热电偶高温测量与大屏幕显示技术 第5页
①低噪声电压放大器A1;          ②电压跟随器A2;
③冷端温度补偿二极管;          ④基准电压源;
⑤数字控制器;                  ⑥ 12位ADC;
⑦ SPI串行接口(SCK,SO,/CS);    ⑧ 模拟开关(S1-S5)。

其工作原理如下:K型热电偶产生的热电势(e)经过A1、A2得到放大后的热电势信号U1，再经过S4送至ADC。有公式
U1 = αT * △T =αT *（T – T0）  (1)
式中: αT:为K型热电偶的电压温度系数，αT=41uV/0C;T和TO分别为被测热端温度，冷端环境温度。与此同时，冷端温度补偿二极管将TO转换成补偿电压U2，有公式
U2 =  αT  * T0     (2)
从通过S5送至ADC。在数字控制器的控制下，ADC首先将U1、U2转换成数字量，再将U1与U2相加并除以αT，即获得输出电压Uo的数据，该数据就代表测量点的实际温度值T。这就是MAX6675进行冷端温度补偿和测量温度的原理。

4．测温应用
MAX6675与单片机的连接。

（三） 键盘与单片机的连接

如上图所示S1～S4分别经一个上拉电阻和一个按钮后与单片机连接。S5接到外部中断0（/INT0）当S5按下时系统会产生中断(外部中断0)，就可以通过S1～S4去设置系统的上下限了。S1和S2分别是上下限设置键：S1按下后通过按下S3改变当前位数值大小，通过按下S4设置个位至万位上的数值。S2与S1同理，只是设置温度的下限罢了。

六，输出通道的介绍

（一） 输出通道组成
输出通道由MAX7219，ULN2003，大尺寸LED数码管，及蜂鸣器，继电器等构成。

（二） 数码管的类型及连接方式
led(light emitting diode)显示是项目开发中经常遇到的一种显示方法，其具有亮度高、全视角、使用寿命长、驱动简单等突出特点，因而在一些高端和大型的器材和设备上使用较为广泛。常用到的led主要是指下列几种：

    1， 7-段数码led，分共阴和共阳两种，原理图见11和12；
2，常用nxm led点阵：如8x8 led 点阵模块、5x7 led点阵模块等，其他分为
共阴和共阳两种；

      所谓共阴极，即是将所有led的阴极连接到一起，而共阳极则相反，所有的阳极被连接到了一起。但不管哪种结构，其显示设计的原理基本相同，唯一的是其驱动的电路的设计有所差异，一般共阴极采用推（push）电流的方式来驱动，而共阳极结构则采用拉（pull）电流的方式来驱动。根据led显示的硬件设计方法的不同，led显示驱动分为静态法和动态法两大类：

2．1 静态显示驱动法：

　　所谓静态显示驱动法，即是指每一个led灯分别对应一个独立的I/O驱动口；其点亮和关闭由该I/O来对其进行控制，互不干扰，见图13（注：对于I/O驱动能力弱的mcu，必须增加外部的驱动芯片或驱动三极管等器件）。此种设计一般应用在对单个led的驱动或led数量较少，且所选的mcu I/O比较充裕的情况下。比如一些项目的led指示灯、产品的设计中只有一个7－段led码需要显示等。

由于每一个led均由独立的I/O口来控制，因此此种显示驱动的软件设计比较简单明了，无需特别的处理，在需要点亮和关闭时设置相应的I/O输出口的电平即可（即“0”或“1”，具体须根据驱动电路的设计来决定）。
优点：电路设计简单，编程简单，而且led的亮度控制容易，只需在驱动端增加相应的电流调节电阻即可方便地实现亮度的调节（对于存在独立驱动的设计，还可以通过调整驱动电压来达到亮度的调节）。
   缺点：由于每一个led灯需要一个io口，因此对io口的需求较大，不易实现大数量的led驱动和显示，扩展性能差。
 
2.2 动态的显示驱动法：
与静态显示方法不同，动态led显示的设计方法是将不同led模块的所有的led的驱动端一对一地连接到一起，见图14，而将其公共极（阴极或阳极）分别由不同的io口来驱动（主要针对7－段码和led点阵模块）。在此，我们称其公共极为扫描线或地址线（因此种连接方法类似于存储器的内部连接，每个led点相当与memory中的一个bit），不同的led模块（类似于memory中的一个byte）用不同的扫描线地址线来进行选定。
由于所有的led模块公用了驱动端，因此led的驱动不再像静态法一样为每个led所独享，因此其驱动的设计方法也与静态法完全不同，需要采用分时扫描（也称动态扫描）方法来实现对所有led的显示驱动，其原理如下（以图14为例）：
①. 将a0设置为高电平，也即允许第一组led显示，同时将a2，a3，a4设置为低电平，也即关闭该阴极所对应的led组的显示；
    ②.  在p0口输出a0组对应的显示数据（也称为pattern），如字符点阵数据，7－段码对应的数字的数据等，该数据可以通过rom表的形式来预先定义；
    ③.  保持一定的时间t，该时间即为所设定定时器的中断时间；
    ④.  将a0口设置为低电平，关闭a0组led的显示；
    ⑤.  将a1设置为高电平，其他几个设置为低电平，开启a1组对应的led的显示；
    ⑥.  在p0口输出a1组对应的显示数据（也称为pattern，意义同上）；
    ⑦.  重复以上步骤，直到所有组被扫描一遍，然后又从a0组开始下一个循环，如此周而复始，实现所有led的动态显示。
     在本设计中用到的显示方式是共阴极动态扫描方式。MAX7219是串行（SPI）接口，它与单片机的连接非常方便，控制数码管的显示也很方便。

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