空气温湿度检测仪毕业设计.doc

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1、毕毕业设计空气温湿度检测仪目 录第一章 引言1第二章 方案论证22.1 中央处理单元CPU的选择22.1.1常见几种单片机的比较22.1.2 中央处理单元AT89C51的确定32.1.3 AT89C51的基本结构和功能简介32.2 传感器的选择92.2.1 温度传感器选择92.2.2 湿度传感器的选择12第三章 系统的组成以及辅助电路的设计163.1 采样保持器和AD转换电路的设计163.1.1 采样保持器163.1.2 A/D转换器ADC0809173.2 键盘与显示芯片HD7279A介绍203.2.1 HD7279A芯片简介203.2.2 显示电路263.2.3 串行通讯接口电路27第四章

2、 软件设计294.1 上位机简介以及软件设计294.1.1 Visual Basic语言编程简介294.1.2 软件实现304.2 下位机软件设计34总结及致谢35参考文献36附录1 上位机软件程序清单37附录2 下位机软件程序清单41第一章 引言人类的生存和社会活动都与温度湿度密切相关。随着现代化的实现，无论是企业还是事业、无论是医疗卫生还是科学研究都很难找出一个与温度湿度无关的领域来。所以温度和湿度的测量成为日常生产生活最常见的测量活动，在市场上我们随处可见各种温湿度测量仪器，本设计就是一种简单适用的空气温度和湿度的检测仪器，它能精确实时的测量出空气的温度和相对湿度。通过装置上的LED来实

3、时显示空气的温度和湿度，其测量精度为：温度0.5湿度5%RH，除了具有记录和打印的功能外，还能通过上位机能实时显示温度变化的曲线。本设计的产品不但适用于家庭，也适用于温度范围在55150内的所有场所。如：蔬菜生产的温室、工厂等。其具有结构简单娇小、设计制造成本低、适用范围广、设计成品便于携带等优点。第二章 方案论证整个系统采用两级控制结构，由上位机和下位机组成：上位机为综合管理级，主要实现显示、记录、打印等功能；下位机为直接控制级，主要完成温湿度检测、实时显示、数据传输等功能。以8051为中央处理单元，配以外围的AD转换电路、键盘显示电路和RS-232串口等基本简单电路构成了检测器的核心控制部

4、件，在加上温度传感器和湿度传感器构成了本测量系统的下位机。上位机选用普通PC机即可，便于实现综合管理、存储数据、打印曲线及事后数据处理。下位机选用嵌入式系统，结构简单、体积小、成本低、实时性好，便于实时采集环境温度和湿度。2.1 中央处理单元CPU的选择单片机已成为电子系统中进行数据采集、信息处理、通信联络和实施控制的重要器件。通常利用单片机技术在各种系统、仪器设备或装置中，形成嵌入式智能系统或子系统。中央处理器的选择直接关系到所做系统的性能，要选择既便宜又实用的单片机款型。2.1.1常见几种单片机的比较Intel公司早期的产品8031/8051/8751。8031片内不带程序存储器ROM，使

5、用时用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373，外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改，必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除，之后再可写入。写入到外接程序存储器的程序代码没有什么保密性可言。8051片内有4K的ROM，无须外接外存储器和373，更能体现“单片”的简练。但是你编的程序你无法烧写到其ROM中，只有将程序交芯片厂代你烧写，并是一次性的，今后你和芯片厂都不能改写其内容。8751与8051基本一样，但8751片内有4k的EPROM，用户可以将自己编写的程序写入单片机的EPROM中进行现场实验与应用，EPROM的改写同样需要用紫外线灯照射一

6、定时间擦除后再烧写。由于上述类型的单片机应用的早，影响很大，已成为事实上的工业标准。后来很多芯片厂商以各种方式与Intel公司合作，也推出了同类型的单片机，如同一种单片机的多个版本一样，虽都在不断的改变制造工艺，但内核却一样，也就是说这类单片机指令系统完全兼容，绝大多数管脚也兼容；在使用上基本可以直接互换。我们统称这些与8051内核相同的单片机为“51系列单片机”。在众多的51系列单片机中，要算 ATMEL 公司的AT89C51更实用，因他不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为 ATMEL AT

7、89Cx 做的编程器均带有这些功能。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了你的劳动成果。重要的一点AT89C51目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。2.1.2 中央处理单元AT89C51的确定从多方的因素考虑论证。硬件的核心选用Atmel公司生产的AT89C51单片机。它是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个数KB的FLASH可编程、可擦除、只读存储器；它采用了CMOS工艺和Atmel公司的高密度非易失性存储器技术,而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。AT89C51是一种带4K字节闪烁可

8、编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2.1.3 AT89C51的基本结构和功能简介1. 结构框图 图2.1 89C51单片机结构框图2.存储器空间结构计算机操作的主要对象是数据，CPU是按地址控制与组织数

9、据流的。因此，地址空间结构是微机结构的一项重要内容，并直接影响其指令系统。AT89C51的存储空间（哈佛结构:程序空间与数据空间分别独立）（1）程序存储器（由PC提供地址） 外部60k内部 4kEA=1外部 4kEA=0 FFFFH 1000H 0FFFH0000H 图2.2 MCS-51的程序存储空间（2）数据存储器 1)内部数据存储器（8位地址） 2)外部数据存储器与I/O端口 外部数据存储器与外设I/O端口 FFFFH 0000H (由数据指针DPTR提供16位地址）特殊功能寄存器工作寄存器区4组R0-R7位寻址区128位数据缓冲区FFH 80H 片内RAM 7FH 30H 2FH 20

10、H 1FH 00H图2.3 89C51的数据存储空间（3）引脚及其功能1) 工作电源与地图2.4 两种时钟电路，（a）内部时钟方式，（b）外部时钟方式。Vcc（40）：电源 +5V0.5VGND（20）：地2) 时钟（图2.4）XTAL1（19）：内部振荡器输入端XTAL2（18）：内部振荡器输出端3) 并行I/O口P0.0 P0.7 (3932) 通用I/O口P0 / A0-A7 / D0-D7。P1.0 P1.7 ( 18 ) 通用I/O口P1P2.0 P2.7 (2128) 通用I/O口P2 / A8-A15P3.0 P3.7 (10-17) 通用I/O口P3 / 第二功能 P3.0 （

11、10）收 P3.1 （11）：TXD 串行口数据发送 P3.2 （12）：INT0 非外中断0 P3.3 （13）：INT1 非外中断1 P3.4 （14）： T0 计数/定时器0的外部计数脉冲输入 P3.5 （15）： T1 计数/定时器1的外部计数脉冲输入 P3.6 （16）： WR 非外部数据存储器写控制信号 P3.7 （17）： RD 非外部数据存储器读控制信号4) 控制信号 ALE（30）：输出正脉冲，1有效，外部地址锁存信号。 EA非（31）：输入，0有效，前4k选择外部程序存储器的控制信号。 PSEN非（29）：输出，0有效，访问外部程序存储器的选通信号。 WR非（16）：外部数

12、据存储器写控制信号 RD非（17）：外部数据存储器读控制信号 RST（9）：输入，高电平持续24个时钟周期有效，产生复位操作。 图2.5 上电与手动复位电路5) CPU使用的特殊功能寄存器 累加器（Acc）运算指令的目标寄存器，用于访问外部存储器的唯一寄存器。 B寄存器（B）专用于乘除法指令，亦可作通用寄存器。 程序状态字（PSW）标志寄存器 D7 D0CyACF0RS1RS0OVPCy：进位标志；位操作累加器。 AC：半进位标志。F0 ：用户标志，由用户自行设置，在程序运行中标识某种状态。 OV：溢出标志。 P：奇偶标志（标识Acc的当前奇偶状态） RS1、RS0：当前工作寄存器组编号值，可

13、在程序中设定。 堆栈指针（SP） 据指针（DPTR）u 16位寄存器，由两个8位寄存器DPH与DPL组成。u 主要作用是提供访问外部数据存储器或I/O端口的地址。u DPH与DPL可作为通用寄存器使用。 程序计数器（PC）u 即指令指针。16位寄存器，为CPU提供当前待取的指令地址。u CPU每读取一个字节的指令内容，PC即自动加一。u 复位状态为0000H。u 不能在程序中直接读或修改PC的内容。6) 特殊功能寄存器表2 特殊功能寄存器功能说明符号名地址 功 能 说 明P080HP0口锁存器，可用于数据总线与地址线低八位。SP81H堆栈指针，系统复位时SP=07H，监控初始化时SP=40H。

14、DPL82H 数据地址指针寄存器DPTR的低八位。DPH83H 数据地址指针寄存器DPTR的高八位。PCON87H电源控制寄存器,可设置节电状态。D7为波特率因子。TCON88H 定时器控制寄存器,D4-7控制定时器,D0-3与外中断有关。TMOD89H 定时器工作方式控制寄存器 TL08AH T0计数器低八位。 TL18BH T1计数器低八位。 TH08CH T0计数器高八位。TH18DH T1计数器高八位。P190H P1口锁存器。SCON98H 串行口控制寄存器。SBUF99H 串行口数据缓冲寄存器。P2A0HP2口锁存器，可用于地址总线高八位。IEA8H中断允许寄存器。P3B0HP3口

15、锁存器,各位有第二功能如TXD.RXD.INT0.INT1等。IPB8H 中断优先级寄存器。PSWD0H 程序状态字, 含状态标志位及工作寄存器组指针RSi。AccE0H 累加器。BF0H 乘除运算寄存器，也可用作八位通用寄存器。u 特殊功能寄存器只能直接寻址，寄存器名即代表其地址。u 字节地址可被8整除的特殊功能寄存器可以位寻址。其D0位的位地址与字节地址相同，后面逐位加一。3.外部中断源MCS-51单片机设有四个双向I/O端口（P0,P1,P2,P3），每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个LSTTL电路。P1,P2,P3口为准双向口，负载能力为4个LSTTL

16、电路。（1）多个外部中断源系统设计MCS-51有两个中断源，但在实际的应用系统中，外部中断请求源往往比较多。定时器中断作为外部中断使用把MCS-51的两个定时器/计数器（T0和T1）选择为计数器方式，每当T0或T1引脚上发生负跳变时，T0和T1的计数器加1。利用这个特性，可以把T0和T1引脚作为外部中断请求标志。而定时器的益出中断作为外部中断请求标志。当接在T0引脚上的外部中断请求输入线发生负跳变时，TL0加1益出，TF0被置“1”向CPU发出中断请求。同时TH0的内容自动送入TL0，使TL0恢复初始值0FFH。这样，每当T0引脚上有一次负跳变时都置“1”与TF0，向CPU发中断请求，T0引脚

17、就相当于边沿触发的外部中断请求源输入线。同理，也可以把T1引脚作类似的处理。 图2.6五个外部中断源连接（2）五个外部中断源连接中断和查询结合的方式。这种方法是把系统中多个外部中断源按它们的重要程度进行排队，把其中最高级别的中断源接到MCS-51的一个外部中断源输入端，其余的中断源用线或的方法连接到另一个外部中断输入端，并同时还接到一个I/O口。中断请求有硬件电路产生，而中断源的识别由程序查询来处理，查询顺序由中断源的优先级决定。上图为五个外部中断源的连接电路，其中设备14经OC门与INT1连接，并连接到P1.0P1.3均采用电平触发方式。设备0为最高级中断源，单独作为外部中断0的输入信号。外

18、部中断1的中断服务程序如下：INTR:PUSHPSWPUSHAJNBP1.0, DVT1JNBP1.1，DVT2JNBP1.2, DVT3JNBP1.3, DVT4INTR1：POP APOPPSWRET1DVT1： AJMP INTR1DVT2： AJMP INTR1DVT3： AJMP INTR1DVT4： AJMP INTR12.2 传感器的选择现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。传感器选择的恰当与否直接关系到整

19、个测量系统的精确度和稳定性。2.2.1 温度传感器选择近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器控制器；(3)智能温度传感器。根据系统的设计要求和从经济实用的角度来看，本系统采用了AD590作为温度传感器。AD590的简单介绍AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。实际上，中国也开发出了同类型的产品SG590。这种器件在被测温度一定时，相当于一个恒流源。该器件具有良好的线性和互换性，测量精度高，并具有消除电源波动的特性。即使电源在515V之间变化，其电流只是在1A以下作微小变化

20、。 1.AD590的功能及特性：AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。根据特性分挡AD590，的后缀以I,J,K,L,M表示。AD590L, AD590M一般用于精密温度测量电路，其电路外形如图6 所示，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端v+；2脚为电流输出端I0；3脚为管壳，一般不用。集成温度传感器的电路符号如下图所示。 V+ 1 2 31 23 V-图2.7 AD590的外形电路图和集成温度传感器电路符号2.AD590的主特性参数如下：工作电压：430V；工作温度：55150保存温度：65175；正向电压：44V；反向电压：20V；焊接温度：（10S）；

21、300；灵敏度：1A/K3.AD590的工作原理在被测温度一定时，AD590相当于一个恒流源，把它和530V的直流电源相连，并在输出端串接一个1K的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比， 此时电阻两端将会有1mV/K的电压信号。其基本电路如下图2.8所示。 I1 I2 电源 ES - UBE +图2.8 感温部分的核心电路图2.8是利用UBE特性的集成PN结传感器的感温部分核心电路。其中T1、T2起恒流作用，可用于使左右两支路的集电极电流I1和I2相等；T3、T4是感温用的晶体管，两个管的材质和工艺完全相同，但T3实质上是由N个晶体管并联而成，因而其结面积是T4的N倍。T3和T

22、4的发射结电压UBE3和UBE4经反极性串联后加在电阻R上，所以R上端电压为UBE。因此，电流I1为： I1UBE/R=(KT/q)(lnn)/R对于AD590，n=8,这样电路的总电流将与热力学温度T成正比，将此电流引至负载电阻RL上便可得到与T成正比的输出电压。由于利用了恒流特性，所以输出信号不受电源电压和导线电阻的影响。图2.8中的电阻R是在硅板上形成的薄膜电阻，该电阻已用激光修正了其电阻值，因而在基准温度下可得到1A/K的I值。4.测温电路的设计 100mV/图2.9 温度传感器的接口电路在设计测温电路时，首先应将电流转换成电压。由于AD590为电流输出元件，它的温度每升高1K，电流就

23、增加1A。当AD590的电流通过一个10K的电阻时，这个电阻上的压降为10mV/K，即转换成10mV/K，为了使此电阻精确（0.1%），可用一个9.6K的电阻与一个1K的电位器串联，然后通过调节电位器来获得精确的10K。图2.9所示是一个电流/电压和绝对/摄氏温标的转换电路，其中运算放大器A1被接成电压跟随器形式，以增加信号的输入阻抗。而运放A2的作用是把绝对温标转换成摄氏温标，给A2的同相输入端输入一个恒定的电压（如1.235V），然后将此电压放大到2.73V。这样，A1与A2输出端之间的电压即为转换成的摄氏温标。将AD590放入0的冰水混合溶液中，A1同相输入端的电压应为2.73V，同样使

24、A2的输出电压也为2.73V，因此A1与A2两输出端之间的电压：2.732.730V即对应于0。2.2.2 湿度传感器的选择湿度传感器选用是湿度传感器选用HM1500，HM1500是一种专门为那些OEM要求可靠性和精度高的测量所设计的，在基于HS1101简单电容性湿度传感器的基础上，测量值直接以线性电压的形式输出，精度达到3%RH。1.HM1500主要的特点： 体积小、带防护棒状封装。 即使浸在水里也不受影响。 可交换性极强。 高度的可靠性和长期的稳定性。 在3-7伏的电压范围内可正常工作。，以典型的1-4V电压输出表示1-100%的湿度。可在很低的温度下正常工作。在电压范围内，按比例参数调压

25、。在长时间处于饱和状态后快速脱湿反应时间快 对化学品的高抵抗性 2.HM1500工作原理：Vout晶体管振荡器传 感 器L.P.滤波器Gain 图2.10 HM1500工作原理框图3.最大参数（Ta=25除非特别注明）4.特性参数（Ta=23,Vs=5.0VDC,RL1M除非特别注明）5.HM1500的典型测量范围HM1500特别适用于在1095%RH精确测量的环境。超过范围（95%包括饱和）不会影响可靠性。 图2.11典型测量范围输出图6.HM1500模拟电压输出曲线（Vs=5V）单位：mV如果需要可以用如下的关系式做补偿： 温度效应： 非小线性补偿： 7.HM1500工作曲线如下： 图2.

26、12 HM1500工作曲线第三章 系统的组成以及辅助电路的设计整个温湿度检测系统结构框图如图1所示：串口下位机上位机图3.1 系统结构框图上位机为普通PC机，使用标准RS-232串口与下位机通讯，接收下位机发来的温度数据和湿度数据。下位机系统主要由单片机AT89C51、温度传感器AD590、湿度传感器HM1500、显示电路HD7279A和LED数码管组成，原理框图如图12所示。上位机湿度传感器HM1500AT89C51温度传感器AD590显示电路HD7279ALED数码管A/DI/O串口I/OA/D图3.2 下位机原理框图3.1 采样保持器和AD转换电路的设计3.1.1 采样保持器由于ADC0

27、809的分辨率为8位，转换时为100S，可能会由于转换的时期带来误差。因此常用集成电路芯片LF398作为采样保持器。LF398是一种反馈型采样/保持放大电路。采用双极型结型场效应管工艺，具有采样速度高，保持电压下降率低，精度高等特点，LF398的供电电压可在5V18V之间选择，8脚和7脚是两个控制端使用时7脚接参考电压，可选择不同的电平，如当7脚接地时，8脚所控制信号电平大于1.4V，LF398处于采样状态，此时输出端跟随输入端变化。当8脚为低电平时，LF398处于保持状态。 由于LF398采用的是反相输入端，因此还需要一个倒相器，选择LM324（反相比例放大器）。LF398与LM324。3.

28、1.2 A/D转换器ADC0809A/D转换器（ADC）的作用就是把模拟量转换成数字量，以便于计算机进行处理。 随着超大规模集成电路技术的飞速发展,A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。为满足各种不同的检测及控制任务的需要，大量结构不同、性能各异的A/D转换器芯片应运用而生。Adc0809是采用Cmos工艺制造的8位8通道逐次逼近式AD转换器。 1.ADC0809结构及转换原理ADC0809的结构框图如下图中所示。0809是采用逐次逼近的方法完成A/D转换的。由单一的5V电源供电；片内带有锁存功能的8路选一的模拟开关，由C、B、A的编码来决定所选的通道。0809完成一次转换需要100S左

29、右。输出具有TTL三态锁存缓冲器，连接到MCS-51的数据总线上。通过适当的外接电路， 图3.3 ADC0809转换原理图ADC0809可对05V的模拟信号进行转换。其工作过程如下：首先用指令选择0809的一个模拟输入通道，当执行MOVXDPTR，A时，产生一个启动信号给START引脚送入脉冲，开始对选中通道转换。当转换结束后发出结束信号，置EOC脚为高电平，该信号可作为中断申请信号；当读允许信号到，OE端有高电平，则可以读出转换的数字量。利用MOVX A，DPTR把该通道转换结果读到A累加器中。2.ADC0809引脚及功能ADC0809是一种逐次逼近式8路模拟输入、8位数字量输出的A/D转换

30、器。其引脚图如下图所示 图3.4 ADC0809管脚示意图 由引脚图可见，ADC0809共有28引脚，采用双列直插式封装。其主要引脚功能如下： IN0IN7：是8路模拟信号输入端。 D0D7：8位数字量输出端。 A、B、C与ALE控制8路模拟通道的切换，A、B、C分别于三根地址线或数据线相连，三者编码对应8个通道地址口。C、B、A000111分别对应IN0-IN7通道地址。 强调说明一点：ADC0809虽然有8路模拟通道可以同时输入8路模拟信号，但每个瞬间只能转换一路，各路之间的切换由软件变换通道地址实现。 OE、START、CLK为控制信号端，OE为输出允许端，START为启动信号输入端，C

31、LK为时钟信号输入端。 Vr（）和Vr（）为参考电压输入端。3.AT89C51与ADC0809的接口在讨论MCS-51与0809的接口设计之前，先来讨论单片机如何来控制ADC的问题。用单片机控制ADC时，多数采用查询和中断控制两种方法。查询法是在单片机把启动命令送到ADC之后，执行别的程序，同时对ADC的状态进行查询，以检查ADC变换是否已经结束，如查询到变换已经结束，则读入转换完毕的数据。中断控制法是在启动信号送到ADC之后，单片机执行别的程序。当ADC变换结束并向单片机发出中断请求信号时，单片机响应此中断请求，进入中断服务子程序，读入转换数据，并进行必要的数据处理，然后返回到源程序。这种方

32、法单片机无须进行转换时间的管理，CPU效率高，所以特别适用于变换时间较长的ADC。如果对转换速度要求高，采用上述两种ADC控制方式往往不能满足要求，可采用DMA接口（例如Intel公司的8237DMA控制器）。传输一开始，AD转换的数据就可以从输出的寄存器经过DMA中的数据寄存器直接传输到主寄存器，因而不必受到程序的限制。（1）软件延时方式ADC0809与89C51单片机的接口如下图中所示。 图 3.5 ADC0809与89C51单片机的接口电路由于ADC0809片内无时钟，可利用89C51提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器二分频后获得，ALE脚的频率时89C51单片机时钟频率的1/6（但

33、要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将少1个ALE脉冲）。如果单片机时钟频率采用6MHz，则ALE脚的输出频率为1MHz，再二分频后为500kHz，恰好符合ADC0809对时钟频率的要求。由于ADC0809具有输出三态锁存器，其8位数据输出引脚可直接与数据总线相连。地址译码引脚A、B、C分别与地址总线的低三位A0、A1、A2相连，以选通IN0-IN7中的一个通路。将2.7（地址总线A15）作为片选信号，在启动A/D转换时，由单片机的写信号和P2.7控制ADC的地址锁存和转换启动，由于ALE和START连在一起，因此ADC0809的锁存在锁存通道地址的同时，启动并进行转换。在读取转换结果时，用

34、低电平的读信号和P2.7脚经一或非门后，产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。由以上分析可知：在软件编写时，应令P2.7A150；A0、A1、A2给出被选择的模拟通道的地址；执行一条输出指令，启动A/D转换；执行一条输入指令，读取转换结果。 （2）中断方式ADC0809与89C51的中断方式接口电路只需要将上图中的EOC脚经过一非门连接到89C51的INT1脚即可。采用中断方式可大大节省CPU时间，当转换结束时，EOC发出一个脉冲向单片机提出中断申请，单片机响应中断请求，由外部中断1的中断服务子程序读A/D结果，并启动0809的下一个转换，外部中断1采用跳沿触发方式。3.2 键盘与

35、显示芯片HD7279A介绍3.2.1 HD7279A芯片简介1.芯片简介HD7279A硬件电路图HD7279A是一种管理键盘和LED显示器的专用智能控制芯片。它能对8位共阴极LED显示器或64个LED发光管进行管理和驱动，同时能对多达88的键盘矩阵的按键情况进行监视，具有自动消除键抖动并识别按键代码的功能，从而可以提高CPU工作的效率。HD7279A和微处理器之间采用串行接口，其接口电路和外围电路简单，占用口线少，加之它具有较高的性能价格比，因此，在微型控制器、智能仪表、控制面板和家用电器等领域中日益获得广泛的应用。HD7279A是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管的智能显示驱动芯

36、片，该芯片同时还可以连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。HD7279A内部含有译码器，可直接接受BCD码或者16进制码，并同时具有2种译码方式，此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。HD7279A具有片选信号可方便地实现多于8位的显示或多于64位的键盘接口。特点：串行接口，无需外围元件可直接驱动LED各位独立控制译码、不译码、消隐以及闪烁等属性左右移动指令具有段寻址指令，方便控制独立的LED64键键盘控制器，内含去抖动电路 图3.6 HD7279A管脚示意图2.管脚说明HD7279A的硬件电路如图3.6所示，它共有28个引脚。 RC引脚

37、用于连接HD7279A的外接振荡元件，其典型值为R=1.5k,C=15pF。RESET为复位端。该端由低电平变成高电平并保持25ms即复位结束。通常，该端接+5V即可。DIG0DIG7分别为8个LED管的位驱动输出端。SASG分别为LED数码管的A段G段的输出端。DP为小数点的驱动输出端。HD7279A片内具有驱动电路，它可以直接驱动1英吋及以下的LED数码管，使外围电路变得简单可靠。 DIG0DIG7和SASG同时还分别是64键盘的列线和行线端口，完成对键盘的监视、译码和键码的识别。在88阵列中每个键的键码是用十六进制表示的，可用读键盘数据指令读出，其范围是00H3FH。 HD7279与微处

38、理器仅需4条接口线，其中CS为片选信号（低电平有效）。当微处理器访问HD7279A（读键号或写指令）时，应将片选端置为低电平。DATA为串行数据端，当向HD7279A发送数据时，DATA为输入端；当HD7279A输出键盘代码时，DATA为输出端。CLK为数据串行传送的同步时钟输入端，时钟的上升沿表示数据有效。KEY为按键信号输出端，在无键按下时为高电平；而有键按下时此引脚变为低电平并且一直保持到键释放为止。表1所列为HD7279A的电特性。 参数符号测试条件最小值典型值最大值电源电压Vcc/V.4.55.05.5工作电流Icc/mA不接LED.35工作电流Icc/mALED全亮， ISEG=1

39、0mA.60100逻辑输入高电平Vih/V.2.0.5.5逻辑输入低电平Vil/V.0.0.8按键响应时间Tkey/ms含去抖时间101840KEY引脚输入电流Iki/mA.10KEY引脚输出电流IKO/mA.73. 控制指令1）HD7279A指令系统由6条纯指令、7条带数据指令和1条读键盘指令组成。6条纯指令为： （1） 复位指令。指令代码为A4H，其功能为清除所有显示，包括字符消隐属性和闪烁属性。 （2） 测试指令。指令代码为BFH，其功能为将所有的LED点亮并闪烁，可用于自检。 （3） 左移指令。指令代码为A1H，其功能为将所有的显示左移1位，移位后，最右位空（无显示），不改变消隐和闪烁

40、属性。 （4） 右移指令。指令代码为A0H，其功能与左移指令相似，只是方向相反。 （5） 循环左移指令。指令代码为A3H，其功能为将所有的显示循环左移1位。移位后，最左位内容移至最右位，不改变消隐和闪烁属性。 （6） 循环右移指令。指令代码为A2H，其功能与循环左移指令相似，只是方向相反。 2) 带数据指令均由双字节组成，它们是： （1） 按方式0译码下载指令 1 0 0 00 a2 a1 a0DP X X X d3 d2 d1 d0X X：无影响 第1字节为指令，其中a2,a1,a0代表显示位地址： a2,a1,a07 6 5 4 3 2 1 0显示位8 7 6 5 4 3 2 1 显示位8

41、为最高位，参见图1。 第2字节为显示内容，其中DP为小数点控制位，DP=1，小数点显示；DP=0，小数点熄灭。 d3 d2 d1 d0为数据，按方式0译码时数据和显示的关系如下：d3 d2 d1 d000H 01H 02H 03H 04H 05H 06HH 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH显示内容0 1 2345 67 8 9 - E H L P 空（2） 按方式1译码下载指令 1 1 0 0 1 a2 a1 a0DP X X X d3 d2 d1 do该指令和按方式0译码下载指令的含义基本相同。按方式1译码时数据和显示的关系如下：d3 d2 d1 d000H 01H 02H 03H 04H 05H 06HH 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH显示内容0 1 23 4 5 67 8 9 -EH L P 空（3）