内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）
静态显示驱动
静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
动态显示驱动
动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划\的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
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2.3 AT89S51单片机的最小系统
所谓最小系统，即指使单片机能正常工作的所需的最少的电路，即应包含CPU及辅助电路、ROM、RAM及I/O端口等电路。由于AT89S51内部已经包含4KB的Flash Memory程序存储器，所以无需再扩展片外程序存储器。在AT89S51的基础上，加复位电路、时钟电路、EA引脚信号及电源即可。结合资料及所学过的内
容，得到如图2-4所示的单片机最小系统。
图2-4中，晶体振荡器的频率选6MHZ，复位电路采用上电复位，电路参数如图中所示，以满足系统复位时两个机器周期的高电平的要求。由于CPU的内部已含有程序存储器，所以EA引脚接高电平。
2.4 AT89S51单片机时钟电路
该水位自动显示控制器采用AT89C51单片机，机内有一高增益反相放大器，构成自激振荡电路，振荡频率取6MHz,外接6MHz
+5V 图2-5 时钟电路
Vcc EA GND AT89S51
RST XTAL1 XTAL2 6M 20pf K 晶振，两个电容C1、C2取20pF，以便于+5V 4. 4.7F 1020pf 起振荡的作用。右图中XTAL1为内部时钟工作电路的输入，XTAL2为来自反向振荡器的输出。
图2-4 AT89S51单片机最小系统
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C1 C2对频率有微调作用 ，晶振或陶瓷谐振器的调频范围可在1.2HZ~12HZ之间选择为了减小寄生电容，更好的保证振荡器的稳定，可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装的与单片机引脚XTAL1和XTAL2靠近。由于内部时钟方式外部电路电路简单，单片机应用系统中大多采用这种方式。内部时钟方式产生的时钟信号的频率就是晶振的共有频率
2.5 AT89S51单片机复位电路
该水位自动显示控制器采用上电复位电路，由R14、C3构成复位电路，在
上电瞬间，产生一个脉冲，AT89S51将复位。为保证可靠复位，脉冲宽度应大于两个机器周期，这取决于R、C时间长数。取电容C=10uF，电阻R=10K。
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2.6水位检测电路的硬件设计
实验证明，纯净水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的Mg2+、Ca2+等离子，它们的存在使水导电。本控制装置就是利用水的导电性来完成的。?
我们把储水箱大致分为四个等份，水位由潜入太阳
图2-7水位检测电路 能热水器的储水箱不同深度的水位电极和潜入储水箱底部的公共电极（导线）进行检测；由单片机依次使各水位电极呈现高电平，由公共电极所接的三极管进行电位转换，水位到达的电极，转换电位为低（0）；水位没有到达的电极，转换电位为高（1）；每检测一位便得到一位数据，5个电极检测一遍以后便得到了5个串行数据，然后把这5个数据转化为字节一路送发光二极管；在这里我们可以用发光二极管亮的盏数来显示水位的高低。
（若没有发光二极管亮则表示箱内没有水或者只有少量的水，若有一个发光二极管灯亮则表示箱内有四分之一箱的水，以此类推，若有四个发光二极管亮，则表示水箱水是满的。）
2.7水温检测电路的硬件设计
本设计温度传感器选用AD590。AD590属于半导体集成电路温度传感器，测温范围-55℃- +150℃，在其二端加上一定的工作电压，其输出电流与温度变化成线性
图2-8 水温检测电路图
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关系，1uA/°K，误差有几种等级:±1、±0.5、±0.3℃，本设计中选取±0.5℃品种。OP07为高精度运算放大器，AD590电流流经R36、RP1转换为电压信号，R37、RP2为运算负反馈电阻，成反相比例放大器，将温度信号转换成0-5V的电压信号，ADC0832再将其转换为数字信号，输入CPU。图2-8为温度检测和A/D转换电路图。
AD590简介
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下： 1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即： mA/K式中： —流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。 2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。
3、AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V~6V范围变化，电流 变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
4、输出电阻为710MW。
5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
AD590温度传感器不但实现了温度转换为线性化电量测量，而且精确度高，互换性好，应用简单方便，因此，可把输出的电信号经AD卡转换为数字信号，由计算机采集的VI-T的数据，以发挥实时和准确的特点。
AD590集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测： 式中，K—波尔兹常数； q—电子电荷绝对值。
集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度0℃时输出为0，温度25℃时输出2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1mA/K。 、
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