采用74HC595顯示驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、采用采用 74hc59574hc595 顯示驅(qū)動(dòng)的顯示驅(qū)動(dòng)的濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)i摘要隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透, 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。本文是利用 74hc595 芯片結(jié)合 ne555 時(shí)基芯片來(lái)模擬濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是利用 74hc595 芯片和 led 七段數(shù)碼顯示由電容式濕度檢測(cè)傳感器采集的信號(hào)，信號(hào)過(guò)采樣電路、ne555 時(shí)基電路、a/d 轉(zhuǎn)換后，通過(guò)時(shí)鐘定時(shí)/計(jì)數(shù)器在微控制器控制技術(shù)、串行接口技術(shù)、定時(shí)器應(yīng)用進(jìn)行編程，利用微控制器構(gòu)成的下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行顯示、報(bào)警、控制。由于接口線有限，故采用 74hc595 串入并出寄存

2、器來(lái)作為靜態(tài)顯示的驅(qū)動(dòng)器，節(jié)約口線，可任意擴(kuò)充顯示位數(shù)。 關(guān)鍵詞：濕度傳感器;ne555 時(shí)基芯片;74hc595 寄存器; led 七段數(shù)碼;靜態(tài)顯示iiabstractswith the computer application in the many fields, microcontroller has been enlarged for control and measure constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. th

3、is paper will introduce the designing of the humidity detection system using 74hc595 chip and time-clock circuit ne555. this design is the use of 74hc595 chip and seven-segment led digital tube to display the signal which is detected by electric capacity type humidity sensor and collected after samp

4、ling circuit, time-clock circuit ne555, a/d conversion, and through regular timer/counter control technology in micro-controller, serial interface technology, timer application programming, the use of a micro-controller system that places machines, warning, control. the interface lines are limited,

5、and it is used 74hc595 register into a sequence as a static show drive, savings mouth lines, arbitrary expansion shows digit.keywords：electric capacity type humidity sensor; time-clock circuit ne555;74hc595 register; seven-segment led digital tube ；static display styleiii目錄目錄前前 言言.1 1第一章第一章 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述

6、.2 21.方案論證 .21.1 設(shè)計(jì)的目的與意義.21.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.22.系統(tǒng)設(shè)計(jì) .22.1 整體設(shè)計(jì)方案.22.2 上位機(jī).32.3 下位機(jī).4第二章第二章 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì).5 51.顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)概述 .52.74hc595 的特點(diǎn)簡(jiǎn)介.52.1 硬件設(shè)計(jì).52.2 74hc595 使用使用說(shuō)明.63.led 數(shù)碼管簡(jiǎn)介.73.1 led數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與特性.73.2 led數(shù)碼管原理說(shuō)明.83.3 采用 74hc595 芯片驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管.93.4 元器件的布局與走線 .113.5 采用 led 數(shù)碼管顯示程序 .114.hs1101 硬件設(shè)計(jì).134.1 hs1101

7、的外形封裝形式.144.2 hs1101 的電壓輸出電路.145. stc12c1052 的硬件設(shè)計(jì).146. ne555 時(shí)基電路設(shè)計(jì).157. sch 原理圖與 pcb 電路板圖.177.1 sch 原理圖.177.2 pcb 電路板圖.188.報(bào)警設(shè)計(jì) .18第三章第三章 系統(tǒng)模塊測(cè)試系統(tǒng)模塊測(cè)試.19191.串行通信的原理 .192.電瓶轉(zhuǎn)換器 max3232.193.本設(shè)計(jì)程序流程圖及部分代碼 .19第四章第四章 總結(jié)總結(jié).2323參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2424致致 謝謝.2525前言1前 言利用相應(yīng)的傳感器件精確測(cè)量濕度參數(shù)值，把得到的參數(shù)值 a/d 轉(zhuǎn)換后通過(guò)串行口輸入到計(jì)算機(jī)，經(jīng)

8、74hc595 芯片處理后由 led 七段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)顯示，報(bào)警，智能控制等功能。系統(tǒng)安全可靠，操作簡(jiǎn)單易行，濕度的上下限值由用戶自己設(shè)定，可廣泛應(yīng)用于工、農(nóng)業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ钪校哂袕V闊的市場(chǎng)前景。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題主要講述的是 74hc595 濕度傳感器顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用濕度傳感器采集信號(hào)，通過(guò)采樣電路、濾波電路、a/d 轉(zhuǎn)換后，利用微型控制器進(jìn)行檢測(cè)、顯示、報(bào)警和控制。其中微型控制器采用 stc12c2052 芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示單元模塊是采用移位寄存器芯片 74hc595 驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管顯示。開(kāi)發(fā)此濕度顯示系統(tǒng)，以供濕度控制的工作人員進(jìn)行有效的管理，方便操作者隨時(shí)觀察環(huán)境濕度。本系

9、統(tǒng)采用 74hc595 濕度顯示芯片驅(qū)動(dòng) led 有以下特點(diǎn): 速度較快, 功耗較小, led 的數(shù)目多少隨意, 既可以控制共陰極的 led 顯示器, 也可以控制共陽(yáng)極的 led 顯示器, 可以軟件控制 led 的亮度, 還可以在必要的時(shí)候關(guān)斷顯示(數(shù)據(jù)保留) , 以減小功耗, 并可隨時(shí)喚醒顯示。用它設(shè)計(jì)的電路, 不僅軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 而且功耗低, 驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng), 占用的 i/ o 口線較少, 是一種造價(jià)低廉, 應(yīng)用靈活的設(shè)計(jì)方案。第一章 系統(tǒng)概述2第一章 系統(tǒng)概述1.方案論證1.1 設(shè)計(jì)的目的與意義該系統(tǒng)是利用 74hc595 芯片處理濕度傳感器采集到的信號(hào),此信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)基震蕩電路ne555，

10、通過(guò)串行通信接口 com1 送入計(jì)算機(jī)中，pc 機(jī)通過(guò) wave 編譯器1對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后再經(jīng)接口芯片 max3232 送回下位機(jī)上進(jìn)行顯示。得到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的上下限值（可以根據(jù)用戶的需要自行調(diào)節(jié)）進(jìn)行比較,從而實(shí)現(xiàn)濕度自動(dòng)報(bào)警機(jī)制,并可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的模擬數(shù)碼管顯示功能。下位機(jī)部分通過(guò)用戶程序初始化時(shí)設(shè)定的上下限值，判斷傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)，led數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)值，若超出上下限，就開(kāi)始報(bào)警。使用 led 數(shù)碼管4閃爍顯示進(jìn)行報(bào)警，達(dá)到的提醒用戶的目的，滿足了用戶的需求。1.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容該濕度控制系統(tǒng)是在以單片機(jī) cpu stc12c10522為核心，濕度傳感器 hs1101、時(shí)基

11、電路 ne555 來(lái)采集環(huán)境參數(shù)，led 驅(qū)動(dòng)芯片 74hc595 進(jìn)行數(shù)碼管顯示，接口芯片 max3232實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。所需的軟件環(huán)境，是在 windows 操作系統(tǒng)平臺(tái)下，利用 wave 編譯器3進(jìn)行編程控制。 設(shè)計(jì)的濕度采集系統(tǒng)有以下功能：1. 測(cè)濕范圍：1- - 99rh 濕度量程；3. 測(cè)濕準(zhǔn)確度：高精度 2；極好的線性輸出；4. 測(cè)濕點(diǎn)數(shù)：可以擴(kuò)展到 8 點(diǎn)5. 濕度顯示：7 段數(shù)碼管顯示6. 全量程濕度上下限2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 整體設(shè)計(jì)方案該濕度控制系統(tǒng)主要包括兩部分的設(shè)計(jì):上位機(jī)和下位機(jī)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖如下圖 1-1第一章 系統(tǒng)概述3formboot modulema

12、x3232c采 樣報(bào) 警 控制、顯示數(shù)據(jù)、處理a/d 通信 圖 1-1 設(shè)計(jì)框圖2.2 上位機(jī)上位機(jī)模塊圖布局如下界面（trend display） 操作按鈕區(qū) 控制報(bào)警區(qū)域(上下限等) 圖 1-2 上位機(jī)模塊圖布局上位機(jī)模塊通信模塊下位機(jī)模塊第一章 系統(tǒng)概述42.3 下位機(jī)濕度傳感器（hs1101）stc12c1052 微控制器顯示（led 數(shù)碼管）ne555 時(shí)基震蕩電路計(jì)數(shù)74hc595 顯示驅(qū)動(dòng)模塊圖 1-3 下位機(jī)模塊圖布局本系統(tǒng)下位機(jī)實(shí)物見(jiàn)下圖： 圖 1-4 下位機(jī)實(shí)物第二章 硬件設(shè)計(jì)5第二章 硬件設(shè)計(jì)1.顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)概述 本文主要講述的是采用 74hc595 顯示驅(qū)動(dòng)的濕度控制系

13、統(tǒng)，顯示單元模塊是采用移位寄存器芯片 74hc595 驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管顯示。開(kāi)發(fā)此濕度顯示系統(tǒng)，以供濕度控制的工作人員進(jìn)行有效的管理，方便操作者隨時(shí)觀察環(huán)境濕度。采用 74hc595 濕度顯示芯片驅(qū)動(dòng) led 有以下特點(diǎn): 速度較快, 功耗較小, led 的數(shù)目多少隨意, 既可以控制共陰極的 led 顯示器, 也可以控制共陽(yáng)極的 led 顯示器, 可以軟件控制led 的亮度, 還可以在必要的時(shí)候關(guān)斷顯示(數(shù)據(jù)保留) , 以減小功耗, 并可隨時(shí)喚醒顯示。2.74hc595 的特點(diǎn)簡(jiǎn)介74hc595 是具有 8 位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在 s

14、hcp 的上升沿輸入，在 stcp 的上升沿進(jìn)入到存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ds） ，和一個(gè)串行輸出（q7 ） ，和一個(gè)異步的低電平復(fù)位（mr） ，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 oe 時(shí)（為低電平） ，存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。2.1 硬件設(shè)計(jì)74hc595 引腳圖如圖 2-1 所示圖 2-1 74hc595 引腳圖 74hc595 芯片的管腳功能如下：qaqh（引腳：15、17）鎖存寄存器數(shù)據(jù)并行輸出；第二章 硬件設(shè)計(jì)6gnd（引腳：8）地；q h（引腳：9）移位寄存器數(shù)據(jù)串行輸

15、出；srclr（引腳：10）主復(fù)位（低電平時(shí)復(fù)位） ；srclk（引腳：11）移位時(shí)鐘輸入；rclk（引腳：12）鎖存時(shí)鐘輸入；oe（引腳：13）并口控制端，低電平時(shí)鎖存寄存器的數(shù)據(jù)在并口上實(shí)時(shí)表現(xiàn)出來(lái)；高電平時(shí)并口曾現(xiàn)高阻抗（通常接地） ；ser（引腳：14）移位寄存器數(shù)據(jù)串行輸入；vcc（引腳：16）電源+。2.2 74hc595 使用使用說(shuō)明1.在移位時(shí)鐘 srclk 上升沿時(shí)對(duì) ser 串口輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣，數(shù)據(jù)保存在移位寄存器；2.在鎖存時(shí)鐘 rclk 上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)就傳送到鎖存寄存器；3.連續(xù)的輸入移位時(shí)鐘時(shí)，數(shù)據(jù)就不斷的向高位移動(dòng)，并且從 q h端口移出去；鎖存寄存器

16、的數(shù)據(jù)總是實(shí)時(shí)的在并口上表現(xiàn)出來(lái)。74hc595 內(nèi)含 8 位串入、串/ 并出移位寄存器和 8 位三態(tài)輸出鎖存器。寄存器和鎖存器分別有各自的時(shí)鐘輸入(srclk 和 rclk) , 都是上升沿有效。當(dāng) srclk 從低到高電平跳變時(shí), 串行輸入數(shù)據(jù)(ser) 移入寄存器；當(dāng) rclk 從低到高電平跳變時(shí), 寄存器的數(shù)據(jù)置入鎖存器。清除端（srclr）的低電平只對(duì)寄存器復(fù)位(q h為低電平), 而對(duì)鎖存器無(wú)影響。當(dāng)輸出允許控制(oe) 為高電平時(shí), 并行輸出(q0q7) 為高阻態(tài), 而串行輸出(q h) 不受影響。74hc595 最多需要 5 根控制線，即 ser、srclk、rclk、srcl

17、r 和 oe。其中srclr 可以直接接到高電平, 用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)寄存器清零；如果不需要軟件改變亮度, en 可以直接接到低電平, 而用硬件來(lái)改變亮度。把其余三根線和單片機(jī)的 i/ o 口相接, 即可實(shí)現(xiàn)對(duì) led 的控制。本系統(tǒng)采用硬件來(lái)改變 led 的亮度。數(shù)據(jù)從 ser 口送入 74hc595 芯片, 在每個(gè) srclk 的上升沿, ser 口上的數(shù)據(jù)移入寄存器, 在 srclk 的第 9 個(gè)上升沿, 數(shù)據(jù)開(kāi)始從 q h移出。如果把第一個(gè) 74hc595 的 q h 和第二個(gè) 74hc595 的 ser 相接, 數(shù)據(jù)即移入第二個(gè) 74hc595 中, 照此一個(gè)一個(gè)接下去, 可接任意多個(gè)。數(shù)

18、據(jù)全部送完后, 給 rclk 一個(gè)上升沿, 寄存器中的數(shù)第二章 硬件設(shè)計(jì)7據(jù)即置入鎖存器。此時(shí)如果 oe 為低電平, 數(shù)據(jù)即從并口 q0q7 輸出, 把 q0q7 與 led 顯示器, 可 led 的 8 段相接, led 就可以實(shí)現(xiàn)顯示了。3.led 數(shù)碼管簡(jiǎn)介 發(fā)光二極管 led 是能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的發(fā)光器件，7 段 led 數(shù)碼管則是在一定形狀的絕緣材料上，利用單只 led 組合排列成“8” 的字型，分別引出它們的電極，點(diǎn)亮相應(yīng)的筆段來(lái)顯示出 0-9 的數(shù)字。3.1 led數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與特性 led 數(shù)碼管根據(jù) led 的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類(lèi)，了解這些特性，對(duì)編程是很重要的，

19、不同類(lèi)型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的外形及內(nèi)部電路如圖 2-2 所示，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是電源極性不同。圖 2-2 led 數(shù)碼管外形和內(nèi)部電路 將多只 led 的陰極連在一起即為共陰式，而將多只 led 的陽(yáng)極連在一起即為共陽(yáng)式。以共陰式為例，若把陰極接地，在相應(yīng)段的陽(yáng)極接上正電源，該段即會(huì)發(fā)光。第二章 硬件設(shè)計(jì)8 led 數(shù)碼管的主要特點(diǎn)如下： l）能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與 cmos、ttl 電路兼容； 2）發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短(0.1s)，高頻特性好，單色性好，亮度高； 3）體積小，重量輕，抗沖擊性能好； 4）壽命長(zhǎng)，使

20、用壽命在 10 萬(wàn)小時(shí)以上，甚至可達(dá) 100 萬(wàn)小時(shí)，成本低。led 數(shù)碼管被廣泛用作數(shù)字儀器儀表、數(shù)控裝置、計(jì)算機(jī)的數(shù)顯器件。3.2 led數(shù)碼管原理說(shuō)明 根據(jù)顯示方式不同，led 顯示分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。靜態(tài)顯示方式，加在每一塊顯示器上的信號(hào)維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止，對(duì)每一位 led 顯示器，都必須有與之對(duì)應(yīng)的鎖存器以保證需占用較多的硬件資源，但它顯示亮度高，編程簡(jiǎn)單。在顯示位數(shù)較多的情況下，采用動(dòng)態(tài)顯示方式，利用人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，在總體的視覺(jué)效果上，各位 led 數(shù)碼管同時(shí)點(diǎn)亮。led 顯示器的位數(shù)越多，在動(dòng)態(tài)顯示時(shí)亮度越低，同時(shí)需要 cpu 用于刷新的頻率越高。動(dòng)

21、態(tài)顯示是以犧牲 cpu時(shí)間換取系統(tǒng)的低功耗和節(jié)省了系統(tǒng)資源，但使顯示亮度降低。本設(shè)計(jì)采用的就是led 數(shù)碼管的靜態(tài)顯示。led 數(shù)碼管的靜態(tài)顯示如圖 2-3 所示第二章 硬件設(shè)計(jì)9圖 2-3 led 數(shù)碼管的靜態(tài)顯示 每位 led 顯示器段選線和 74hc595 的并行輸出端相連，每一位可以獨(dú)立顯示(見(jiàn)圖 1)。在同一時(shí)間里，每一位顯示的字符可以各不相同。3.3 采用 74hc595 芯片驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管 本系統(tǒng)是采用 74hc595 顯示驅(qū)動(dòng)的濕度傳感器控制系統(tǒng)，74hc595 芯片是 74 系列芯片的一種，具有速度快、功耗小、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，可以很方便地用于單片機(jī)接口進(jìn)行驅(qū)動(dòng) led

22、的操作。顯示單元模塊是采用移位寄存器芯片 74hc595 驅(qū)動(dòng) led數(shù)碼管顯示。led 數(shù)碼管一般要通過(guò)集成電路驅(qū)動(dòng)，才能正常顯示。本系統(tǒng)采用的靜態(tài)顯示方式， 每位 led 顯示器段選線和 74hc595 的并行輸出端相連， 每一位可以獨(dú)立顯示。在同一時(shí)間里，每一位顯示的字符可以各不相同（每一位由一個(gè) 74hc595 的并行輸出口控制段選碼） 。利用 74hc595 驅(qū)動(dòng) 7 段 led 數(shù)碼管原理接線圖見(jiàn)圖 2-4。 第二章 硬件設(shè)計(jì) 10圖 2-4 利用 74hc595 驅(qū)動(dòng) 7 段 led 數(shù)碼管原理接線圖 第二章 硬件設(shè)計(jì) 113.4 元器件的布局與走線分析原理圖，需要仔細(xì)考慮元器件

23、的布局與走線，合理的布局會(huì)減少走線的難度。本設(shè)計(jì)為了方便走線，數(shù)碼管和 74hc595 采用自由連接方式（如圖 2-5 所示） ，而沒(méi)有采用順序連接方式（如圖 2-6 所示） 。這大大降低了走線難度。圖 2-5 自由連接圖 2-6 順序連接3.5 采用 led 數(shù)碼管顯示程序 靜態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)relay1 equ p0.3 relay2 equ p0.4 beep bit p1.0 led1 equ 30h ;led 數(shù)碼管最高位數(shù)據(jù)緩沖區(qū)led2 equ 31h ;從高位依次類(lèi)推led3 equ 32hled4 equ 33horg 0000h ajmp initial 第二章 硬件設(shè)計(jì) 1

24、2org 0030hinitial: clr ea clr et0 mov sp,#60h mov dptr,#desg mov r0,#00h clr p0.7clr p1.3 setb p1.2 clr p1.1setb ea setb ex1 clr px1 setb it1main: lcall start_tran ;啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換 lcall d500ms lcall d500ms acall fw_18b20 ;再發(fā)一次復(fù)位脈沖 to 18b20 acall r18b20 ;讀溫度(high byte to 45h, low to 44h)mov a,45hanl a,#000

25、00111b ; shield or disappear high 5 bits swap a ; exchange real value to high 4 bits mov 45h,a mov a,44h ; sampling low byte to acc anl a,#0f0h ;cancel half-4high-bits swap a orl a,45h ;integrate the intenal temp value to 41h mov 45h,a ;合并完畢，獲得結(jié)果 result to 45h(intege)44hmov b, #0ah div ab ;分離出十位和個(gè)位，

26、存放在 a,b 中 mov 30h,a ;高位不顯示 mov a,badd a,#10h ;小數(shù)點(diǎn)的顯示mov 31h,amov a,44h ;小數(shù)點(diǎn)位的顯示 anl a,#0fh mov dptr,#dptablemovc a,a+dptr ; ass has two digits mov 7eh,a第二章 硬件設(shè)計(jì)13anl a,#0f0h swap a mov 32h,a mov a,7eh anl a,#0fh mov 33h,a lcall disp lcall alarmajmp maindisp: push asetb rs1setb rs0mov r2,#05hdisp_l1:

27、 mov a,#05h clr c subb a,r2 ;讀取緩沖區(qū)的位置 add a,#30h mov r1,a mov a,r1 mov dptr,#desg movc a,a+dptr mov r1,#05hdisp_l2: rlc a clr p1.1 mov p1.3,c setb p1.1 djnz r1,disp_l2 djnz r2,disp_l1 clr p1.2 ;刷新顯示數(shù)據(jù) nopsetb p1.2 clr rs1 clr rs0 pop a ret4.hs1101 硬件設(shè)計(jì)第二章 硬件設(shè)計(jì)144.1 hs1101 的外形封裝形式 圖 2-7 外形封裝圖hs1101 的

28、典型回應(yīng)：表 2-1 回應(yīng)查詢表4.2 hs1101 的電壓輸出電路圖 2-8 電壓輸出電路圖5. stc12c1052 的硬件設(shè)計(jì)stc12c2052 系列單片機(jī)是宏晶科技6生產(chǎn)單時(shí)鐘/機(jī)器周期的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但速度快 812 倍，第二章 硬件設(shè)計(jì)15內(nèi)部集成 max810 專(zhuān)用復(fù)位電路，2 路 pwm，8 路高速 8 位 a/d 轉(zhuǎn)換。stc12c1052 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：圖 2-9 stc12c1052 內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)：1、增強(qiáng)型 8051 cpu，1t，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051；2、工

29、作電壓：5.5v3.4v；工作溫度：075。c/-40-85。c；3、工作速度是普通 8051 的 812 倍；4、程序空間大小為 1k 字節(jié)；5、片上集成 256 字節(jié) ram，pca/pwm 是 2 路；6、isp（系統(tǒng)可編程）/iap（應(yīng)用可編程）無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú)需專(zhuān)用仿真器，可通過(guò)串口（p3.0/p3.1）直接下載用戶程序； 7、eeprom 功能；8、看門(mén)狗；9、外部中斷 2 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，power down 模式可由外部中斷喚醒;6. ne555 時(shí)基電路設(shè)計(jì)ne555（timer ic）是一個(gè)能精確定時(shí)脈沖的高穩(wěn)度控制器，其輸出驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)225ma。在多諧

30、振蕩器7工作方式時(shí)，其輸出脈沖占空比由兩個(gè)外接電阻和一個(gè)外接電容確定；在單穩(wěn)態(tài)工作方式時(shí)，其延時(shí)時(shí)間由一個(gè)外接電阻和一個(gè)外接電容確定，可延時(shí)數(shù)微秒到數(shù)小時(shí)，工作電壓范圍：4.5vvcc18v。第二章 硬件設(shè)計(jì)16 圖 2-10 外形封裝圖引腳功能表 2-2 ne555 引腳功能功能特性： 供應(yīng)電壓/電流：4.5v-18v/3a-6a； 輸出電流：225ma，上升/下降時(shí)間 100ns;內(nèi)部框圖 圖 2-11 內(nèi)部框圖典型應(yīng)用電路:第二章 硬件設(shè)計(jì)17圖 2-12 應(yīng)用電路圖7. sch 原理圖與 pcb 電路板圖 7.1 sch 原理圖系統(tǒng)電氣原理圖見(jiàn)圖 2-13 圖 2-13 系統(tǒng)電氣原理圖

31、圖第二章 硬件設(shè)計(jì)187.2 pcb 電路板圖系統(tǒng) pcb 圖見(jiàn)圖 2-14圖 2-14 系統(tǒng) pcb 圖8.報(bào)警設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)通過(guò) led 數(shù)碼管顯示來(lái)進(jìn)行報(bào)警，使人們感官上有更好的理解，簡(jiǎn)單明晰的顯示使得人們簡(jiǎn)單明了的看到。當(dāng)濕度超過(guò)設(shè)定的上限或低于設(shè)定得下限時(shí)，數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警等級(jí)。 第三章 系統(tǒng)模塊測(cè)試19第三章 系統(tǒng)模塊測(cè)試 1.串行通信的原理串行端口本質(zhì)上是計(jì)算機(jī)的 cpu 和外部串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。當(dāng)數(shù)據(jù)從cpu 經(jīng)過(guò)串行端口發(fā)送出去時(shí)，字節(jié)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為串行的俠。而在接收數(shù)據(jù)時(shí)，串行的位則被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。在 windows 環(huán)境下，串行端口是 windows 系

32、統(tǒng)資源的一部分。如果要使用串口進(jìn)行通信，應(yīng)用程序必須在使用前向操作系統(tǒng)提出使用串口資源的申請(qǐng)（創(chuàng)建并打開(kāi)串口） ，然后進(jìn)行相應(yīng)的串口參數(shù)配置，雙方的串口才可進(jìn)行通信，通信完畢后，還必須釋放系統(tǒng)資源。2.電瓶轉(zhuǎn)換器 max3232stc12c1052 單片機(jī)接口不能直接與 pc 機(jī)的 com1 接口連接，它們之間的邏輯電平不同，需要使用一個(gè) max3232 芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。max3232 芯片為 com1 收發(fā)器，簡(jiǎn)單易用，單+5 v 電源供電，僅需外接幾個(gè)電容即可完成從 ttl 電平到 com1 電平的轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)大家把程序灌到電路板后，進(jìn)行了周密的試驗(yàn)后，都基本達(dá)到預(yù)期效果。 經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，顯

33、示模塊成功地把濕度的數(shù)值用二極管顯示出來(lái)了。3.本設(shè)計(jì)程序流程圖及部分代碼開(kāi)始初始化采樣脈沖送顯結(jié)束圖 3-1 程序流程 第三章 系統(tǒng)模塊測(cè)試20;*;*程序設(shè)計(jì)者：劉勛*;*t1_server:clr ea ;禁止所有中斷 clr tr1 ;定時(shí)器 t1 停止工作 clr tr0 ; 定時(shí)器 t0 停止工作 setb it0 ;中斷觸發(fā)方式為脈沖觸發(fā) push acc push psw mov humidity_pulse_low,tl0 mov humidity_pulse_high,th0 mov tl0,#00h mov th0,#00h ;設(shè)置計(jì)數(shù)初始植mov r0,save_rea

34、ltime_pointer ;定義指針變量 mov r0,humidity_pulse_lowinc r0 ;寄存器自加 mov r0,humidity_pulse_high inc save_realtime_pointer ;指針自加 inc save_realtime_pointer mov r1,save_realtime_pointer ;把指針值給寄存器 r1 cjne r1,#52h,fh1 ;如果 r1 不等于 52,則跳轉(zhuǎn)到 fh1 ajmp lishi1 fh1:ajmp fh lishi1:mov save_realtime_pointer,#42h ;把 42 送給指針

35、變量 clr a ;累加器 a 清零 mov humidity_accu_high,a mov humidity_accu_low,a clr c ;計(jì)數(shù)器清零 第三章 系統(tǒng)模塊測(cè)試21 mov a,humidity_cal1_low add a,humidity_cal2_low mov humidity_accu_low,a mov a,humidity_cal1_high addc a,humidity_cal2_high mov humidity_accu_high,a clr c mov a,humidity_accu_low add a,humidity_cal8_low mov

36、humidity_accu_low,a mov a,humidity_accu_high addc a,humidity_cal8_high mov humidity_accu_high,a ;采樣 8 次并把采樣值相加 clr c mov a,humidity_accu_high rrc a mov humidity_accu_high,a ;采樣值的高 8 位右移一次 mov a,humidity_accu_low rrc mov humidity_accu_low,a ;采樣值的低 8 位右移一次 clr c mov a,humidity_accu_high rrc a mov humi

37、dity_accu_high,a mov a,humidity_accu_lo第三章 系統(tǒng)模塊測(cè)試22 rrc a mov humidity_accu_low,a ;除以 8 求平均值 clr c mov a,humidity_accu_low subb a,#44h mov humidity_accu_low,a mov a,humidity_accu_high subb a,#02h mov humidity_accu_high,a ; 平均值減 580(0244h) clr c mov a,humidity_accu_high rrc a mov humidity_accu_high,a mov a,humidity_accu_low rrc a mov humidity_accu_low,a mov a,#64h clr c subb a,humidity_accu_low mov b,#0ah div ab mov 32h,a mov 33h,b mov 30h,#20h mov 31h,#20h lcall disp ;調(diào)用顯示子程序顯示，并把 30h、31h 的內(nèi)容屏蔽第四章 總結(jié)23第四章 總結(jié)經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的時(shí)間，通過(guò)實(shí)際的焊接電路，硬件程序的灌輸，基本完成了該智能濕度控制系統(tǒng)的 74hc595 顯示驅(qū)動(dòng)模塊應(yīng)用的功能，達(dá)到了預(yù)期效果。該系統(tǒng)所用的芯片