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控制單元和存儲單元電路論文
用PC機實現(xiàn)的主要功能包括單片機顯示子系統(tǒng)的(選擇顯示方式選擇,包括靜態(tài)、閃動、滾動、打字等),滾動方向選擇(包括上下滾動和左右滾動),動態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)(即文字閃動頻率、滾動速度、打字),顯示速度等。顯示采用定時器中斷方式進行行掃描,每次中斷顯示一行,定時中斷時間為1.25ms,這樣整屏的刷新率為50Hz,因而無閃爍感。實現(xiàn)動態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)的方法通常是改變定時器的中斷時間,但是當顯示速度很慢的時候,該方法容易使整屏的刷新率降低,從而使顯示內(nèi)容出現(xiàn)閃爍。因此,本設(shè)計采用一種“軟定時”方法,即在程序中命名一個變量作為“軟定時器”,以用來設(shè)定兩次動態(tài)顯示的時間間隔。在對定時中斷調(diào)用計數(shù)時,如果調(diào)用次數(shù)達到設(shè)定值,則改變顯示內(nèi)容。為保證能夠正常顯示,“軟定時器”的設(shè)定值必須大于整屏顯示周期。由于顯示屏每行顯示1.25ms,整屏顯示周期為20ms,考慮到余量的情況,可將軟定時器的設(shè)定值定在大于30ms。如此循環(huán)計數(shù),即可實現(xiàn)動態(tài)顯示。“軟定時器”的設(shè)定值可以通過上位機PC機來改變,這樣既可實現(xiàn)LED動態(tài)顯示的速度調(diào)節(jié),又可保持顯示內(nèi)容的流暢和無閃爍感。
以上提到的靜態(tài)、閃動、滾動和打字等4種顯示方式,實際上是單片機定時中斷程序進行行掃描處理的不同方法。下面將分別說明如何實現(xiàn)這4種顯示方式。靜態(tài)顯示只需在定時中斷處理程序中從顯示緩沖區(qū)調(diào)入相應(yīng)的一行顯示數(shù)據(jù),然后選中該行即可實現(xiàn)該行的顯示,如此循環(huán),便可顯示整個內(nèi)容。
閃動顯示與此類似,不同的是要間隔一個“軟定時器”的定時時間,在行掃描時,行移位寄存器的D端打入的數(shù)據(jù)全為0,可使得整屏不顯示,以確保黑屏的時間與顯示當然時間相等,從而實現(xiàn)漢字或圖符的閃動顯示。
滾動顯示要求需要顯示的內(nèi)容每隔一定時間向指定方向這里以從右向左為例移動一列,這樣顯示屏可以顯示更多的內(nèi)容。為此,需要在下次移動顯示之前對顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容進行更改,從而完成相應(yīng)點陣數(shù)據(jù)的移位操作。具體操作方法是:設(shè)置一個顯示緩沖區(qū),該區(qū)應(yīng)包括兩部分,一部分用來保存當前LED顯示屏上顯示的4個漢字點陣數(shù)據(jù);另一部分為點陣數(shù)據(jù)預(yù)裝載區(qū),用來保存即將進入LED顯示屏的1個漢字的點陣數(shù)據(jù)。滾動指針始終指向顯示屏的最右邊原點。當滾動指針移動到需要顯示的點陣數(shù)據(jù)存儲區(qū)的第1個漢字的首地址時,內(nèi)容。需要注意的是,要確保該操作能在1.25ms的中斷時間內(nèi)完成(這里STC89C516RD+采用24MHz晶振實驗證明可以實現(xiàn)該操作)。這樣,在一個掃描周期后,整個漢字將左移一列,而顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容也同時更改。由于預(yù)裝載區(qū)保存了1個漢字點陣數(shù)據(jù),即16×16點陣,所以當前顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容只能移動16列。當下一個滾動到來時,滾動指針將移動到點陣數(shù)據(jù)存儲區(qū)的下一個漢字的首地址,并在預(yù)裝載區(qū)存入該漢字的點陣數(shù)據(jù)。然后重復執(zhí)行上述操作便可實現(xiàn)滾動顯示。特殊字符或圖形的顯示與此類似,這里不再贅述。打字顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個個的出現(xiàn),如同打字的效果。設(shè)計時可采用如下方法:首先將LED顯示屏對應(yīng)的顯示緩沖區(qū)全部清零,即LED顯示空白,然后每間隔一個“軟定時器”設(shè)定的動態(tài)顯示時間,顯示緩沖區(qū)依次加入一個漢字點陣數(shù)據(jù)并進行掃描顯示,這樣就可達到打字顯示的效果。
DS1302慢速充電時鐘芯片包括實時時鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通信。實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月,月末的日期自動進行調(diào)整,還包括了閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24小時或帶AM(上午)/PM(下午)的12小時格式。使用同步串行通信,簡化了DS1302與微處理器的通信。與時鐘/RAM通信僅需三根線:(1)RST(復位)、(2)DO(數(shù)據(jù)線)和(3)SCLK(串行時鐘)。數(shù)據(jù)可以以每次一個字節(jié)或多達31字節(jié)的多字節(jié)形式傳送至時鐘/RAM或從其中送出。DS 1302設(shè)計成能在非常低的功耗下工作,消耗小于1微瓦的功率便能保存數(shù)據(jù)和時鐘信息。
傳感器部分采用美國dallas半導體公司的DS18B20.溫度測量范圍為-55℃~+125℃,DS18B20是一種繼DS1820之后新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比,它能夠直接讀出被測的溫度。DS18B20是支持“一線總線”接口的溫度傳感器,對DS18B20讀出或?qū)懭胄畔H需要一條線路,因此電路連接簡單,一條線上可同時擴展多個傳感器,以增加測量的準確性,該傳感器支持3.0V~5.5V的電壓范圍,可靠性高,體積小,更經(jīng)濟,更靈活。
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