河北工程大学毕业设计说明书 表3-2 74HC138真值功能表 INPUTS 输入 ENABLE 使能 ADDRESS地址 E3 E2 E1 A2 A1 A0 X X H X X X L X X X X X X H X X X X H L L L L L H L L L L H H L L L H L H L L L H H H L L H L L H L L H L H H L L H H L H L L H H H Outputs输出 Y0 H H H L H H H H H H H Y1 H H H H L H H H H H H Y2 H H H H H L H H H H H Y3 H H H H H H L H H H H Y4 H H H H H H H L H H H Y5 H H H H H H H H L H H Y6 H H H H H H H H H L H Y7 H H H H H H H H H H L 表3-3 CD74HC238真值表 INPUTS 输入 ENABLE 使能 ADDRESS地址 E3 E2 E1 A2 A1 A0 X X H X X X L X X X X X X H X X X X H L L L L L H L L L L H H L L L H L H L L L H H H L L H L L H L L H L H H L L H H L H L L H H H
2.LED数码管及数码管动态显示介绍
Outputs输出 Y0 L L L H L L L L L L L Y1 L L L L H L L L L L L Y2 L L L L L H L L L L L Y3 L L L L L L H L L L L Y4 L L L L L L L H L L L Y5 L L L L L L L L H L L Y6 L L L L L L L L L H L Y7 L L L L L L L L L L H LED数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮。
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图3-4 数码管
数码管显示数据有两种方式：静态显示方式和动态（扫描）显示方式。
所谓动态显示方式，就是采用分时的方法，使各个数码管逐个轮流受控显示。在轮流点亮扫描过程中，每个数码管的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各个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。在扫描显示方式中，所有数码管的8个笔划段a-h同名端连在一起，所有数码管接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，取决于COM端。扫描显示的优点在于消耗的系统资源少，占用的I/O口少，N个数码管只需（7+N）个引脚（（若需要显示小数点，则是8＋N个引脚）。其缺点是控制起来不如静态显示方便。
3.3 各模块硬件设计 3.3.1 时钟电路设计
本系统采用DS1302芯片完成系统绝对时钟和相对时钟电路的设计。 1．DS1302芯片介绍
DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到3个口线：1）RES（复位），2）I/O（数据线），3）SCLK（串行时钟）。时钟RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息功率小于1mW。
管脚描述
X1，X2 →32.768KHz晶振管脚 GND RST
→地 →复位脚
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I/O Vcc1 Vcc2
→数据输入/输出引脚 →串行时钟 →电池供电管脚 →电源供电管脚
SCLK
图3-5 1302时钟电路图
2．时钟电路
系统设计该时钟电路，主要用于鱼缸智能控制系统主机的时钟显示，时钟晶振采用3.2KHz，提供3.3V的备用电池，一旦外部电源中断，系统由该备用电池保证时钟正常运行。时钟电路图如图3-1所示。
作为控制鱼缸各种操作的相对时钟，用来实现打氧的时间控制。
同时，也可作为系统扩展其他功能时使用，如闹钟提醒，事件定时，信息备忘，并为事件查询提供时钟。
3.3.2 键盘控制与显示模块设计
该电路中采用了LED数码管与普通的按钮组成。
该键盘控制与显示电路包含了复位电路、晶振电路、LED显示电路和按键控制电路四大部分。很好的实现了各功能参数的设置。
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图3-6 键盘控制、显示电路与复位电路图
3.3.3 温度控制模块
1．DS18B20芯片介绍
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器[13]，具有3引脚T0-92小体积封装形式；温度测量范围为-55°C~+125°C，可编程为9位~12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625°C，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。DS18B20内部结构如图3-3所示
图3-7 DS18B20内部结构
主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列是：DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接电源输入。
ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64为ROM的循环冗余效验码（CRC=X8+X5+X4+1）。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
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的目的。 2．温度检测电路
芯片DS18B20的引脚2与单片机P3.6口连接。使用外部5V电源供电，为保证在有效的DS18B20时钟周期内，提供足够的电流，需要接4.7K上拉电阻。电路图如图3-4所示。
图3-8 温度检测电路图
3.3.4 其他模块设计
1．蜂鸣器模块设计
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。
图3-9 蜂鸣器电路设计
2．水位检测模块设计
本设计是通过一种浮子液位开关来实现水位的检测，浮子液位开关的原理是利用浮球液位开关的磁性浮子随液位的升或降，使传感器检测管内设定位置的干簧管芯片动作，发出接点开（关）的信号。
在密闭的非导磁性管内安装有一个或多个干簧管，然后将此管传过一个或多个中空且内部有环形磁铁的浮球，液位的上升或下降将带动浮球一起上下移动，从而使该非导磁性
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