基于低功耗单片机温度计设计(电路图+原理图+流程图) 第7页
图2-8 外部振荡电路连接
2.2.2 显示电路的设计
 在计算机控制中，显示装置是一个重要组成部分，主要用来显示生产过程的工艺状况与运行结果，以便于现场工作人员的正确操作。常用的显示器件有显示记录仪、发光二极管显示器LED、液晶显示器LCD、大屏幕显示器和图形显示器终端CRT。
   一、 LED 显示器工作原理
   LED（发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写）是利用PN结把电能转换成光能的固体发光器件，根据制造材料的不同可以发出红、黄、绿、白等不同色彩的可见光来。LED的伏安特性类似于普通二极管，正向压降约为2伏左右，工作电流一般在10 -20 mA之间较为合适。
                     图2-9 段LED显示器结构原理图

    LED显示器有多种结构形式，单段的圆形或方形LED常用来显示设备的运行状态，8段可以显示各种数字和字符，所以也称为LED数码管，其外形如图2-10所示。8段LED在控制系统中应用最为广泛。
图2-10 LED显示器
一个8段LED显示器的结构与工作原理如图6-1所示。它是由8个发光二极管组成，各段依次记为a、b、c、d、e、f、g、dp ，其中dp表示小数点（不带小数点的称为7段LED）。8段LED显示器有共阴极和共阳极两种结构，分别如图2-10（b）、（c）所示。
    共阴极LED的所有发光管的阴极并接成公共端COM，而共阳极LED的所有发光管的阳极并接成公共端COM。当共阴极LED的COM端接地，则某个发光二极管的阳极加上高电平时，则该管有电流流过因而点亮发光；当共阳极LED的COM端接高电平，则某个发光管的阴极加上低电平时，则该管有电流流过因而点亮发光。
    8段LED通过不同段点亮时的组合，可以显示0~9、A~F等十六进制数。显然，将单片机的数据输出口与LED各段引脚相连，控制输出的数据就可以使LED显示不同的字符。通常把控制LED数码管发光显示字符的8位字节数据称为段选码或者字符译码，如图2-11所示。
图2-11 8段LED段选码原理图
    三、 LED显示器显示方式
   在计算机控制系统中，常利用n个LED显示器构成n位显示。通常把点亮LED某一段的控制称为段选，而把点亮LED某一位的控制称为位选或片选。根据LED显示器的段选线、位选线与控制端口的连接方式不同，LED显示器有静态显示与动态显示两种方式。本设计采用的是动态的显示方式，所以以下着重介绍动态显示。
   动态扫描显示是单片机中应用最为广泛的一种显示方式。其接口电路是把所有显示器的8个笔划段da~dp同名端连在一起，而每一个显示器的公共极com各自独立地受I/O线控制。
  CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于com端，而这一端是由I/O控制的，因此就可以自行决定何时显示哪一位了。所谓动态扫描就是采用分时的方法，轮流控制各个显示器的com端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的观觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，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。
   四、LED显示器显示设计电路图
  本设计采用的是LED显示，由于具有结构简单、体积小、功耗低、配置灵活、显示清晰、可靠性高等优点，目前已被微型计算机控制系统及智能化仪表广泛采用。由于本设计所用的温度传感器是DS18B20, 其测温范围是－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃，所以采用四个LED数码管显示。其具体的设计电路图如下图所示。
图2-12 动态循环扫描显示电路图
2.2.3按键及报警电路的设计
     按键和报警电路的设计是本设计的一个重要组成部分，通过按键工作人员可以对整个系统进行控制；从而达到实际的控制目标；而报警系统可以让工作人员及时了解被控对象的一些不正常工作状态，不至于造成 大的损   失。
一、按键的设计
本设计一共设有四个按键，他们分别是输入和确定键、加一键、减一键和复位键，当需要对控制器进行设置时，首先按输入和确定键进入设置的状态，再通过加一键和减一键来设置具体的数值，最后按输入和确定键进行确定和退出设置状态，复位键用来当系统死机时使系统恢复到初试的状态重新运行。其具体的设计电路土如图2-13所示。

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