在焦爐機車地址顯示模塊中的應用--畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設計(論文)</b></p><p>　　題目：HD7279在焦爐機車地址顯示模塊中的應用</p><p>　　作者： 作者： </p><p>　　院別：機械工程學院 專業(yè)：機械電子工程</p><p>　　指導教師： 職稱：

2、 </p><p>　　完成時間： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要根據焦爐機車生產的實際需要而設計，采用了單片機對各功能電路驚醒控制，使整個電路具有低功耗，可靠性，小體積的特性。在設計中機車的解調譯碼電路輸出的信號通過PLC電路控制后輸入到串行口進行選通，在由a

3、t89c51編程來實現顯示控制功能。在將單片機的信號傳送到HD7279芯片中，通過HD7279的功能完成LED顯示和鍵盤接口，內部含有譯碼器，所以可以接收16進制碼，這樣就可以直接實現LED顯示控制功能。其顯示部分還包括系統(tǒng)時鐘顯示，推焦車所在室號的顯示和語音提示功能。本文還介紹了主要元器件的性能特點。</p><p>　　關鍵詞：單片機 LED數碼管 動態(tài)掃描 串行通信 SPI EDA工具 PROTEL99SE

4、</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This article mainly the actual need which produces according to the coke oven locomotive but designs, Used the monolithic integrated circuit to hav

5、e the low loss, the redundant reliability , and small volume characteristic. The signal on the locomotive circuit control to the serial port carries to pass, implemented by at89c51 programming display and control functi

6、ons. The MCU signals are sent to the HD7279 chip, through a HD7279 LED display and keyboard interface, internal decoders to receive </p><p>　　Key word: Monolithic integrated LED digital tube Dynamic scannin

7、g serial communication SPI EDA tool PROTEL99SE</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅰ</b></p><p>　　ABSTRACTⅡ</p><p><b>　　1.前 言1</b>

8、;</p><p>　　2.顯示電路的總體設計思想和框圖2</p><p>　　3.各組成電路的元器件選擇和介紹3</p><p>　　3.1 AT89C51簡介3</p><p>　　3.2 DS1302時鐘芯片6</p><p>　　3.3 Max1232串行口9</p><p>

9、　　3.4 串行口ADM202E10</p><p>　　3.5雙向收發(fā)器SN75176B11</p><p>　　3.6語音錄入與提示芯片ISD170013</p><p>　　3.7 音頻功率 TBA820M13</p><p>　　3.8顯示器驅動芯片HD727914</p><p>　　4.顯示器結構

10、與工作原理16</p><p>　　5.HD7279A控制LED顯示電路具體實現16</p><p><b>　　6.編程框圖19</b></p><p>　　6.1主程序框圖19</p><p>　　6.2翻譯報文子程序20</p><p><b>　　7.調試過程21&l

11、t;/b></p><p><b>　　結束語22</b></p><p>　　注釋、參考文獻23</p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　附錄25</b></p><p><b>　　程序25

12、</b></p><p><b>　　1.前 言</b></p><p>　　Led顯示屏作為一種新的媒體，是集光點和計算機的技術于一體的高技術產品。隨著現在的集成電路和單片機技術的快速發(fā)展，特別是單片機電路的廣泛應用使得顯示模塊得到了飛速發(fā)展，且顯示功能更加多元化了，列如時鐘、位置顯示、電壓、電流和頻率顯示等。它們已被廣泛應用于各行各業(yè)，尤其在自動化控制

13、中更加重要。</p><p>　　動態(tài)掃描顯示，利用的是視覺的暫留效應，使顯示屏的內容不斷的刷新，實際中只要使顯示屏每個發(fā)光管在1秒時間內亮24次，其余時間熄滅，視覺上不會感覺到顯示屏的閃爍而起顯示屏的功耗會大幅度下降，壽命也會延長。通過調整導通的時間與電流，可實現高亮度穩(wěn)定的顯示。</p><p>　　SPI總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口，它能使MCU與外圍的各種設備以串行方式通信用來信

14、息交換，因為SPI系統(tǒng)總線只需要3-4位控制線和數據線即可實現與有SPI總線接口的功能的各種I/O元器件進行接口，然而擴展并行總線則需要8根數據線、8-16位地址線、2-3位地址線，因此，采用SPI總線接口可以簡化電路設計，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和I/O口線，提高設計的可靠性，一次課間，在MCS51系列等不具有SPI接口的單片機組成的智能儀器和工業(yè)測控系統(tǒng)中，當傳輸速度要求不是太高時，使用SPI總線可以增加應用喜用接口器件的種類，

15、提高應用系統(tǒng)的性能。</p><p>　　感應無線通信技術是近年來開發(fā)的專門技術，用于解決煉焦、倉儲、堆料場移動車輛的地址檢測和相互通信問題，其抗干擾性能好、可靠性高、設備簡化，是發(fā)達國家目前的主流技術，有很好的發(fā)展前景。</p><p>　　本次畢業(yè)設計有著重要的意義，它是大學四年來所學專業(yè)的一次綜合，具有很強的實踐性與針對性。</p><p>　　2.顯示電路的

16、總體設計思想和框圖</p><p>　　整個電路以單片機為中心，主要是完成接收外部信號和與其他功能電路通信連接，控制各個輸入口信號和輸出控制信號，使各部分數據按順序顯示。</p><p>　　數據收發(fā)器完成對輸入信號的選通和傳輸，只有當信號達到一定值時電路才開啟否側關閉，相當于一個門電路。</p><p>　　圖1 顯示電路設計框圖</p><p

17、>　　系統(tǒng)時鐘電路：通過編程實現與單片機的通行和控制，為系統(tǒng)提供準確的時鐘顯示數據。</p><p>　　語音提示電路：通過編程實現與單片機的連接和控制，并完成語音錄入和語音提示信息存儲功能，通過程序控制其輸出其一段語音信息，并通過功率放大器放大后送到揚聲器發(fā)出提示音。</p><p>　　驅動電路：接受編程后單片機的控制信號各顯示數據，通過內部譯碼后轉化為七段數碼信號區(qū)驅動數碼管進

18、行顯示。為增加其輸出功率，還增加了一級復合管組成的功率放大器，這樣是數碼管顯示更清晰和準確。</p><p>　　3.各組成電路的元器件選擇和介紹</p><p>　　3.1 AT89C51簡介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Mem

19、ory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。為本科單片機教學主要芯片TMS320F2812，DSP原理與應用技術。</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位的微處理器，俗稱單片機。AT89C51是一種帶有2K字節(jié)閃存可以進行編程并

20、且可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除的只讀存儲器反復擦除100次。該元器件采用了ATMEL密度很高非易失存儲器的制造技術制造，和工業(yè)上的標準的MCS-51輸出管腳和指令集相兼容。由于將功能較多的8位CPU和閃爍存儲器在單個芯片中進行組合，ATMEL的AT89C51是一種效率很高的微型的控制器，AT89C2051是它一種簡單的版本。AT89C51為許多嵌入式的控制系統(tǒng)提供了高靈活性和價格便宜的方案。</p><p

21、><b>　　主要特性</b></p><p><b>　　·兼容性好</b></p><p>　　·4K字節(jié)并且可以編程的FLASH存儲器</p><p>　　·壽命：1000寫/循環(huán)</p><p>　　·數據的存留時間：10年</p>

22、<p>　　·全部靜態(tài)下工作：0Hz-24MHz</p><p>　　·三級的程序鎖定的存儲器</p><p>　　·128×8位內部RAM</p><p>　　·32位可編程I/O線</p><p>　　·有兩個16位的定時器/計數器</p><p&

23、gt;<b>　　·5個中斷源</b></p><p><b>　　·可編程的串行通道</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內振蕩器和時鐘電路</p><p>　　89C51單片機基本組成包括有:</p>

24、<p>　　一個8位的微處理器；</p><p>　　在片內的數據存儲器可讀RAM有128B，</p><p>　　21個功能特殊的寄存器SFR；</p><p>　　片內程序存儲器Flash ROM 有4KB；</p><p>　　可尋址片內外統(tǒng)一編址的64KB的ROM，</p><p>　　可尋址片外6

25、4KB的RAM；</p><p>　　4個8位并行I/O接口（P0—P3）；</p><p>　　一個全雙工通用異步串行接口UART；</p><p>　　兩個16位的定時器/計數器；</p><p>　　五個中斷源、兩個優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)；</p><p>　　具有位操作功能的布爾處理機及位尋址功能；</p&

26、gt;<p>　　片內振蕩器和時鐘產生電路。</p><p>　　圖2 AT89C51單片機引腳圖</p><p><b>　　引腳特性</b></p><p>　　電源引腳：Vcc （40腳）：電源端，接+5V電源。</p><p>　　Vss （20腳）：接地端，接+5V電源地端</p>

27、<p>　　外接晶體引腳：XTAL1和XTAL2</p><p>　　89C51內部有一個振蕩器和時鐘產生電路。 </p><p>　　XTAL1（19腳）：</p><p>　　片內振蕩電路反相放大器輸入 </p><p>　　XTAL2（18腳）：</p><p>　　片內振蕩電路反相放大器輸出當采用內部

28、時鐘時,片外連接石英晶體和微調電容，產生原始的振蕩脈沖信號。采用外部時鐘時, XTAL1輸入</p><p><b>　　圖3 晶振電路圖</b></p><p>　　外部時鐘脈沖信號, XTAL2懸空.</p><p>　　控制信號引腳：RST、ALE、PSEN、EA </p><p>　　RST (9腳) : 復位信

29、號輸入端，高電平有效。保持兩個機器周期高電平時,完成復位操作。ALE/PROG (30腳) :地址鎖存允許輸出端/編程脈沖輸入端正常時,連續(xù)輸出振蕩器頻率的1/6正脈沖信號。訪問片外存儲器時：作為鎖存P0口低8位地址的控制信號。對8751片內 ROM編程寫入時：作為編程脈沖輸入端。 PSEN (29腳): 外部程序存儲器讀選通輸出信號訪問片外ROM時,輸出負脈沖作為讀ROM選通.常連接到片外ROM芯片的輸出允許端（OE）作外部ROM的讀

30、選通信號。EA/Vpp (31腳): 外部程序存儲器地址使能輸入/編程電壓輸入端.平常,接“1”時，CPU訪問片內4KB的ROM，當地址超4KB時，自動轉向片外ROM中的程序。當接“0”時，CPU只訪問片外ROM。 </p><p>　　輸入/輸出端口引腳 P0、P1、P2、P3</p><p>　　4個8位的并行輸入/輸出端口，共32個引腳。作為通用輸入/輸出端口，P0、P

31、2和P3端口又各自有第2功能。 </p><p>　?、?通用輸入/輸出端口 </p><p>　　準雙向口: 作輸入時要先對鎖存器寫“1”。</p><p>　　P0端口（P0.0—P0.7，第39—32腳）：</p><p>　　漏極開路的準雙向口,輸出能驅動8個74LS類型的負載. </p><p>　　P1端

32、口（P1.0—P1.7，第1—8腳）：</p><p>　　內部帶上拉電阻的準雙向口,輸出能驅動4個74LS負載. </p><p>　　P2端口（P2.0—P2.7，第21—28腳）：</p><p>　　內部帶上拉電阻的準雙向口,輸出能驅動4個74LS負載. </p><p>　　P3端口（P3.0—P3.7，第10—17腳）：<

33、;/p><p>　　內部帶上拉電阻的準雙向口,輸出能驅動4個74LS負載。</p><p>　　3.2 DS1302時鐘芯片</p><p>　　DS1302是時鐘芯片，那它就有計時的作用。他和我們日常接觸的電子表差不多，可以對年月日、時分秒、星期計時。我們可以用單片機往DS1302里面寫入時間進行時間設置，也可以用單片機從DS1302中讀取時間，讀出來的時間也可以放在

34、液晶上顯示。這樣我們就可以實現一塊電子表的功能了。</p><p>　　1. DS1302封裝及引腳分布：</p><p>　　從圖我們看到DS1302有兩種封裝，一種是直插式的，另</p><p>　　一種為貼片式封裝，而且DS1302有八個管腳。介紹如下：</p><p>　　圖4 DS1302引腳圖</p><p&

35、gt;　　X1，X2-----32.768khz晶振管腳</p><p>　　GND------接地</p><p>　　Ret------復位腳</p><p>　　I/O------數據輸入/輸出引腳</p><p>　　SCLK-----串行時鐘</p><p>　　VCC1，VCC2-----電源供電管腳<

36、;/p><p>　　看了芯片的引腳圖是不是覺得挺簡單的啊! 晶振兩個腳, GND一個腳, VCC兩個腳, 我們盡需要關心的只剩下三個腳了. RST引腳的操作非常簡單，給它高電平表示啟動芯片讓芯片工作(低電平復位，高電平時芯片正常)，給它低電平表示不讓芯片工作。SCLK引腳表示時鐘引腳，它給IO引腳數據的傳輸提供時序。</p><p>　　3. DS1302的特點：</p><

37、;p>　　時鐘計數功能，可以對秒、分鐘、小時、月、</p><p>　　星期、年的計數。年計數可達到2100 年。</p><p>　　有31*8 位的額外數據暫存寄存器(即RAM，掉電丟失)</p><p>　　最少I/O 引腳傳輸，通過三引腳控制</p><p>　　工作電壓：2.0-5.5V</p><p>

38、;　　工作電流小于320 納安(2.0V)</p><p>　　讀寫時鐘寄存器或內部RAM(31*8 位的額外</p><p>　　數據暫存寄存)可以采用單字節(jié)模式(一次讀寫單個字節(jié))和突發(fā)模式(一次讀寫多個字節(jié))</p><p>　　8-pin DIP (直插封裝)或8-pin SOICs(貼片封裝)</p><p><b>　　

39、命令字 </b></p><p>　　顯示的是命令字.命令字啟動每一次數據傳輸. MSB (位 7)必須是邏輯 1. 如果是 0, 則禁止對 DS1302寫入. 位 6 在邏輯 0時規(guī)定為時鐘/日歷數據,邏輯 1時為 RAM數據. 位 1 至 位 5 表示了輸入輸出的指定寄存器.LSB (位 0) 在邏輯0時為寫操作(輸出),邏輯1時為讀操作(輸入).命令字以LSB (位 0)開始總是輸入. 如圖

40、 地址/命令 字 本地接地平面（層2） </p><p><b>　　晶振 </b></p><p>　　注意：避免外殼的陰影區(qū)域（左上線）有布線信號，除非信號線與外殼之間有接地層 </p><p>　　CE 與時鐘控制 </p><p>　　所有數據傳輸開始驅動 CE輸入高.CE輸入實現兩個功能.第一, CE 開啟

41、允許對地址/命令序列的移位寄存器進行讀寫的控制邏輯. 第二 CE 信號為單字節(jié)和多字節(jié) CE數據傳輸提供了終止的方法. 一個時鐘周期是一系列的上升沿伴隨下降沿.要輸入數據在時鐘的上升沿數據必須有效，而且在下降沿要輸出數據位.如果 CE輸入為低電平,則所有數據傳輸終止,并且 I/O 口成高阻抗狀態(tài).圖 4 顯示了數據傳輸. 在上電時, CE必須為邏輯 0直到 V CC 大于 2.0V. 同樣, SCLK 必須為邏輯 0當 CE 變成邏

42、輯 1狀態(tài). 數據輸入 輸入寫命令字的 8個SCLK周期后 ，接下來的 8個 SCLK 周期的上升沿數據字節(jié)被輸入，如不慎發(fā)生， 多余的 SCLK 周期將被忽略，數據輸入以位 0開始. </p><p><b>　　數據輸出 </b></p><p>　　輸入讀命令字的 8個SCLK周期后, 隨后的 8個 SCLK 周期的下降沿，一個數據字節(jié)被輸出。注意第一個數

43、據位的傳送發(fā)生在命令字節(jié)被寫完后的第一個下降沿.只要 CE保持高電平，若不慎發(fā)生，多余的 SCLK周期會重新發(fā)送數據字節(jié). 此操作允許連續(xù)不斷的脈沖串模式讀取能力.并且,I/O管腳在 SCLK的每個上升沿被置為三態(tài).數據輸出從位 0開始. </p><p><b>　　脈沖串模式 </b></p><p>　　通過尋址 31（十進制）存儲單元（地址/命令位 1到位

44、 5為邏輯 1），脈沖串模式可以指定時鐘/日歷或者 RAM寄存器.如前所述,位 6指定時鐘或者 RAM，位 0指定讀寫.時鐘/日歷寄存器的存儲單元 9至 31和 RAM寄存器的存儲單元 31無數據存儲能力.脈沖串模式下的讀寫從地址 0的位0開始. 在脈沖串模式下寫時鐘寄存器時，前 8個寄存器必須按順序寫要發(fā)送的數據.然而, 在脈沖串模式下寫 RAM時 ，不必寫入要發(fā)送數據的所有 31個字節(jié). 不管是否所有 31個字節(jié)都被寫入，每個寫入字

45、節(jié)都會被發(fā)送到 RAM. </p><p><b>　　時鐘/日歷 </b></p><p>　　讀取適當的寄存器字節(jié)可以得到時間和日歷信息. 表 3 說明了 RTC寄存器. 寫入適當的寄存器字節(jié)可以設置或初始化時間和日歷. 時間和日歷寄存器的內容是二進制編碼的十進制（BCD）格式的. </p><p>　　3.3 Max1232串行口<

46、;/p><p><b>　　引腳功能：</b></p><p>　　PB RST\：按鍵復位信號輸入：</p><p>　　PD：時間延時設置（當TD=0時，延時為150MS：當TD=1時，掩飾600MS；當TD=VCC時，掩飾為1.2秒。）</p><p>　　TOL：容忍輸入信號控制端；</p><p

47、><b>　　GND：接地端；</b></p><p>　　RST：在以下情況下復位信號輸出；</p><p>　　VCC電壓下降打到被選擇的電壓以下時；</p><p>　　按鍵復位端被強制為低電平時；</p><p>　　出發(fā)信號輸入在最小的開啟時間周期被不能被出發(fā)；</p><p>&

48、lt;b>　　電源被關掉后；</b></p><p>　　RST、：輸出復位信號；</p><p>　　ST=：出發(fā)信號輸入；</p><p>　　VCC：+5V電源提供輸入；</p><p><b>　　按鍵復位輸入模式：</b></p><p>　　按鍵復位端變?yōu)榈碗娖綍r間以

49、前，即按鍵復位延時。在PBRST上升到VIH時的后250MS被復位信號任然保持。一種機械式的按鍵或一個邏輯電平就能驅動PBRST的輸入端，這種按鍵復位能在芯片內部產生100UA的電流，所以不需要在接上大電阻。</p><p>　　3.4 串行口ADM202E</p><p>　　該芯片可完成對輸入模式的雙向轉化程控制，通過對信號的莊華區(qū)驅動所要的出發(fā)的引腳，主要作用是將PLC輸出的RS-2

50、32電平信號轉化為單片機所能接受的CMOS控制信號，并實現兩端通信。</p><p><b>　　引腳功能：</b></p><p>　　VCC：電源提供輸入：5V±10%；</p><p>　　V+：內部正電源提供（一般為+9V）</p><p>　　V-：內部負電源提供（一般為-9V）</p>

51、<p><b>　　GND：接地阿嬌；</b></p><p>　　TIN：驅動信號輸入端，可接受TTL/CMOS電平村準；</p><p>　　TOUT:驅動信號輸出RS-232標準電平，典型電壓為±9V：</p><p>　　RIN：接受器輸入端，只接受RS-232編制電平，內接下拉電阻被連接到地與每個輸入引腳上；&l

52、t;/p><p>　　ROUT：接收器輸出端，只輸出CMOS編制電平。</p><p>　　圖5 ADM202E引腳連接圖</p><p><b>　　參數：</b></p><p>　　所需VCC電源提供范圍：4.5V-5.5V；</p><p>　　輸入邏輯低電平：0.8V；</p>

53、<p>　　輸入邏輯高電平：2.4V；</p><p>　　CMOS輸出的低電平：1.5V；</p><p>　　CMOS輸出的高電平：3.5V；</p><p>　　接收器允許輸入信號電壓范圍：-30V-+30V；</p><p>　　接收器允許 輸入低電平為1.2V；</p><p>　　接收器允許輸入

54、高電平為1.5V；</p><p>　　RS-232發(fā)送器輸出電壓范圍：正負9V；</p><p>　　3.5雙向收發(fā)器SN75176B</p><p>　　該芯片為適應在感染環(huán)境中中線的多點傳輸而設計，可以對信號耳朵輸入和輸出進行控制，相當于與一個開關的作用。</p><p><b>　　特征：</b></p&g

55、t;<p>　　3種狀態(tài)驅動和接受輸出；</p><p>　　單獨驅動器和接受器使能；</p><p>　　較寬的正負極性總線輸入電壓范圍；</p><p>　　輸出最大驅動能力：正負60MA；</p><p>　　散熱片失效保護功能；</p><p>　　驅動時的正負涌流限制；</p>&

56、lt;p>　　接收器最少輸入阻抗：12K；</p><p>　　接收器輸入波動電壓：正負200MV；</p><p>　　只需要單獨5V電源供電；</p><p><b>　　表1驅動功能</b></p><p><b>　　參數：</b></p><p><b&

57、gt;　　表2 接收功能</b></p><p>　　3.6語音錄入與提示芯片ISD1700</p><p>　　ISD1700系列芯片是Winbond推出的單片機優(yōu)質的語音錄放電路，該芯片提供了很多新的功能，包括了內置專利的多信息的管理控制系統(tǒng)，提示的新信息（vAlert）,雙運作的模式（獨立&嵌入式），以及可以定制操作信息的指示音效。芯片里面包含了有增益的自動控制、

58、將麥克風放大的器件、驅動線路的揚聲器、內存和振蕩器等的各個方位系統(tǒng)整合功能。</p><p><b>　　★　功能特點</b></p><p>　　· 可以錄音、可以放音十萬次，內容可以儲存在斷電下保留一百年</p><p>　　· 按鍵模式和MCU串行控制模式(SPI協議)</p><p>　　&#

59、183; MIC和ANAin兩種錄音模式</p><p>　　· PWM和AUD/AUX三種放音輸出方式</p><p>　　· 可處理多達255段以上信息</p><p>　　· 有豐富多樣的工作狀態(tài)提示</p><p>　　· 多種采樣頻率對應多種錄放時間</p><p>　

60、　· 音質好，電壓范圍寬，應用靈活</p><p><b>　　★　電特性</b></p><p>　　·　工作電壓：DC2.4V～5.5V,,最高不能超過6V</p><p>　　·　靜態(tài)電流：0.5 ～1 μA</p><p>　　·　工作電流：20mA</p>

61、<p>　　3.7 音頻功率 TBA820M</p><p>　　TBA820M功放是一種整體聯合式音像放大器，雙列直插式8引腳集成塊。它可用于作為低頻B類功率放大器，可適應于較大的電壓工作范圍：3-16V，在手機中，盒式錄音機和放音機式被使用，主要特征是：可適應較大的工作電壓，較少的電壓沖擊，不會產生波形是真，較低的功耗。輸出功率為：在9V/4Ω狀態(tài)下輸出功率為1.6W和9V/8Ω狀態(tài)下輸出功率為1.

62、2W。</p><p><b>　　極限參數見表</b></p><p>　　表3 TBA820M的極限參數</p><p><b>　　引腳說明：</b></p><p>　　腳為交流反饋電容接線端；</p><p>　　腳為交直流反饋輸入端；</p><

63、;p>　　腳為交流信號輸入端；</p><p><b>　　腳為接地端；</b></p><p><b>　　腳為放大輸出端；</b></p><p><b>　　腳為電源輸入端；</b></p><p><b>　　腳為信號反饋端；</b><

64、/p><p>　　腳為交流旁路電容端；</p><p>　　3.8顯示器驅動芯片HD7279</p><p><b>　　引腳說明與接口電路</b></p><p>　　HD7279A硬件電路圖HD7279A是一種鍵盤控制和利用LED顯示器的專用控制的智能芯片。它可以對8位共陰極的LED顯示器或者64個發(fā)光二極管進行驅動與管

65、理，同時可以將多達8×8鍵盤的矩陣進行監(jiān)視，還有取消鍵抖動并識別按鍵代碼的自動功能，從而可以提供CPU工作的效率。</p><p>　　HD7279和微處理器之前見采用串行節(jié)后，其接口電路和外圍電路簡單，占用口線少，加之它具有較高的性能價格比。因此，在衛(wèi)星控制器、只能儀表、控制面板和家用電器等領域中日益獲得廣泛的應用。</p><p>　　HD7279A的硬件電路如圖1所示，它共

66、有28個應交。</p><p>　　引腳RC用于與HD7279A的外接的振蕩元件連接，典型值為R=1.5KΩ，C=15pf。RESET引腳為復位端。這端由低的電平變高的電平并保持再25ms即復位結束。一般，這端口接+5V就行。DIG0~DIG7分別是8個LED顯示管的位驅動輸出端。SA~SG端口分別為LED管的輸出端A段~G段的。DP是小數點驅動的輸出端。HD7279A單片機內有可驅動的電路，它能驅動1英時和以下

67、的LED的數碼管，使電路外圍變得可靠和簡單。DIG0~DIG7和SA~SG引腳還分別是64個鍵盤行線端口和列線，可完成監(jiān)視鍵盤、識別鍵碼和譯碼。在8×8鍵盤陣列中所有鍵的鍵碼都是十六進制表示出來的，用指令讀出，范圍是00G~3FH。</p><p>　　HD7279和微處理器只需要4條接口線，其中引腳CS是一個片選的信號（低電平有效）。當微處理器訪問HD7279A（讀鍵號和寫指令）時，應該將片選端口置低

68、電平。DATA是串行的數據端口，將數據發(fā)到HD7279時，DATA作為輸入端：當HD7279A輸出的鍵盤時，DATA作為輸出端。CLK作為串行數據傳送同步的時鐘輸入端口，數據有效為時鐘上升沿。按鍵的信號輸出端口為KEY，在沒有按鍵下時應該是高電平：而又按鍵按下時，端口變成低電平且一直要保持到鍵位釋放開為止。</p><p>　　圖5 HD7279A硬件電路圖</p><p><b&

69、gt;　　控制指令</b></p><p>　　HD7279A的指令控制系統(tǒng)是由7條帶數據的指令、6條純指令與一條讀取鍵盤的指令組成。6條純指令為：</p><p>　　復位指令。代碼是A4H，它的功能是清除所有的顯示，包括閃爍的屬性與字符的消隱屬性</p><p>　　測試指令。代碼是BFH，功能是LED所有的燈閃爍和顯示，可以作為自檢。</p&

70、gt;<p>　　左移指令。代碼為A1H，功能是把所有的顯示數據左移1位，移位后，最右為空（無顯示），不會改變閃爍與消隱屬性。</p><p>　　右移指令。代碼為A0H，功能和左移相似，方向相反。</p><p>　　循環(huán)左移指令。代碼為A3H，功能是把所有顯示數據左移一位。移位后，最左位的內容移至最右位，不改變其他屬性。</p><p>　　循環(huán)右

71、移指令。代碼為A2H，功能和左移循環(huán)指令相似，只是方向相反。</p><p>　　4.顯示器結構與工作原理</p><p>　　LED顯示器是由若干發(fā)光二極管組成，當發(fā)光二極管導通時，相應的或一個筆畫點亮。控制不同組合的二極管導通，就能顯示出各種字符。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極連在一起，當某個發(fā)光二極管的正端接高電平時，發(fā)光二極管被點亮相應的段被顯

72、示。</p><p>　　顯示器有兩種工作方式，我們采用的是共陰極動態(tài)顯示電路，它的工作原理是一位一位的輪流點亮各位顯示器。通常各位顯示器的段選線相應并聯在一起，由一個8為I/O口控制。而各位的位選線分別由相應的I/O口線的不同位控制，分時選通。LED顯示器顯示是要相應的為嘛和斷碼，當滿足條件是才會點亮，由于他是循環(huán)點亮，速度快，且是不斷循環(huán)，所有給人的感覺是同時顯示的。</p><p>

73、　　5.HD7279A控制LED顯示電路具體實現</p><p>　　本次設計是以at89c51單片機為中心，通過串行口ADM202E對信號的雙向轉換，把PLC輸出的RS-232電平信號轉化為單片機所能接收的COMS控制信號，并可把單片機的COMS信號轉化為RS-232信號，然后通過對單片機編程實現對其他部分的控制。</p><p>　　雙向收發(fā)器SN72176該芯片為適應在干擾環(huán)境中總線

74、的多點傳輸二設計，可以對信號的輸入和輸出進行控制，相當于一個門開關的作用，在本電路中可以對輸入單片機的信號進行選通和邏輯控制。</p><p>　　串行口ADM202E該芯片可完成對輸入信號的雙向轉化和控制，通過對信號的轉化去驅動所要觸發(fā)的引腳，其主要的作用是將PLC輸出的RS-232電平信號轉化單片機所能接收的COMS控制信號，并可把單片機的COMS信號轉化為RS-232信號實現其兩端的通信。</p>

75、;<p>　　ISD1700可完成語音信號載入和編輯的功能。易使用的單個錄音輸入和放音解答，優(yōu)質，原聲播放，手動開關或微型控制器放音能被脈沖或電平激活，單次錄音時間為40,60，75或120秒自動電源調整。</p><p>　　HD7279A是串行接口的芯片，同時還可以驅動8位的共陰極LED數碼管的智能的顯示芯片。HD7279A內部自帶譯碼器，能接受16位的進制碼，還有2種不同的譯碼方式與許多種控制

76、的指令，如：消隱，閃爍，左移，右移，段尋址等，可以廣泛引用在儀表儀器，工業(yè)控制，顯示器，面板的控制等領域。</p><p>　　整個信號流程：電源接通后，單片機電路進行內部的軟件連接，然后再進行整個程序的初始化過程，各芯片處于準備工作狀態(tài)，語音模塊的使能端和放音停止控制腳關閉，清顯示選通線打開看門狗喂食線，并設置好定時器模式和定時時間，打開串口中斷和語音中斷控制線，電路處于接收信號狀態(tài)。從PLC輸出的RS-232

77、控制信號經ADC202的13腳輸入后，通過內部轉換電路變?yōu)镃OMS信號送到AT89C51的10腳串行輸入口，由程序判斷軟件設置的接收完成位，如果為0半段接收錯標志位是否位1，若為1則為錯誤信號不翻譯；若為0則翻譯接收的數據，依次比較后判斷焦車所在爐號，并存儲此數據。此爐號數據用軟件進行高低位分解后送入顯示緩沖區(qū)。然后進行顯示位選銅線選擇后，從緩沖區(qū)下載數據在京尼日不譯碼后送到數碼管進行顯示，數碼顯示的為由位選通線選擇后，從緩沖區(qū)下載數據

78、用按方式0進行譯碼，在加上顯示位地址碼，此數據被送入到HD7279的8腳，在經內部譯碼后送到數碼管進行顯示，數碼顯示的為由選通線進行控制。并一方面單片機內部將語音信息裝入，并與前一次的語音提示進行比較，如無變化則不再提示，若本次語音未完成也不再提示。提示錄音共有7段，從D</p><p><b>　　6.編程框圖</b></p><p><b>　　6.1主

79、程序框圖</b></p><p><b>　　圖7 主程序流程</b></p><p>　　此流程圖可完成對語言模塊，復位模塊和顯示模塊的初始化。</p><p>　　并且對電路進行了適當的延時設置，還能對單片機的定時器模式各波特率等參數進行了設置，還使串行口處于開啟位置，為接收數據做好充分的準備工作。</p><

80、;p>　　并一方面還能完成數據接收和判斷其正確性，作為整個電路的主流通道要使電路的參數控制準確。</p><p>　　6.2翻譯報文子程序</p><p>　　圖8 翻譯報文字子程序流程</p><p>　　翻譯報文子程序可完成以下功能：</p><p>　　煤車信息辨認，通過判斷煤車信息的高位值從而確定是否為煤車的編碼信息；</

81、p><p>　　通過與對應爐號的數據比較判斷煤車所在具體位置，此程序為關鍵點，如果出現錯誤將致整個顯示過程的錯誤；</p><p>　　將接收的爐號信息轉化為數據報文；</p><p><b>　　指針返回。</b></p><p><b>　　7.調試過程</b></p><p&g

82、t;　　將單片機試驗箱的相應接口連結好。</p><p>　　將數碼管與HD7279的段碼輸出腳對應連接，并將數碼管的公共端與顯示模塊的DIG0-DIG7腳相連。將發(fā)光二極管D8-D14的陽極分別接各段碼輸出端，陰極公共端連顯示模塊的21腳。</p><p>　　集成塊其它腳用導線進行相應的聯接，接上電源。</p><p>　　打開調試程序，并開始運行程序，此時觀察

83、數碼顯示是否有數據和相應的語音提示。此時顯示位應該為0，且無語音提示。</p><p>　　由波形發(fā)生器產生一個RS-232信號輸入到ADC202E的13腳。</p><p>　　調節(jié)信號幅值和波形看顯示數據是否有變化，當有顯示是否與語音提示同步。</p><p>　　當顯示電路完成語音提示后，電路應處于等待狀態(tài)，直到輸入信號再次發(fā)生變化。</p>&

84、lt;p><b>　　結束語</b></p><p>　　本設計中采用了以單片機為控制中心，在系統(tǒng)中，硬件中采用了大量的高性能芯片，主要是使用了HD7279可以實現LED數碼管的顯示和鍵盤控制，使得電路功能完善，可完成數字顯示與語音提示等功能，軟件部分采用了新的動態(tài)編程的方法，有效的利用了硬件資源，使得功能得以實現。可以看出采用單片機作為控制器件是電路發(fā)展的趨勢，此次設計，我對單片機和

85、HD7279有了進一步的理解，編程能力也得到了提高。</p><p><b>　　注釋、參考文獻</b></p><p>　　朱宇光.單片機應用新技術教程[M]電子工業(yè)出版社，2000-04.</p><p>　　趙全利等.單片機原理及嬰童教程 機械工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　紀綱.hd7279a鍵盤顯示

86、驅動芯片及應用[J].學術期刊，2003（3）.</p><p>　　馬忠梅.單片機C語言應用程序設計[M].北京航空航天大學出版社，1997.</p><p>　　何立民.單片機應用技術選編 北京航空航天，1999.</p><p>　　何循來.高性能八位單片機AT89C51[J].學術期刊，1997-01-06.</p><p>　　[學

87、位論文]鄧越，2005年 上海交通大學</p><p>　　[期刊論文]《儀表技術》，2001年 紀鋼</p><p>　　[期刊論文]《鐵路計算機應用》，2013年 趙棟　等</p><p>　　[學位論文]郭俊亮，2006年 北京交通大學</p><p>　　[期刊論文]《電子技術》，2007年 鄧彬偉</p><p&

88、gt;　　[學位論文]王懿娜，2009年 長安大學</p><p>　　[學位論文]丁俊東，2009年 南京理工大學</p><p>　　[學位論文]李振全，2009年 河北科技大學</p><p>　　[學位論文]王永春，2002年 山東大學</p><p><b>　　致謝</b></p><p&

89、gt;　　本次畢業(yè)設計是一次綜合性很強的設計，在設計過程中遇到過很多的問題，每次我向李老師請教，李老師總是能放下手上的事為我細心講解，每次都是那么又耐心。所以我得感謝老師對我的指導，我一定不會辜負老師對我的希望，我會努力學習，用成績回報老師。歷時二個月終于寫完了論文，在這段時間里給我很多激情和收獲，尤其要感謝指導老師對我的指導和幫助。同時還要感謝同學對我論文提出的意見，我加以改正。最后還要感謝論文引用的各位學者的專著。</p>

90、;<p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　;----------------------------------------------------------------------</p><p>　　DB 0,0,0,0, 0,0,0,0,

91、0,0,0,0</p><p>　　;--------------------------------------------------------------------------ORG 0012h</p><p>　　AJMP INITSV1</p><p>　　DB 0,0,0,0, 0,0,0,0,</p><p><b&

92、gt;　　ORG 0023H</b></p><p>　　AJMP INTSV</p><p>　　DB 0,0,0,0, 0,0,0,0,</p><p>　　;--------------------------------------------------------------------------;------------------

93、--------------------------------------------------------</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p>　　MIAN:MOV SP,#70H</p><p>　　MOV PSW,#00H</p><p><b>　　MOV IE,

94、#0</b></p><p><b>　　CPL WDGI</b></p><p><b>　　MOV P1,#0</b></p><p><b>　　SETB PD</b></p><p>　　SETB VCE;語音初始化</p><p>

95、　　;--------------------------------------------------------------------------</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p><p><b>　　CLR CLK</b></p><p><b>　　CLR DAT</b></p>

96、<p>　　MOV R7,#80H</p><p>　　D25MS:ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ R7,D25MS</p><p>　　MOV A,#0A4H;發(fā)復位指令</p><p><b>　　CLR CS1</b></p><p><b>　

97、　CLR CS2</b></p><p><b>　　CLR CS3</b></p><p><b>　　CLR CS4</b></p><p>　　ACALL SEND</p><p>　　MOV P2,#0FFH;HD7279初始化</p><p>　　MOV

98、 R4，#80H</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　;--------------------------------------------------------------------------</p><p>　　MOV R0，#20H</p><p>　　MOV R7，#40H</p>

99、<p><b>　　CLR A</b></p><p>　　INT0:MOV @R0，A</p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　CPL WDGI</b></p><p>　　DJNZ TRANS</p><p

100、>　　ACALL DISP</p><p>　　;--------------------------------------------------------------------------</p><p>　　MOVTMOD,#21H;定時器1模式2</p><p>　　MOV TL1，#0FDH;定時器0模式1</p><p&g

101、t;　　MOV TH1，TL1;定時器1常數，決定波率圖</p><p>　　MOV PCON,#80H</p><p>　　SETB TR1;啟動定時器</p><p><b>　　CLR TF0</b></p><p>　　MOV SCON #0D0H;串口模式3,11位數據接受允許</p><p

102、>　　CLR RCVERR</p><p><b>　　CLR RCVOK</b></p><p>　　MOV R2，#0;校驗和清零</p><p>　　MOV R3，#0;接受字節(jié)個數清零</p><p><b>　　CLR RI</b></p><p>　　SET

103、B ES;串口中斷允許</p><p>　　SETB EX1;INT1;中斷允許</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　;--------------------------------------------------------------------------</p><p>

104、　　LOOP :CPL WDGI</p><p>　　JB RCVOK,OFRML;接收一幀，處理</p><p>　　JNB TF0，WAIT</p><p>　　SETB RCVOK</p><p>　　SETB RCVERR</p><p>　　SJMP OFRM;</p><p><

105、;b>　　WAIT:NOP</b></p><p><b>　　SJMP LOOP</b></p><p>　　OFRM:JB RCVERR,AGN;接收錯，不翻譯</p><p>　　ACALL TRANS</p><p>　　ACALL DISP</p><p>　　ACAL

106、L VOICE</p><p>　　AGN :CLR RCVOK</p><p>　　CLR RCVERR</p><p><b>　　MOV R3，#0</b></p><p><b>　　MOV R2,#0</b></p><p><b>　　SJMP WAIT

107、</b></p><p>　　;--------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>&

108、lt;b>　　NOP</b></p><p>　　;--------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　翻譯報文子程序</b></p><p>　　TRANS:MOV R0,#RCVDAT</p&

109、gt;<p>　　MOV R1，#DSPDAT</p><p>　　TRANS0：ACALL FILL0;</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　CJNE R7，#1，NOTM</p><p><b>　　DEC R0</b></p>&l

110、t;p><b>　　MOV A,@R0</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　JNZ NOTM</b></p><p>　　ACALL FILL0</p><p><b>　　CJMP CONO</b>

111、</p><p>　　NOTM:ACALL FILLI</p><p>　　CONO:INC R0</p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　MOC A,@R0</b>

112、</p><p>　　CJNE,R7#4，NOTT</p><p>　　MOV C,ACC.7</p><p>　　MOV TJJS,C</p><p>　　MOV LCDM,C</p><p><b>　　SJMP DG3</b></p><p>　　NOTT:CJNE

113、R7，#2，NOTL</p><p>　　MOV A,ACC.7</p><p>　　MOV TJJS,C</p><p>　　MOV C,ACC.2</p><p>　　MOV LCDW,C</p><p><b>　　SJMP DG3</b></p><p>　　NOT

114、L:CJNE R7，#2，DG3</p><p>　　MOV C,ACC.7</p><p>　　MOV LSBZ,C</p><p>　　MOV XCDM,C</p><p>　　MOV C,ACC.2</p><p>　　MOV XCDM,C</p><p>　　MOV C,ACC.0<

115、;/p><p>　　MOV SLLD,C</p><p>　　DG3 :CLR ACC.7</p><p><b>　　MOV @R1，A</b></p><p><b>　　INC R1</b></p><p><b>　　DEC R0</b></p

116、><p><b>　　MOV A,@R0</b></p><p><b>　　SWAP A</b></p><p><b>　　MOV @R0，A</b></p><p>　　ACALL FILLI</p><p><b>　　DEC R0<

117、/b></p><p>　　MOV A,@R0；爐號高位</p><p>　　ANL A,#0FH</p><p><b>　　JNZ DG0</b></p><p>　　MOV A,#0FH；高位為零消隱</p><p>　　DG0：MOV @R1，A</p><p&g

118、t;<b>　　INC R1</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　INC R0；指針重新回到時鐘位</p><p>　　DJNA R7,TRANS0</p><p&g