限流电阻接高电平时发光。
LED数码管按其外形尺寸有多种形式，使用较多的是0.5in和0.8in；按显示颜色也有多种形式，主要有红色和绿色；按亮度强弱可分为高亮和普亮，指通过同样的电流显示亮度不一样，这是因发光二极管的材料不一样而引起的。
LED数码管的使用与发光二极管相同，根据其材料不同正向压降一般为1.5~2V额定电流为10mA，最大电流为40mA。静态显示时取10mA为宜，动态扫描显示可加大，加大脉冲电流，但一般不超过40mA。
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湖南人文科技学院毕业设计 LED数码管显示电路在单片机应用系统中可分为静态显示方式和动态显示方式。 1.静态显示方式
在静态显示方式下，每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制，而且该I/O口须有锁存功能，N位显示器就需要N个8位I/O口，公共端可直接接+5V（共阳）或接地（共阴）。显示时，每一位字段码分别从I/O控制口输出，保持不变直至CPU刷新显示为止。也就是各字段的亮灭状态不变。静态显示方式编程较简单，但占用I/O口线多，即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。
2.动态扫描显示方式
当要求显示位数较多时，为简化电路、降低硬件成本，常采用动态扫描显示电路。所谓动态扫描显示电路是将显示各位的所有相同字段线连在一起，每一位的a段连在一起，b段连在一起?g段连在一起，共8段，由一个8位I/O口控制，而每一位的公共端（共阳或共阴COM）由另一个I/O口控制，由于将多位字段线连在一起，当输出字段码时，由于多门同时选通，每一位将显示相同的内容。因此要显示不同的内容，必须采取轮流显示的方式。即在某一瞬间时，只让某一位的字位线处于选通状态（共阴极LED数码管为低电平，共阳极为高电平），其他各位的字位线处于开断状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。同样在下一瞬时，单独显示下一位，这样依次轮流显示，循环扫描。由于人的视觉滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。
表2.5共阳极LED数码管显示数字“0”时各管段编码
D7 Dp 1 D6 g 1 D5 f 0 D4 e 0 D3 d 0 D2 c 0 D1 b 0 D0 a 0 字段码 C0H 显示数 0 C0H称为共阳极LED数码管显示“0”的字段码，不计小数点的字段码称为七段码，包括小数点的字段称为八段码。
当LED数码管与单片机相连时，一般将LED数码管的各笔段引脚a、b、?、g、Dp
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按某一顺序接到MCS－52型单片机某一个并行I/O口D0、D1、?、D7，当该I/O口输出某一特定数据时，就能使LED数码管显示出某个字符。例如要使共阳极LED数码管显示“0”，则a、b、c、d、e、f各笔段引脚为低电平，g和Dp为高电平。
LED数码管编码方式有多种，按小数点计否可分为七段码和八段码；按共阴共阳可分为共阴字段码和共阳字段码，不计小数点的共阴字段码与共阳字段码互为反码；按a、b、?、g、Dp编码顺序是高位在前，还是低位在前，又可分为顺序字段码和逆序字段码。甚至在某些特殊情况下将a、b、?、g、Dp顺序打乱编码。表2.6为共阴和共阳LED数码管几种八段编码表。
表2.6 共阴和共阳LED数码管几种八段编码
共阴顺序小数点暗 Dp g f e d c b a 16进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH a b c d e f g dp 16进制 1 1 1 1 1 1 0 0 FCH 0 1 1 0 0 0 0 0 60H 1 1 0 1 1 0 1 0 DAH 1 1 1 1 0 0 1 0 F2H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 1 0 1 1 0 1 1 0 B6H 1 0 1 1 1 1 1 0 BEH 1 1 1 0 0 0 0 0 E0H 1 1 1 1 1 1 1 0 FEH 1 1 1 1 0 1 1 0 F6H 小数点亮 40H 79H 24H 30H 19 H 12 H 02 H 78 H 00 H 10 H 小数点暗 C0 H F9 H A4 H B0 H 99 H 92 H 82 H F8 H 80 H 90 H 共阴逆序小数点暗 共阳顺序 共阳顺序
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湖南人文科技学院毕业设计 2.3.4 固态继电器
固态继电器是一种有继电特性的无触点式电子开关。具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点。
图2.5 固态继电器原理图
固态继电器由三部分组成：输入电路、隔离（耦合）和输出电路，在输入电路控制端加入信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输入信号进行限流，以保证光耦合器不致损坏。发光二极管LED指示输入端控制信号，二级管VD1可防止输入信号正负极性接反时对光耦IC1造成的损坏。
v1在线路中起到交流电压检测作用，使固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。当IC1光敏三极管截止时（控制端无信号输入时），V1通过R2获得基极电流使之饱和导通，从而使SCR可控硅门极触发电压UGT被箝在低电位而处于关断状态，最终导致BTA双向可控硅在门极控制端R6上无触发脉冲而处于关断状态。
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第三章 硬件系统设计
单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口电路。本设计中只用最小系统加上键盘、显示、ISP接口电路，单片机本身资源可以满足设计要求，所以不必对单片机进行扩展。系统的硬件系统以AT89S51单片机为核心，主要分两部分：直流稳压电源和智能电热水器控制电路，其原理图见附录二。直流稳压电源由变压器、整流桥、滤波电路、稳压电路组成。智能电热水器系统由时钟电路、复位电路、电源电路、温度检测电路、温度显示电路、ISP在线编程接口电路键盘和显示接口电路组成。
3.1电源电路
由于该系统需要稳定的5 V电源，因此设计时必须采用能满足电压、电流和稳定性要求的电源。该电源采用三端集成稳压器LM7805。它仅有输人端、输出端及公共端3个引脚，其内部设有过流保护、过热保护及调整管安全保护电路，由于所需外接元件少，使用方便、可靠，因此可作为稳压电源。
图3.1电源电路连接图
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