同时显示出与本位相应的显示字符，就必须采用动态显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线处于关闭状态，同时，段码线上输出相应位要显示的字符的段码。这样，在同一时刻2位LED中只有选通的那一位显示出字符，而其它的LED则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态。也就是说在同一时刻只有选通位才能显示出相应的字符，而其它位是熄灭的。如此循环下去就可以使各位显示出将要显示的字符。虽然这些字符是不在同一时刻出现的，但由于LED显示器的余辉和人眼的“视觉暂留”作用，只要每位显示间隔足够短，则可以造成“多位同时亮”的假象，达到同时显示的效果。这是用软件来实现的。下面我就来介绍一下LED显示器动态显示的软件子程序清单（以图3-9共阴极2位LED显示器为例）：见附录四（本设计就是采用这种方式显示）。 3.3 按键部分的设计 3.3.1键盘接口技术[8]
键盘是一组按键组合，它是最常用的单片机输入设备。键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现，并产生键编码或键值的称为编码键盘。靠软件识别的称为非编码键盘。本设计使用非编码键盘，下面主要介绍非编码键盘的原理、接口技术和程序设计。 一.键盘工作原理
键盘中每个按键都是一个常开开关电路，如图3-11所示。
当按键K未被按下时，P3.1输入高线平；当K闭合时，P3.1输入低电平。通常按键所用的开关为机械弹性开关，当机械触点端来、闭合时，电压信号波形如图3-12所示。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定的接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，如图3-12所示。抖动的时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5～10ms。按键稳定闭合时间的
图3-11 按键电路
长短则是由操作人员的按键动作决定的，一般为零点几秒。
按键抖动会引起一次按键被误读多次。为确保CPU对按键的一次闭合仅做一
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次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别键号；当键释放稳定后，再做处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。本设计使用的是软件。
如果按键较多，常用软件方法去抖动，及检测出键闭合后执行一个延时程序，产生5～10ms的延时；让前沿抖动消失后，再一次检测按键的状态，
图3-12 键按下和释放时的电压波形
如果仍保持闭合状态电平则确定真正有键按下。当检测到按键释放后，也要经过5～10ms的延时，待后沿抖动消失后，才能转入该键的处理程序。 二.独立式按键
键盘可分为独立连接式和行列式（矩阵式）两类，本设计使用的是独立连接式，所以这里只介绍独立连接式。
独立式按键是指各按键相互独立地接通一条输入数据线，如图3-13所示。这是最简单的键盘结构，该电路为查询方式电路。 当任何一个键按下时，与之相连的输入数据线即被清0（低电平），而平时该线为1（高
图3-13 独立式键盘
电平）。要判别是否有键按下，用单片机的位处理指令十分方便。下面列出以图3-13为例的按键子程序：见附录五。 3.4前向通道的设计
3.4.1 数字温度传感器DS18B20的发展
美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 \一线总线\接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
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现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。目前DS18B20批量采购价格仅10元左右。 3.4.2 DS18B20的主要特性[9]
（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。
（2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。
（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
（5）温度范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。 （6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。
（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。
（8）测量结果直接输出数字温度信号，以\一线总线\串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。
（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
3.4.3 DS18B20的外形、内部结构及引脚定义
一.DS18B20的外形及管脚排列。如图3-14所示
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图3-14 DS18B20的外形及管脚排列
二.DS18B20的内部结构。如图3-15所示
图3-15 DS18B20的内部结构图
三.DS18B20引脚定义：
（1）DQ为数字信号输入/输出端；
（2）GND为电源地线；
（3）VDD为外界供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 3.4.4 DS18B20工作原理
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。 DS18B20测温原理如图3-16所示。
＝0 高温系数晶振 计数器2 加1 ＝0 温度寄存器 预置 比较 LSB 低温系数晶振斜率累加器 计数器1 预置 置位/清除 停止 第14页 共69页
图3-16 DS18B20测温原理
图3-16中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3-3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值[9]。 一.DS18B20有4个主要的数据部件:
（1） 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,他可以看作是该DS18B20的地址序列码。64为光刻ROM的排列是：开始八位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
（2） DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。DS18B20温度值格式表如表3-3所示
表3-3：DS18B20温度值格式表
LS Byte bit7 23 bit6 22 bit5 21 bit4 20 bit3 2-1 bit2 2-2 bit1 2-3 bit9 25 bit0 2-4 bit8 24 bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 BS Byte S S S S S 26 这是12位转化后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。
例如：＋125℃的数字输出为07D0H, ＋25.0625℃的数字输出为0191H,
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