,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。
第三章 系统硬件电路设计
3.1 单片机最小系统
图 10 单片机最小系统原理图
单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准,时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器,引脚XTALl和XTAL2分别是此放大电器的输入端和输出端,由于采用内部方式时,电路简单,所得的时钟信号比较稳定,实际使用中常采用这种方式,在其外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器就构成了内部振荡方式,片内高增益反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
图11 晶振电路
图中外接晶体以及电容C2和C1构成并联谐振电路,它们起稳定振荡频率、快速起振的作用,其值均为30PF左右,晶振频率选12MHz。
为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器,必须采用复位的方式,复位后可使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初始状态开始正常工作。单片机的复位是靠外电路来实现的,在正常运行情况下,只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平,即可引起系统复位,但如果RST引脚上持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入/输出(1/0)端口寄存器置为FFH,堆栈指针SP置为07H, SBUF内置为不定值,其余的寄存器全部清0,内部RAM的状态不受复位的影响,在系统上电时RAM的内容是不定的。复位操作有两种情况,即上电复位和手动(开关)复位。本系统采用手动复位方式。图中R1和C3组成手动复位电路,其值R取为10K, C取为10μF.
图12 复位电路
3.2 温度检测模块
DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源.另一种是寄生电源供电方式,如图13单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电源,可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉.。
当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10微秒.采用寄生电源供电方式是VDD和GND端均接地.由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。
。
图13 DS18B20接口电路
3.3 温度显示模块电路
显示部分由四位数码管构成,采用的是动态扫描方式。
其中段选占用8个I/O口,而位选占用4个I/O口,段选和位选为同相驱动。这种方法由于不需要对每个LED数码管单独配置锁存和驱动电路,因而可简化硬件电路,当LED数码管个数较多时,更加明显。
3.4报警电路模块
将DS18B20读出的温度与设定的温度比较,如温度超限,单片机将P1.0口置0,温度超限报警显示LED亮,蜂鸣器报警。
图14 报警电路
3.5 基于AT89S52单片机的温度测量系统总电路
下图为该温度测量系统的硬件电路图
图15 测温系统的硬件电路图
3.6 温度测量系统的实物图
图16 ISP下载线
图 17 未接电源的电路板
图 18 电路板的背面接线
图19正在工作的测温电路板
第四章 控制系统软件设计
4.1 主程序
系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,温度转换命令子程序,计算温度子程序,显示数据刷新子程序等。
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值,温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度,其程序流程见图20所示。
图20 主程序流程图
4.2 子程序
4.2.1读出温度子程序
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节,在读出时需进行CRC校验,校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图21所示。
图21 读温度流程图
4.2.2温度转换命令子程序<
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