控制单元和存储单元电路

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用PC机实现的主要功能包括单片机显示子系统的(选择显示方式选择,包括静态、闪动、滚动、打字等),滚动方向选择(包括上下滚动和左右滚动),动态显示速度调节(即文字闪动频率、滚动速度、打字),显示速度等。显示采用定时器中断方式进行行扫描,每次中断显示一行,定时中断时间为1.25ms,这样整屏的刷新率为50Hz,因而无闪烁感。实现动态显示速度调节的方法通常是改变定时器的中断时间,但是当显示速度很慢的时候,该方法容易使整屏的刷新率降低,从而使显示内容出现闪烁。因此,本设计采用一种“软定时”方法,即在程序中命名一个变量作为“软定时器”,以用来设定两次动态显示的时间间隔。在对定时中断调用计数时,如果调用次数达到设定值,则改变显示内容。为保证能够正常显示,“软定时器”的设定值必须大于整屏显示周期。由于显示屏每行显示1.25ms,整屏显示周期为20ms,考虑到余量的情况,可将软定时器的设定值定在大于30ms。如此循环计数,即可实现动态显示。“软定时器”的设定值可以通过上位机PC机来改变,这样既可实现LED动态显示的速度调节,又可保持显示内容的流畅和无闪烁感。

以上提到的静态、闪动、滚动和打字等4种显示方式,实际上是单片机定时中断程序进行行扫描处理的不同方法。下面将分别说明如何实现这4种显示方式。静态显示只需在定时中断处理程序中从显示缓冲区调入相应的一行显示数据,然后选中该行即可实现该行的显示,如此循环,便可显示整个内容。

闪动显示与此类似,不同的是要间隔一个“软定时器”的定时时间,在行扫描时,行移位寄存器的D端打入的数据全为0,可使得整屏不显示,以确保黑屏的时间与显示当然时间相等,从而实现汉字或图符的闪动显示。

滚动显示要求需要显示的内容每隔一定时间向指定方向这里以从右向左为例移动一列,这样显示屏可以显示更多的内容。为此,需要在下次移动显示之前对显示缓冲区的内容进行更改,从而完成相应点阵数据的移位操作。具体操作方法是:设置一个显示缓冲区,该区应包括两部分,一部分用来保存当前LED显示屏上显示的4个汉字点阵数据;另一部分为点阵数据预装载区,用来保存即将进入LED显示屏的1个汉字的点阵数据。滚动指针始终指向显示屏的最右边原点。当滚动指针移动到需要显示的点阵数据存储区的第1个汉字的首地址时,内容。需要注意的是,要确保该操作能在1.25ms的中断时间内完成(这里STC89C516RD+采用24MHz晶振实验证明可以实现该操作)。这样,在一个扫描周期后,整个汉字将左移一列,而显示缓冲区的内容也同时更改。由于预装载区保存了1个汉字点阵数据,即16×16点阵,所以当前显示缓冲区的内容只能移动16列。当下一个滚动到来时,滚动指针将移动到点阵数据存储区的下一个汉字的首地址,并在预装载区存入该汉字的点阵数据。然后重复执行上述操作便可实现滚动显示。特殊字符或图形的显示与此类似,这里不再赘述。打字显示要求汉字在显示屏上按从左到右的顺序一个个的出现,如同打字的效果。设计时可采用如下方法:首先将LED显示屏对应的显示缓冲区全部清零,即LED显示空白,然后每间隔一个“软定时器”设定的动态显示时间,显示缓冲区依次加入一个汉字点阵数据并进行扫描显示,这样就可达到打字显示的效果。

DS1302慢速充电时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月,月末的日期自动进行调整,还包括了闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24小时或带AM(上午)/PM(下午)的12小时格式。使用同步串行通信,简化了DS1302与微处理器的通信。与时钟/RAM通信仅需三根线:(1)RST(复位)、(2)DO(数据线)和(3)SCLK(串行时钟)。数据可以以每次一个字节或多达31字节的多字节形式传送至时钟/RAM或从其中送出。DS 1302设计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数据和时钟信息。

传感器部分采用美国dallas半导体公司的DS18B20.温度测量范围为-55℃~+125℃,DS18B20是一种继DS1820之后新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,它能够直接读出被测的温度。DS18B20是支持“一线总线”接口的温度传感器,对DS18B20读出或写入信息仅需要一条线路,因此电路连接简单,一条线上可同时扩展多个传感器,以增加测量的准确性,该传感器支持3.0V~5.5V的电压范围,可靠性高,体积小,更经济,更灵活。