2015年吉林建筑大学电子设计竞赛
线阵LED图文显示装置(E)
【本科组】
2015年5月27日
摘要
随着社会的发展,能源短缺紧张问题日益严重,电热水器、饮水机、电饭煲之类的家用电器在保温时,由于简单的温度控制系统,因而都会造成很大的能源浪费。因此,能源问题也成为最热门的话题,也是我们急需解决的。那我们从节省能源,保护环境出发,设计出本水温加热控制系统。为了完成对水温控制系统的设计,本文介绍了基于STC89C52的自动水温控制系统的设计及实现过程。该系统利用STC89C52组成最小系统,利用DS18B20组成实时测温系统,用固态继电器控制加热系统,且通过自制水位器精确的测出水位。该系统具有实时显示温度和水位、温度测量准确、温度设定灵活并能根据设定值对水的温度进行调节和控温的目的以及达到上限水位的报警功能。水温实时控制由继电器电热棒进行升温。显示部分由“人机交互界面”的12864液晶显示,增加可读性。该系统具备较高的测量精度,能较好的完成设计要求。
关键字:STC89C52 固态继电器 DS18B20 自制水位器液晶显示
目录
一、作品说明……………………………………………………2
二、系统总体设计………………………………………………4
三、硬件设计……………………………………………………6
四、软件设计……………………………………………………7
五、系统调试与分析……………………………………………8
六、课程作品制作体会…………………………………………11
线阵LED图文显示装置(E)
【本科组】
一、系统设计方案
、总体方案比较与论证
线阵LED,其实就是一个循环的LED显示,利用人的视觉滞留产生静态显示的现象。要实现这个目标,就要求延时部分做的比较小,所以采用石英晶体振荡器。而目前能够实现这种功能的器件有很多种,不同的类型的器件也能够很好的完成。
本作品本着方便、价格低廉的原则,采用单片机控制,由独立按键开关的闭合对单片机产生外部中断,从而对中断进行采集。到达一定数量便进行图象的转换。整个系统由单片机控制模块,开关及电源模块和输出显示模块三个部分构成。系统框图如下:
输出显示LED
单片机
切换开关
、主要部件原理
(1)单片机控制模块
用单片机想要控制LED显示只需要定时输出就可以,但每个人摇动的速度不一样,如何准确的并稳定的变换图案呢?这就需要用到外部中断。,一端接GND,这样的话,当线阵LED运动时LED按照程序编辑好的规律显示,而向另一边运动时LED全灭,此时一个周期就会产生一个下跳沿的信号,信号传递给单片机的nINT0产生中断,对中断的数量计数,当计到10时便转换显示的图案,当依次显示完后便回到初始状态进行循环。
,所以在每显示完一列LED后加入一段合适的延时,如5ms,每个字之间加入延时如15ms,这样,我们就能看到静态的稳定的字,并且每个字之间是有空隙的。为了让字能够在空间的中部显示,在启动中断显示后延时一段合适的时间,使棒在半圆轨迹的大约1/4处开始显示,这样看到的字方向上才比较正。
(2)亮度自动调节电路设计
通过采用TI公司的芯片TLC555与光敏电阻搭建电路。用TLC555、电容、电位器组成振荡电路产生稳定的PWM波输出。而光敏电阻的变化引起输出PWM波占空比的变化,从而改变显示亮度,实现亮度随外界环境变化而自动调节,亮度自动调节电路图见附图三。
(3)起始标志杆检测电路设计
本电路采用霍尔传感器采集数据并检测标志杆,把霍尔传感器固定到旋转平台,一块小磁铁固定到标志杆上,并与霍尔传感器水平一条线放置。当旋转平台边缘上网霍尔传感器经过标志位的小磁铁时,传感器感应到磁场发生变化,同时产生输出电压脉冲,并将此脉冲送入单片机。起始标志杆检测电路图见附图四。
系统设计
主控芯片的理论分析
经过对此系统的设计,我们重点分析了俩种控制芯片:
方案一:采用凌阳公司的16位单片机。它是16位控制器,具有体积小、驱动能力强、可靠性高、功耗低、结构简单具有语音处理、运算速度快等优点,但考虑到我们小组对这个方案采用的微处理器并不熟悉,使用起来并不是很方便,这对于硬件电路的设计和软件编程增加了难度。
方案二:采用STC89C52单片机作为主控芯片。STC89C52是一个超低功耗,高性能的51内核的CMOS 8位单片机,片内含8kB空间的可反复擦写1000次的Flash只读存储器,具有512bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个IO口,两个16位可编程定时计数器。且该系列的51单片机支持串口
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