基于51单片机智能温度控制器设计与实现毕业论文 - 图文(4)

2019-01-27 13:23

数码管,共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管,共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。

译码器的逻辑功能是将每一个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号,是编码器的反操作。数码管可以用TTL或CMOS集成电路直接驱动,所以使用译码器将BCD编码译成数码管所需要的驱动信号,以便使数码管用十进制数字显示出BCD编码表示的数值。

图2.2 七段数码管

应根据实际情况决定究竟采用共阳还是共阴方式,其基本原则是:若单片机口线直接驱动数码管各段,最好采用共阳极数码管,因为8051系列单片机口线输出高电平时,输出的电流很小,数码管不会太亮。若数码管通过驱动芯片与单片机相连,就要看驱动芯片对数码管极性的要求了

点亮显示器分为静态和动态显示两种方法。所谓静态显示,就是当显示器显示某一字符时,相应的发光二极管恒定的导通或是截止。例如,其段数码管的a、b、c、d、e、f导通,g截止,则显示0.这对这种显示方式每一位都要有一个8位输出口控制,所占硬件较多,一般用于显示位数较少(很少)的场合。当位数较多时,用静态显示所需的I/O过多,一般采用动态显示方法。

所谓动态显示,就是逐位地轮流点亮各位显示器(扫描),对于每一位

显示器而言,每个一段时间点亮一次。显示器的点亮既与点亮时的导通电流有关,也与点亮时间和间隔时间比例有关。调整电流和时间参数,可是实现亮度较高、较为稳定的显示,同时可减少工作电流中的COM是选通位,对于共阳极数码管,当a、b、c、d、e、f、g、h端接低电平时,COM位高电平,数码管各段全部点亮。例如,想让数码管显示“1”,就必须使数码管的b、c段点亮,其它段熄灭;所以使b、c段为低电平,其它各引脚均为高电平。在设计电路时,可将这几位分别接到单片机的引脚上,还要加上限流电阻,这样就可由程序控制数码管的工作情况了。但是如果用一个端口驱动一个数码管,四位数码管就需要四个空闲端口,而在许多系统中并无四个端口可用。此外,使用四个端口往往使得每一个数字都需要独立驱动(缓冲)电路和排阻,这将大大增加系统的成本。

最常见的解决方案是采用多路复用显示。这是指对于每一个显示只驱动1/4时间。只要在20Hz-50Hz之间循环所有显示,由于人眼存在视觉残留,在这样的显示方式下,数码管看起来时同时点亮的。在这次课程设计中根据实际需要采用了七段数码管共阴极和静态显示方式。

单片机体积小价格低,应用方便,稳定可靠。单片机将很多任务交给了软件编程去实现,大大简化了外围硬件电路,使外围电路的实现简单方便。由于单片机本身不具有软件编译测试的功能,我们需要借助其他软件编译,将编译好的程序“烧”入单片机内。

在实际电路设计中,需要先通过仿真软件测试电路以及编译的程序,检查外围电路设计是否合理,软件编译是否正确,以及软件和硬件电路能否正常配合工作,能否准确的实现所设计的功能。如果测试通过,电路仿真没有问题能完全实现功能的话就可以实际的做板子的焊接工作了。

第三章 硬 件 电 路 设 计

3.1 最小系统设计

时钟电路及复位电路是单片机工作的基本电路,单片机加上这两部分 电路就构成了单片机最小系统,即单片机系统就可以工作了。 3.1.1 时钟电路

AT89S51虽然有内部振荡电路,但要形成时钟,必须外部附加电路。AT89S51单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式(如图3-6所示)。

本设计采用内部时钟方式,利用芯片内部的振荡电路,在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件,内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式,即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。

图3.1 AT89S51时钟产生电路

3.1.2 复位电路

复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。

最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。

除了上电复位外,有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与

电源Vcc接通而实现的。按键手动复位电路见图3-2。时钟频率选用12MHz。

图3.2 手动复位电路

3.2 数码管显示电路

图3.3 共阴极七段数码管

显示电路使用了七段数码管,它是共阴极的,由高电平点亮。

3.3 按键电路的设计

温度设定按键的输入按钮使用常规开关。


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