太陽能熱水器控制器設計-畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前，中國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產國，年產量約為世界各國之和。但是與之相配套的太陽能熱水器控制器卻一直處在研究與開發(fā)階段。現在的這種控制器只具有溫度和液位顯示功能,而且為分段顯示。他不具有溫度控制功能,當由于天氣原因而光強不足時，就會給熱水器用戶帶來不便。鑒于國內太陽能熱水器市場不斷擴大，而與其相配套的控制器卻急需改

2、進的情況下，研制了這套太陽能熱水器控制器。本文設計的太陽能熱水器是以89C51單片機為檢測控制核心，不僅實現了溫度、水位兩種參數的實時顯示功能，而且具有溫度設定與控制功能?？刂破骺梢愿鶕鞖馇闆r利用輔助加熱裝置使蓄水箱內的水溫達到預先設定的溫度，從而達到24小時供應熱水的目的。實際應用結果表明，該控制器和以往的顯示儀相比具有性價比高、溫度控制與顯示精度高、使用方便和性能穩(wěn)定等優(yōu)點，提高了我國太陽能應用領域控制水平，具有可觀的經濟效益和社

3、會效益。</p><p>　　太陽能熱水器因利用太陽能、無污染、使用方便、長期使用投入費用低等特點而備受人們青睞。本設計介紹了一種以89C51單片機為核心構成的太陽能熱水器智能控制器的設計方法,給出了系統(tǒng)硬件設計及軟件實現方法。本設計以單片機89C51為核心，將水溫信號和水位開關檢測信號經過處理后送入單片機，使數碼管顯示當前溫度和指示燈指示當前水位值，另外一方面通過與溫度設定值進行比較，根據結果發(fā)出相應的上水、加

4、熱指令，對熱水器的溫度和水位進行控。</p><p>　　關鍵詞:太陽能熱水器，單片機AT89C51，硬件設計，軟件設計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　At present, China has become the world's largest producer of solar wate

5、r heater, with an annual output of around and around the world. However, matching with solar water heater controller has been in research and development stage. The controller now only display the temperature and level,

6、but also for the sub-display. He did not have a temperature control function, when due to bad weather and lack of light, it will bring inconvenience to the water heater. In view of domestic solar water heater </p>

7、<p>　　Solar water heater due to the use of solar energy, pollution-free, easy to use, long-term use of low input costs and has been favored people. Introduced the design of a single-chip microcomputer 89C51 as the

8、core consisting of solar water heater intelligent controller design method, given the system hardware design and software implementation. The design of single-chip microcomputer as the core 89C51, will come from the temp

9、erature and water level detection sensor signal conditioning, A / D tran</p><p>　　KEY WORDS：Solar water heater, single-chip, hardware design, software design</p><p><b>　　目 錄</b></

10、p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　目 錄III</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 太陽能熱水器的概述1</p><p>　　1.2 太陽能熱水器的背景2<

11、;/p><p>　　1.3太陽能熱水器的研究現狀2</p><p>　　1.4本設計的主要任務及內容2</p><p>　　1.5系統(tǒng)的主要功能3</p><p>　　2 系統(tǒng)總體方案的設計4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體結構框圖的設計4</p><p>　　2.2 溫度檢測電路設

12、計4</p><p>　　2.2.1 AD590的工作原理7</p><p>　　2.3 模擬/數字轉換電路8</p><p>　　2.3.1 TL2543的內部結構9</p><p>　　2.3.2TLC2543的工作方式和輸入通道的選擇10</p><p>　　2.3.3 TLC2543的讀寫時序10&

13、lt;/p><p>　　2.4 單片機的控制系統(tǒng)12</p><p>　　2.4.1 AT89C51的主要特性13</p><p>　　2.4.2 AT89C51的引腳說明13</p><p>　　2.4.3 振蕩特性16</p><p>　　2.4.4 最小系統(tǒng)應用電路17</p><p&g

14、t;　　2.5 鍵盤控制電路18</p><p>　　2.5.1 按鍵的確認18</p><p>　　2.5.2 重鍵與連擊的處理18</p><p>　　2.5.3 按鍵防抖技術18</p><p>　　2.5.4本設計鍵盤的硬件連接19</p><p>　　2.5.5鍵盤掃描程序19</p>

15、<p>　　2.6 LED顯示電路20</p><p>　　2.6.1LED顯示原理20</p><p>　　2.7 電源電路23</p><p>　　2.8加熱控制電路設計23</p><p><b>　　2.9繼電器24</b></p><p>　　2.9.1繼電器（

16、relay）的工作原理和特性24</p><p>　　2.9.2繼電器（relay）的驅動電路設計24</p><p>　　2.10 報警電路設計25</p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設計26</p><p>　　3.1 軟件功能概述26</p><p>　　3.2主程序設計27</p>

17、<p>　　3.3 I/O口的說明27</p><p>　　3.4 系統(tǒng)存儲器功能28</p><p>　　3.5中斷程序28</p><p>　　3.5.1定時器T0中斷程序28</p><p>　　3.5.2 定時器T1中斷程序30</p><p>　　3.6A/D轉換及液位顯示程序31

18、</p><p>　　3.7 溫度采集程序31</p><p>　　3.8 溫度顯示程序32</p><p>　　第四章.軟硬件調試34</p><p>　　第五章.系統(tǒng)功能35</p><p>　　5.1系統(tǒng)能實現的功能35</p><p>　　5.2系統(tǒng)功能測試35</

19、p><p>　　5.3系統(tǒng)功能分析35</p><p>　　第六章.參考文獻37</p><p><b>　　總 結38</b></p><p>　　附錄一：總電路原理圖39</p><p>　　附錄二：仿真電路圖40</p><p>　　附錄三：C源程序43&l

20、t;/p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 太陽能熱水器的概述</p><p>　　隨著社會不斷的發(fā)展,人們對能源的需求在快速增長，導致不可再生能源的貯量日益減少，同時不可再生能源給全球性帶來的污染和生態(tài)環(huán)境的破壞日益嚴重，開發(fā)利用新型高效能源的問題越來越受到世界各國的關注。太陽能作為一種取之不盡的清潔能源，經過了

21、不斷的開發(fā)、研究后，現在又進入了一個新的開發(fā)利用階段，各種太陽能轉換設備層出不窮，其中太陽能熱水器就是其中的一種主要的轉化設備，其核心部分是集熱器，目前，太陽能熱水器上使用的集熱器有平板型、真空集熱管和熱管真空管三種類型。平板型集熱器的價格相對較低，普通平板集熱器的熱效率受溫度和環(huán)境溫度的影響比較大，冬季不能正常使用。</p><p>　　真空集熱管的熱工性能非常優(yōu)良,其熱效率受周圍環(huán)境溫度的影響比較小,可在高溫

22、和低溫環(huán)境下正常使用。真空集熱管中的玻璃金屬真空管的耐高溫、承壓高、耐熱沖擊性能均好于全玻璃真空管,但玻璃與金屬封接技術不完善,價位相對較高。全玻璃真空管的價格相對較低,其生產量和市場的需求量都在不斷增加,但在直接加熱水時,存在著炸管、結垢嚴重等問題。長期使用熱效率會有所降低。</p><p>　　熱管真空管的價格高于全玻璃真空管，但其具有單向導熱和等溫傳熱的特性，通過熱管向周圍散失的熱量非常少。同時,管內封存的

23、少量防凍工作液長期循環(huán)工作，管內不結垢、不凍結、不炸管、啟動快、集熱效率高，在置換破損的真空管時不影響系統(tǒng)正常運行，是目前值得積極研究推廣使用的產品。集熱器的性能和造價在一定程度上決定了太陽能熱水器的推廣和使用，決定了太陽能熱水供應系統(tǒng)的形式。</p><p>　　最早出現的強迫循環(huán)方式是定時循環(huán)方式，即每隔一定時間啟動循環(huán)水泵進行一次冷熱水循環(huán)來采集太陽能，該方式能夠加快太陽能的采集速度，但是每隔一定時間進行循

24、環(huán)并不能準確跟蹤太陽能的變化，當可利用的太陽能很少甚至沒有時還會啟動循環(huán)水泵,致使水泵做無用功,加大系統(tǒng)功耗。隨后出現了定溫循環(huán)方式，即在集熱器的出口水溫達到一設定值時進行循環(huán)來采集太陽能。隨著計算機在各種智能控制系統(tǒng)應用中的不斷深入與蓬勃發(fā)展，單片機更以其小巧的外形、較高的性價比、靈活的控制方式廣泛地應用在這一領域。本設計所介紹的太陽能熱水器自動控制系統(tǒng)，將低價位的單片機引太陽能熱水器中，以單片機作為核心部件，實時采集溫度和水位數據,

25、進行溫差跟蹤循環(huán)充分利用太陽能進行加熱，同時考慮到太陽能的間歇性自動進行能源轉換，有效地啟動一種輔助能源進行加熱，通過智能控制達到全天候不間斷提供熱水。目前市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復雜、控制不方便等問題，很多控制器只具有溫度和水位顯示功能，不具有溫度控制功能。即使熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于加熱時間不能控制而產生過燒，從而浪費電能.鑒于此，本文以AT89C52單片機為檢測控制</p><

26、;p>　　1.2 太陽能熱水器的背景</p><p>　　國外對太陽能熱水器的研究始于20世紀50年代初，美國、瑞典、澳大利亞、日本等發(fā)達國家紛紛投入了大量人力、物力對太陽能熱泵進行深入研究與開發(fā)，在各地實施了多項太陽能熱泵示范工程，如賓館、住宅、學校、醫(yī)院、圖書館以及游泳館等，取得了一定的經濟效益和良好的社會效益。</p><p>　　目前，太陽能熱水器的應用已比較普遍，在國外，

27、許多國家通過政府補貼的式鼓勵居民應用太陽能熱水器，歐洲還采用了“工程項目法”等措施來加強太陽能熱水器的推廣。我國在沒有政府補貼的情況下，太陽能熱水器的銷售和普及的速度也十分迅速，據統(tǒng)計，1999年我國銷售的太陽能熱水器的面積近300萬平方米,其數量居世界首位,并且銷售的產品都是國產產品，銷售的區(qū)域主要在經濟比較發(fā)達地區(qū)，而這些區(qū)域很多并非是太陽能資源豐富的地區(qū)。若能在全國范圍內推廣使用太陽能熱水器,其節(jié)能潛力和環(huán)保效益將是十分巨大的。&

28、lt;/p><p>　　隨著技術的不斷更新，將會有越來越多、越來越完善的太陽能熱水器產品出現，太陽能熱水供應系統(tǒng)也會越來越完善。太陽能技術的推廣使用，節(jié)約了能源改善了環(huán)境、提高了人們的生活質量，為人類的文明和進步作出了巨大的貢獻。</p><p>　　1.3太陽能熱水器的研究現狀</p><p>　　近年，我國部分地區(qū)嚴重的能源短缺推動了太陽能熱水器的廣泛使用，這項環(huán)保

29、而節(jié)能的新型產品在市場上迅速得到發(fā)展，到2002年底，我國太陽能熱水器的總產量已達到1000萬平方米總產值110多億元，總保有量高達4000萬平方米。有關專家預測，在未來的10年中，太陽能熱水器將以15%每年的速度增長，到2010年將達到1億平方米。</p><p>　　目前中國太陽能熱水器品牌基本上分為三類：一是擁有全國銷售網絡的企業(yè)，如皇明等一兩家；二是正處在由地方網絡向全國過渡的企業(yè)，有華陽與清華陽光等幾家

30、；第三類是數量龐大的地方小太陽能熱水器企業(yè)。有數字顯示，這樣的小太陽能熱水器生產企業(yè)全國有3000多家?；旧厦總€省份都有近百家這樣的小企業(yè)。這些間接導致了我國太陽能熱水器行業(yè)整體技術水平的落后，在國際市場上缺乏競爭力。據權威部門統(tǒng)計，100億的產業(yè)規(guī)模，年出口量僅1000萬美元左右，不及總量的1%。</p><p>　　總體來看，我國太陽能熱泵熱水技術還處于發(fā)展階段，太陽能熱水器裝置在我國尚難實現商品化，仍有許

31、多問題需要解決。</p><p>　　1.4本設計的主要任務及內容</p><p>　　太陽能熱水器因利用太陽能、無污染、使用方便、長期使用投入費用低等特點而備受人們青睞。本設計以AT89C51單片機為核心配合傳感器、顯示器件、繼電器、電加熱、報警器 等外圍器件，采集熱水器儲水箱中的水位，水溫信號，通過電加熱器加熱來控制儲水箱的水位、溫度，并完成水位、水溫顯示、水溢報警等功能。另配有鍵盤，

32、可以實現設置溫度功能。 將來自溫度和水位檢測傳感器的信號經過調理、A/D轉化后送入單片機，一方面通過LED顯示當前溫度和水位值，另外一方面與溫度和水位設定值進行比較、運算，根據結果發(fā)出相應的上水、加熱指令，對熱水器的溫度和水位進行控制。</p><p>　　本次設計的主要內容：</p><p>　?。╝） 溫度、水位檢測傳感器的選擇

33、 </p><p>　　（b） A/D轉換器與傳感器及AT89C51的接口設計</p><p>　?。╟） 鍵盤及顯示部分的設計</p><p>　?。╠）控制加熱和上水電路設計</p><p><b>　?。╡）軟件設計</b></p><p><

34、;b>　?。╢） 總體設計</b></p><p>　　從系統(tǒng)需要和研究內容可以看出，本設計需要做的主要工作有：查閱相關資料，了解各部分功能原理。查閱元器件資料，掌握器件工作原理和硬件實現方法。利用電腦仿真，對設計的電路進行模擬檢測。</p><p>　　1.5系統(tǒng)的主要功能</p><p>　　太陽能熱水器自動控制系統(tǒng)具有以下功能：</p&

35、gt;<p>　　(1) 使用電源為220VAC,功耗小于5W。</p><p>　　(2) 水溫顯示：水溫用串行動態(tài)數碼管顯示,測溫范圍0—99℃；精度±0.1℃。</p><p>　　(3) 水位顯示：本系統(tǒng)利用水位檢測電路可以檢測3個水位,分別為滿水位的10％ 、50％、95％,用3個發(fā)光二極管來顯示當前水位,當水位超過該水位點,

36、相應發(fā)光二極管發(fā)亮。</p><p>　　(5) 自動上水：在自動控制狀態(tài),上電時自動檢測水位，低于中位時自動上水，當溫度高于80度自動上水，低于70度時上水停止。水位高于95%時上水停止且溫度高于90度時開始報警，報警燈常亮。</p><p>　　(6) 自動加熱：若后5分鐘水溫沒有達到60度,則電加熱自動補溫,加熱到65度后自動停止加熱。在加熱狀態(tài),為保證使用安全,

37、此時應禁止用水,加熱狀態(tài)時紅色發(fā)光二級管顯示加熱正在進行,待加熱停止后方可用水。</p><p>　　2 系統(tǒng)總體方案的設計</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體結構框圖的設計</p><p>　　太陽能熱水器控制器主要由溫度水位數據采集模塊、單片機控系統(tǒng)和鍵盤顯示電路及繼電器控制部分組成。太陽能熱水器控制系統(tǒng)可以實現溫度顯示，溫度設定，水位顯示和控制等多種功能，其

38、中對水位的檢測、控制，實時水位燈指示、自動上水，超限報警是太陽能熱水器控制的核心。本次設計選用的是AT89C51單片機作為核心控制器，組成熱水器微控制系統(tǒng)。傳感器采用的是感溫電流源AD590溫度傳感器，用于檢測水溫，并負責將檢測到的水溫經差分放大電路LM324轉換成0～5V的模擬信號，然后通過TL2543模數轉換器把檢測到的溫度電壓信號轉換成數字信號，一方面由單片機AT89C51完成最終完成太陽能熱水器控制器的控制功能，另一方面通過LE

39、D顯示當前溫度，另外一方面與溫度和水位設定值進行比較、運算，根據結果發(fā)出相應的上水、加熱指令，對熱水器的溫度和水位進行控制。系統(tǒng)框圖如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 太陽能熱水器控制器系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.2 溫度檢測電路設計</p><p>　　溫度檢測部分是實現溫度智能控制的重要環(huán)節(jié),只有準確地檢測出溫度,才能通過軟件實現輔助加熱。其性

40、能的好壞直接影響系統(tǒng)的性能，對于溫度檢測,目前比較理想的是集成溫度傳感器AD590，因此溫度傳感器采用是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源AD590。AD590溫度傳感器是一種已經IC化的溫度感測器，它會將溫度轉換為電流，在單片機的各種課本中經?？吹健Ｆ湟?guī)格如下：</p><p>　　單片集成兩端感溫電流源AD590的主要特性如下：</p><p>　?。?）流過器件的電流（uA

41、）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度（開爾文）度數：Ir/T=1；</p><p>　　（2）AD590的測溫范圍為—55℃~+150℃；</p><p>　　（3）AD590的電源電壓范圍為4~30V，電源電壓可在4V～6V范圍變化，電流變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞；</p><p>　　

42、（4）輸出電阻為710mΩ；</p><p>　?。?）精度高，AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，AD590在—55℃~+150℃范圍內，線性誤差僅為±0.3℃。</p><p>　　具有體積小、重量輕、線形度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點、它的測量溫度—50~+150度，滿刻度范圍誤差為+-0.3，當電源電壓早5~10V之間，穩(wěn)定度為1%時，誤差為0.01度，完全合格

43、。</p><p>　　AD590的管腳圖及元件符號如2-2所示：</p><p>　　圖2-2 AD590的管腳圖及元件符號</p><p>　　它采用金屬殼3腳封裝，其中1腳位電源正端V+，2腳為電流輸出端I0，3腳為管殼，一般不用。AD590的輸出電流值說明如下：</p><p>　　其輸出電流是以絕對溫度零度（-273℃）為基準，每

44、增加1℃，它會增加1μA輸出電流,因此在室溫25℃時，其輸出電流Iout=（273+25）=298μA。</p><p>　　圖2-3 AD590基本應用電路</p><p>　　AD590基本應用電路如2-3所示：</p><p><b>　　注意事項：</b></p><p>　?。╝）Vo的值為Io乘上10K，以

45、室溫25℃而言，輸出值為10K×298μA=2.98V。</p><p>　　（b）測量Vo時，不可分出任何電流，否則測量值會不準。</p><p>　　AD590實際應用電路如2-4所示：</p><p>　　圖2-4 AD590實際應用圖</p><p><b>　　電路分析：</b></p>

46、<p>　　AD590的輸出電流（T為攝氏溫度），因此測量的電壓V為（273+T）μA×10K=（2.73+T/100）V。為了將電壓測量出來又務須使輸出電流I不分流出來，我們使用電壓跟隨器其輸出電壓V2等于輸入電壓V。</p><p>　　由于一般電源供應較多的器件之后，電源是不穩(wěn)定的，所以利用可變電阻分壓，其輸出電壓V1需調整至2.73V。</p><p>　　

47、接下來我們使用差動放大器其輸出Vo為（100K/10K）×（V2-V1）=T/10，如果現在為攝氏28℃，輸出電壓為2.8V，輸出電壓接A/D轉換器，那么A/D轉換輸出的數字量就和攝氏溫度成線形比例關系。</p><p>　　AD590是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源。AD590測溫范圍為－55℃～＋150℃，滿足人們日常生產和生活中的溫度范圍。AD590電源電壓可在4V～6V范圍變化，可

48、以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。AD590產生的電流與絕對溫度成正比，它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1℃，其電流增加1μA。</p><p>　　AD590溫度與電流的關系如表2-1所示：</p><p>　　表2-1 AD590溫度與電流的關系表</p><p>　　為了提高精度，擴大測量范圍，在A/D轉換前還要將信號加以放大

49、并進行零點遷移，因而一個高穩(wěn)定性的、高精度的放大電路是必須的，當溫度變化時，AD590會產生電流變化，當AD590的電流通過一個10kΩ的電阻時，這個電阻上的壓降為10mV，即轉換成10mV/K，為了使此10kΩ電阻精確，可用一個9kΩ的電阻與一個2kΩ的電位器串聯(lián)，然后通過調節(jié)電位器來獲得精確的10kΩ。運算放大器U3A被接成電壓跟隨器形式，以增加信號的輸入阻抗，由運放U2A減去2.732做零位調整（即把絕對溫度轉成攝氏溫度），最后由

50、運放U1A反相并放大5倍輸送給A/D轉換器。具體硬件連接圖圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5 溫度檢測電路圖</p><p>　　2.2.1 AD590的工作原理</p><p>　　在被測溫度一定時，AD590相當于一個恒流源，把它與5~30V的電流源相連，并在輸出端串接一個1KΩ的恒值電阻。那么，此電阻上流過的電流將和被測溫</p>&l

51、t;p>　　度成正比，這時電阻兩端將會有1mV/K的電壓信號。其基本電路如圖2-3所示，它是利用△Vbe特性的集成PN結傳感器的感溫部分核心電路。其中，T1、T2起恒流作用，可用于使左右兩支路的集成電極電流I1和I2相等，T3、T4是感溫用的晶體管，兩個管的材質和工藝完全相同，但T3實質上是有n個晶體管并聯(lián)而成，因而其結面積是T4的n倍。T3和T4的發(fā)射結電壓Vbe3和Vbe4經反極性串聯(lián)后加在電阻R上，所以R上的端電壓為△Vbe

52、。因此，電流I1為</p><p>　　I1=△Vbe/R=（KT/q）（lm）/R</p><p>　　對于AD590，n=8，這樣，電路的總電流將與熱力學溫度T成正比，將此電流引至負載電阻RL上便可得到與T成正比的輸出電壓。由于利用了恒流特性，所以輸出信號不受電源電壓和導線電阻的影響。圖2-3中的電阻R是在硅板上形成的薄膜電阻。該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準溫度下可得到1uA

53、/K的I值。圖2-4所示是AD590的內部電路，圖中的T1~ T4相當于圖2-3中的T1、T2，而T9、T11相當于圖2-3中的T3、T4。R5、R6是用薄膜工藝制成的低溫度系數電阻，供出廠前調整之用。T7、T8、T10為對稱的Wilson電路，用來提高阻抗。T5、T12和T10為啟動電路，其中T5為恒定偏置二極管。T6可用來防止電源反接時損壞電路，同時也可使左右兩支路對稱。R1、R2為發(fā)射極反饋電阻，可用于進一步提高阻抗。T1~T4是

54、為熱效應而設計的連接方式。而C1和R4則可用來防止寄生振蕩。該電路的設計使得T9、T10、T11三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個電路總電流I的1/3。T9和T11的發(fā)射結面積比為8：1，T10和T11的發(fā)射結面積相等。T9和T11的發(fā)射結電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻R5和R</p><p>　　△Vbe =（R6—2 R5）I/3</p><p>　　R6上只有T9的發(fā)射極電流，而R5上除

55、了來自T10的發(fā)射極電流外，還有來自T11的發(fā)射極電流，所以R6上的壓降是R5的2/3。</p><p>　　根據上式不難看出，要想改變△Vbe，可以在調整R5后再調整R6，而增大R5的效果同減小R6是一樣的。其結果都會使△Vbe減小。不過，改變R5對△Vbe的影響更為顯著，因為它前面的系數較大。實際上就是利用激光修正R5以進行粗調，修正R6以實現細調，最終使其在250℃之下使總電流I達到1uA/K。</p

56、><p>　　2.3 模擬/數字轉換電路</p><p>　　A/D轉換是將傳感器輸入的模擬量轉換成數字量送入單片機內。設計中應用的是A/D轉換的中斷方式，將轉換結束標志信號接到單片機的中斷引腳或允許中斷的I/O接口的相應引腳上，當轉換結束時，即提出中斷申請，單片機響應后，在中斷服務程序中讀取數據，這種方式使A/D轉換器與處理器的工作時間同時進行，因而節(jié)省機時，常用于實時性要求比較強或多參數的

57、數據采集系統(tǒng)。</p><p>　　模擬/數字轉換電路應用的主要芯片是TL2543。TL2543簡介：TL2543是德州儀器公司生產的12位開關電容型逐級逼近模數轉換器，最大轉換時間10us,11個模擬輸入通道，3路內置自測試方式，采樣率為66ksps，線性誤差±1LSBmax，有轉換結束輸出EOC，具有單級、雙極性輸出，可編程的MSB或LSB前導，可編程輸出數據長度。它具有三個控制輸入端，采用簡單三線

58、SPI串行接口可方便的與微機進行連接，圖2-6和圖2-7分別是TLC2543的引腳排列圖和內部結構圖。</p><p>　　圖2—6TLC2543芯片引腳圖</p><p>　　2.3.1 TL2543的內部結構</p><p>　　圖2-7 TL2543 內部邏輯結構</p><p>　　2.3.2TLC2543的工作方式和輸入通道的選擇&

59、lt;/p><p>　　TLC2543是一個多通道和多工作方式的模數轉換器件。圖2-6為其芯片引腳圖，圖2-7是它的內部結構圖。其工作方式和輸入通道的選擇是通過向TLC2543的控制寄存器寫入一個八位的控制字來實現的。這個八位控制字由四個部分組成：D7D6D5D4選擇輸入通道，D3D2選擇輸出數據長度，D1選擇輸出數據順序，D0選擇轉換結果的極性。八位控制字的各位的含義如表2-2所示。主機以MSB為前導方式將控制字寫

60、入TLC2543的控制寄存器，每個數據位都是在CLOCK序列的上升沿被寫入控制器。</p><p>　　表2-2引腳功能說明</p><p>　　2.3.3 TLC2543的讀寫時序</p><p>　　當片選信號/CS為高電平時，CLOCK和DATA-IN被禁止、DATA-OUT為高阻狀態(tài)，以便SPI總線上的其它器件讓出總線。在片選信號/CS的下降沿，A/D轉換結

61、果的第一位數據出現在DATA-OUT引腳上，A/D轉換結果的其他數據位在時鐘信號CLOCK的下降沿被串行輸出到DATA-OUT。在片選信號/CS下降以后，時鐘信號CLOCK的前八個上升沿將八位控制字從DATA_IN引腳串行輸入到TLC2543的控制寄存器。在片選信號/CS下降以后，經歷8個(12個或16個)時鐘信號完成對A/D轉換器的一次讀寫。本次寫入的控制字在下一次轉換中起輸出數據長度為12</p><p>　

62、　位、以MSB為前導的作用。工作時序圖如圖2-8所示。</p><p><b>　　表2-2八位控制字</b></p><p>　　圖2-8 TLC2543工作時序圖</p><p>　　本次讀出的結果由上次輸入的控制字決定，A/D轉換可由/CS下降沿觸發(fā)，也可由CLOCK信號觸發(fā)。本系統(tǒng)采用的工作方式是CLOCK信號觸發(fā)A/D轉換，圖中（A1

63、1A10A9A8…A0）為12位的A/D轉換結果，B7B6…B0為控制字。</p><p>　　2.4 單片機的控制系統(tǒng)</p><p>　　單片機誕生于20世紀70年代末，經歷了SCM、MCU、SOC三大階段。 第一階段：SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結構。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與

64、通用計算機完全不同的發(fā)展道路。第二階段：MCU即微型控制器（Micro Controller Unit）階段，不斷擴展?jié)M足嵌入式應用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。Intel逐漸變弱，Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優(yōu)勢成為最著名的廠家。將MCS-51從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。第三階段：單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，尋求應用系統(tǒng)在芯片上的最大化是MCU階段發(fā)展的重要因素。因

65、此，專用單片機的發(fā)展自然形成了SOC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發(fā)展，基于SOC的單片機應用系統(tǒng)設計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統(tǒng)。 單片機的發(fā)展 單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用面很廣，發(fā)展很快。自單片機誕生至今，已發(fā)展為上</p><p>　　我們將8位單片機的推出作為起點，那單片機的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個階段：第一階段（

66、1976-1978）：單片機的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。開始探索工控領域，Motorola 、Zilog等公司也參與了探索，都取得了滿意的效果。第二階段（1978-1982）單片機的完善階段。Intel公司在MCS-48 基礎上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51。它有完善的外部總線、CPU外圍功能單元集中的管理模式、具有工控特性的位地址空間及位操作方式、指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指

67、令，這些都奠定了典型的通用總線型單片機體系結構。第三階段（1982-1990）：8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機，將一些用于測控系統(tǒng)的模數轉換器、程序運行監(jiān)視器、脈寬調制器等納入片中，體現了單片機的微控制器特征。隨著MCS-51系列的廣泛應用，許多電氣廠商競相使用80C51為內核，將許多測控系統(tǒng)中使用的電路技術、接口技術、多通道A/D轉換部件、可靠性

68、技術等應用到單片機中，增強了外圍電路</p><p>　　在選擇單片機時也應充分考慮其便利和實用，8031單片機最大缺點是需要外接EPROM，電路復雜，而且EPROM還是用紫外線進行擦除的，使用起來很不方便。在經過廣泛的比較之后，確定采用ATMEL 公司的AT89C51FLASH單片機。它不僅具有8031單片機的一切功能，還有許多功能是8031所沒有的。其內部帶有8KB可多次擦寫的FLASH內部程序存儲器，可用電

69、擦除，十分方便。</p><p>　　2.4.1 AT89C51的主要特性　　</p><p>　　AT89C51單片機主要有以下一些特點： 　</p><p>　?。?）與MCS-51產品兼容； </p><p>　?。?）具有8KB可改寫的FLASH內部程序存儲器，可進行1000次擦/寫操作；</p><p>　　

70、（3）全靜態(tài)操作：0Hz到24MHz；</p><p>　?。?）三級程序存儲器加密；</p><p>　　（5）256字節(jié)內部RAM；</p><p>　?。?）、32條可編程I/O線； </p><p>　　（7）3個16位定時/計數器； </p><p>　?。?）8個中斷源； </p><p

71、>　?。?）可編程串行口；</p><p>　　（10）低功耗空閑和掉電方式。</p><p>　　2.4.2 AT89C51的引腳說明 　</p><p>　　AT89C51包括40個引腳，其引腳結構如圖2-9所示。</p><p>　　圖2-9 AT89C51外部管腳排列圖</p><p><b>

72、　　VCC：電源。</b></p><p><b>　　GND：地。</b></p><p>　　P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下，P0具有內部上拉電阻。在flash編程時，P0

73、口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1 口：P1 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅動4 個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸

74、入（P1.0/T2）和時器/計數器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2 EX），具體如表2-3所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p>　　表2-3 P1口部分引腳的第二功能表</p><p>　　P2 口：P2 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅動4 個TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作

75、為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時，P2 口送出高八位地址。在這種應用中，P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪問外部數據存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。</p><p&g

76、t;　　P3 口：P3 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅動4 個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表2-4所示。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。</p><p>　　表2-4

77、P3口引腳第二功能表</p><p>　　RST：復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位。看門狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈

78、沖。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無效。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個ALE 使能標志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設置

79、對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。</p><p>　　PSEN：外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當AT89C52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時，PSEN將不被激活。</p><p>　　EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND

80、。為了執(zhí)行內部程序指令，EA應該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　3）AT89S51存儲器</p><p>　　MCS-51器件又單獨的程序存儲器和數據存儲器

81、。外部程序存儲器和數據存儲器都可以64K尋址。</p><p><b>　　a）程序存儲器</b></p><p>　　如果EA引腳接地，程序讀取只從外部程序存儲器開始。對于AT89S51，如果EA接VCC，程序讀寫先從內部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H～FFFFH。</p><p><

82、b>　　b）數據存儲器</b></p><p>　　AT89c51 有256 字節(jié)片內數據存儲器。高128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當一條指令訪問高于7FH 的地址時，尋址方式決定CPU 訪問高128 字節(jié)RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（SFR）。例如，下面的直接尋址指令訪問0A0H（P2口）存

83、儲單元。</p><p>　　MOV 0A0H , #data</p><p>　　使用間接尋址方式訪問高128 字節(jié)RAM。例如，下面的間接尋址方式中，R0 內容為0A0H，訪問的是地址0A0H的寄存器，而不是P2口（它的地址也是0A0H）。</p><p>　　MOV @R0 ,#data</p><p>　　堆棧操作也是簡介尋址方式。因

84、此，高128字節(jié)數據RAM也可用于堆?？臻g。</p><p><b>　　4）中斷</b></p><p>　　AT89c51有6個中斷源：兩個外部中斷（和），三個定時中斷（定時器0、1、2）和一個串行中斷。每個中斷都可以通過置位或清除特殊寄存器IE中的相關中斷允許控制位分別使得中斷源有效與無效。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，他能一次禁止所有中斷，如表2-5所示

85、。IE.6位是不可用的。對于AT89c51，IE.5位也是不能用的。用戶軟件不應給這些位為1。它們?yōu)锳T89系列新產品預留。</p><p>　　定時器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進入中斷服務程序后，這些標志位都可以由硬件清0。</p><p>　　定時器0和定時器1標志位TF0和TF1在計數溢出的那個周期的S5P2被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕

86、捉下來。然而，定時器2的標志位TF2在計數溢出的那個周期的S2P2被置位，在同一周期被電路捕捉下來。</p><p>　　表2-5 中斷允許控制器功能表</p><p>　　2.4.3 振蕩特性</p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應

87、不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　2.4.4 最小系統(tǒng)應用電路</p><p>　　單片機的最小應用系統(tǒng)電路指的是它可以正常工作的最簡單電路組成。AT89c51單片機的最小應用系統(tǒng)電路圖如圖2-10所示。該系統(tǒng)中包含4個電路部分。</p><p>　　圖2

88、-10 A89C51單片機最小應用系統(tǒng)電路</p><p><b>　?。?）供電電路</b></p><p>　　引腳VCC（引腳40）接+5V電源，引腳GND（引腳20）接地線。為提高電路的抗干擾能力，一個0.1μF（器件標注為104）的瓷片電容和一個10μF的電解電容通常被接在引腳VCC和接地線之間。</p><p>　?。?）程序存儲器

89、選擇電路</p><p>　　如前所述，Atmel公司生產的8051兼容芯片具有多種容量的內部程序存儲器的型號，因此在使用中不需要再擴展外部程序存儲器，這樣在單片機應用電路中引腳（引腳31）可以總是接高電平。</p><p><b>　?。?）時鐘電路</b></p><p>　　AT89C51芯片的時鐘頻率可以在0～33MHz范圍。單片機內部

90、有一個可以構成振蕩器的放大電路。在這個放大電路的對外引腳XTAL2（引腳18）和XTAL1（引腳19）接上晶體和電容就可以構成單片機的時鐘電路。圖3-3所示的時鐘電路由晶體CRY和電容C2與C3組成。單片機的時鐘頻率取決于晶體CRY的頻率，如果采用面包板來組裝單片機應用電路，晶體CRY的推薦值為12MHz以下。電容C2與C3的取值范圍為30pF～50pF。時鐘電路采用晶體的目的是提高時鐘頻率的穩(wěn)定性。</p><p&

91、gt;<b>　　（4）復位電路</b></p><p>　　對于AT89C51芯片，如果引腳RST（引腳9）保持24個時鐘周期的高電平，單片機就可以完成復位。通常為了保證應用系統(tǒng)可靠地復位，復位電路應使引腳RST保持10ms以上的高電平。只要引腳RST保持高電平，單片機就循環(huán)復位。當引腳RST從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，單片機退出復位狀態(tài)，從程序空間的0000H地址開始執(zhí)行用戶程序。</p

92、><p>　　復位電路由C1和R1組成。當系統(tǒng)加電時，由于C1兩端的電壓不能突變，因此引腳RST為高電平，單片機進入復位狀態(tài)。隨著C1充電，它兩端的電壓上升，使得引腳RST上電壓下降，最終使單片機退出復位狀態(tài)。合理地選擇C1和R1的取值，系統(tǒng)就能可靠地復位。C1的推薦值是10μF，R1的推薦值是10kΩ。</p><p>　　完成復位后，單片機不僅從程序空間的0000H地址開始執(zhí)行用戶程序，而

93、且還影響一些特殊功能存儲器的初始狀態(tài)。</p><p>　　2.5 鍵盤控制電路</p><p>　　鍵盤控制電路采用的是矩陣鍵盤的接口技術中的程控掃描法，這種鍵盤由行線和列線組成，按鍵設置在行，列結構的交叉點上，行列線分別連在按鍵開關的兩端，列線通過上拉電阻接到正電源，以使無鍵按下時列線處于高電平狀態(tài)。</p><p>　　程控掃描法程控掃描是由程序控制鍵掃描的方

94、法。程控掃描的任務如下：</p><p>　　（1）首先判斷是否有鍵按下。其方法是使所有的行輸出均為低電平，然后從端口讀出入列值，如果沒有鍵按下，則讀入值為FFH。</p><p>　?。?）去除鍵抖動，若有鍵按下，則延時10~20ms，再一次判斷有無鍵按下，如果此時有鍵按下，則認為鍵盤上有一個鍵處于穩(wěn)定閉合期。</p><p>　?。?）若有鍵按下，則求出閉合鍵的

95、鍵盤值。求值的方法是對鍵盤進行逐行掃描，先使P2.6=1然后讀入列值，若等于FFH，則說明該行無鍵按下，對下一行進行掃描（令P2.6=0），如果不等于FFH，則說明該行有鍵有鍵按下，求出其鍵值。</p><p>　　2.5.1 按鍵的確認</p><p>　　鍵盤實際上就是一組按鍵開關的集合，其中每一個按鍵就是一個開關量輸入裝置。鍵的閉合與否取決于機械彈性開關的狀態(tài)。反應在電壓上就是呈現高

96、電平或低電平，所以可以通過檢測電平的狀態(tài)來判斷按鍵是否已被按下。</p><p>　　2.5.2 重鍵與連擊的處理</p><p>　　實際按鍵操作中，若無意中同時或先后按下兩個以上的鍵，系統(tǒng)確認哪個鍵的操作是有效的，完全由設計者的意志決定。如果視按下時間長為有效，或認為最先按下的鍵為當前鍵，也可以將最后釋放的鍵視為當前鍵。通常是采用單鍵按下有效，多鍵同時按下無效的原則。針對重鍵的影響，編

97、制程序時，可以將按鍵的釋放作為按鍵的結束。</p><p>　　2.5.3 按鍵防抖技術</p><p>　　多數鍵盤的按鍵均采用機械彈性開關。一個電信號通過機械觸點的的閉合和斷開的過程，完成高低電平的切換。由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵在閉合及斷開的瞬間必然伴隨有一連串的抖動。其波形如圖2-11所示。抖動過程的長短由按鍵的機械特性決定，一般為10到20ms。</p>&l

98、t;p><b>　　軟件防抖電路</b></p><p>　　若N個鍵則就需要N個防抖電路。因此，當鍵的個數比較多時，硬件防抖將無法勝任。在這種情況下，可以采用軟件方法進行防抖。當第一次檢測到有鍵按下時，先用軟件延時，而后再確認該鍵電平是否仍維持閉合狀態(tài)電平。若保持閉合狀態(tài)電平，則確認該鍵已被按下，從而消除了抖動的影響。</p><p>　　2.5.4本設計鍵盤

99、的硬件連接</p><p>　　一般具有人機對話的單片機系統(tǒng)少不了會有鍵盤。本設計采用三個按鍵，鍵盤的實現方法是利用單片機I/O口讀取口的電平高低來判斷是否有按鍵按下。我們將按鍵的一端接地，另一端接一個I/O口，程序開始時將此I/O口置于高電平平時無按鍵時I/O口保護高電平。當按鍵按下時，此I/O口與地短路迫使I/O口為低電平。按鍵釋放后，與單片機連接的上拉電阻使I/O口仍然保持高電平。我們所要做的就是在程序中查

100、詢此I/O口的電平狀態(tài)就可以了解我們是否有按鍵動作了。</p><p>　　按鍵分工，從左到右依次為1、2、3號按鍵，一號鍵模式鍵，二號三號鍵為加減鍵。</p><p>　　2.5.5鍵盤掃描程序</p><p>　　本設計中將鍵盤程序作為主程序的一部分，采用掃描方式讀取方式讀取鍵盤動作，實現程序如下：</p><p>　　uchar kbs

101、can(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Uchar recode;</p><p>　　If((KPORT&0X0F)!=0X0F //若有鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(2)

102、; //延時抖動</p><p>　　if(KPORT&0XF0)!=0xof //若有鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　recode=KPORT; //記錄鍵值</p><p>　　return（recode）；

103、 //返回鍵值</p><p><b>　　}</b></p><p>　　根據讀取的值，鍵盤處理程序進行相應動作，鍵盤數據處理程序不再敘述，見附錄。</p><p>　　2.6 LED顯示電路</p><p>　　2.6.1LED顯示原理</p><p>　　在單片機系統(tǒng)中，常用的顯示器有發(fā)光二

104、極管顯、熒光管顯示器、數碼管顯示和液晶顯示。近年來，也開始使用簡易的CRT接口，顯示一些漢字及圖形。發(fā)光二極管顯示分為固定段顯示和可以拼裝的大型字段顯示，此外還有共陽極和共陰極之分等。</p><p>　　三種顯示器中，以熒光管顯示器亮度極高，發(fā)光二極管次之，而液晶顯示器最弱，為被動顯示器，必須有外光源。由于LED顯示具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。</p><

105、;p>　　LED結構和顯示原理。LED（Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管作為顯示字段的顯示器件，最常見的是由7段型發(fā)光二極管（a～g7段）和1個圓點型發(fā)光二極管（常以dp表示，主要用來顯示小數點）組成的LED顯示器，其排列形狀如下圖所示。這種LED顯示器也可稱為7段數碼顯示器（或8段數碼顯示器）。數碼管顯示，由單片機的定時器T0做16位計數器碼管顯示，由單片機的定時器T0做16位計數器（為便于數據處理

106、，這里只用低八位計數器，即寄存器TL0中的值）。一邊記錄脈沖數量，一邊以厘米為單位由四位數碼管顯示出來。四位數碼管采用動態(tài)掃描方式顯示。 </p><p>　　LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器，有8段和字段之分。這種顯示塊有共陽極和共陰極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。同樣，共陽極LED

107、顯示塊的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓。當某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。</p><p>　　LED的顯示方式：有LED靜態(tài)顯示方式和LED動態(tài)顯示方式。</p><p>　　a）LED靜態(tài)顯示方式</p><p>　　LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或+5V）每位的段

108、選端分別與一8位的鎖存輸出相連。之所以稱為靜態(tài)顯示，使由于顯示器中的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經確定，相應的鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示為另一個字符為止，靜態(tài)顯示器的亮度較高。</p><p>　　靜態(tài)LED顯示電路各位可獨立顯示，只要在該位的段選上保持段選碼電平，該位就能保持相應的顯示字符。由于每位分別由一個輸出口控制段選碼，所以在某一時間里，每位顯示的字符可以各不相同。這種顯示方式接口，編程容易，

109、管理簡單。但占用的口線資源較多。如果顯示位數增多，靜態(tài)顯示無法時應，一般都采用動態(tài)顯示方式。</p><p>　　b）LED動態(tài)顯示方式</p><p>　　動態(tài)掃描顯示控制方式就是逐個地循環(huán)點亮各位顯示器，即在某一瞬間，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)（共陽極的為高電平，共陰極的為低電平）其它各位的位選線處于段開狀態(tài)，同時段選線上輸出相應位要顯示字符的字段碼。這樣在每一個瞬間，8位LED中