毕业设计论文鸡舍温度控制系统设计.doc

《毕业设计论文鸡舍温度控制系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文鸡舍温度控制系统设计.doc（73页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、天津工业大学毕业设计（论文）鸡舍温度控制系统设计姓 名： 院(系)别： 信息与通信工程学院 专 业： 通信工程 班 级： 电子051 指导教师： 职 称： 副教授 2009年 6 月 18 日天津工业大学毕业设计（论文）任务书 题目鸡舍温度控制系统设计学生姓名学院名称信息与通信工程学院专业班级电子051课题类型应用开发型课题意义在各种通信方式中,现场总线技术从根本上突破了传统的“点对点”式的模拟信号或数字- 模拟信号控制的局限性，为真正的“分散式控制，集中式管理”提供了技术保证。 CAN 是现场总线的一种,是一种有效支持分布式控制的串行通信网络。CAN 总线通信的波特率高达1Mbs,最远通信距

2、离可达10km；CAN总线通信采用短帧结构,使得数据传输的时间短,受干扰的概率低,并且CAN总线协议有良好的检错措施,因此CAN总线通信的可靠性较高,可以应用于有较强干扰的环境。CAN总线定义网络中的每一节点对应一地址,在实际应用中,CAN总线最多可挂110个节点基于CAN总线通信对于传送的信息帧可以设定不同的优先级,并通过总线仲裁机制使高优先级的信息能够被优先、及时地传送,保证了更重要的信息能及时地被传送,从而增加了CAN 总线通信的实时性。本设计是以Freescale 08系列单片机为核心,此系列的单片机集成了CAN适配卡,因此开发过程更加方便,简洁。任务与进度要求2.233.31 完成选

3、题相关工作,查阅资料,规划设计的功能模块；熟悉相关程序；4.14.30 熟悉CodeWarrior for S12 V4.6软件,利用Protel99SE软件设计系统原理图及PCB版,确认无误后制版；5.15.31 编写软件,并调试程序,通过下载到硬件,测试是否实现既定功能.6.16.25 撰写论文,准备答辩. 主要参考文献1王宜怀,刘晓升.嵌入式技术基础与实践. 北京：清华大学出社.2007 2张伟、张颖、赵晶.电路设计与制版 Protel99SE. 北京：人民邮电出版社.2007起止日期2009年2月23日2009年6月25日备注院长 教研室主任 指导教师毕业设计（论文）开题报告表 年 月

4、 日姓名学院信息学院专业电子信息工程班级电子051题目鸡舍温度控制系统设计指导教师林志贵一、 与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义：内容：本设计是以Freescale 08系列单片机为核心，此系列的单片机集成了CAN总线适配卡,因此开发过程更加方便,简洁.由于CAN总线通信的波特率高,可靠性强,有检错能力,可控节点多,实时性强等优点使现场控制更加准确有效.目的：用CAN总线设计温度控制系统,克服了其他通信方式布线安装麻烦、可靠性差、通信距离短的缺点.使现场控制更加准确,有效. 意义：CAN总线通信的波特率高达1Mbs,最远通信距离可达10km；CAN总线通信采用短帧结构

5、,使得数据传输的时间短,受干扰的概率低,并且CAN总线协议有良好的检错措施,因此CAN总线通信的可靠性较高,可以应用于有较强干扰的环境CAN总线定义网络中的每一节点对应一地址,在实际应用中，CAN总线最多可挂110个节点基于CAN总线通信对于传送的信息帧可以设定不同的优先级,并通过总线仲裁机制使高优先级的信息能够被优先、及时地传送,保证了更重要的信息能及时地被传送,从而增加了CAN 总线通信的实时性等优点,它必将被越来越多的用户所接受.二、进度及预期结果：起止日期主要内容预期结果2.23-3.314.1-4.104.11-4.305.1-5.155.16-5.316.1-6.25查阅相关的文献

6、，学习嵌入式技术基础与实践，规划设计的功能模块熟练掌握CodeWarrior for S12 V4.6软件的使用运用Protel99SE软件进行硬件设计编写程序、调试程序测试系统撰写论文熟悉Freescale 08系列芯片及相关程序熟悉软件平台，熟悉相关程序绘制原理图及PCB版 完成程序的编写、调试完成系统测试完成论文完成课题的现有条件CodeWarrior for S12 V4.6软件、Protel 99SE软件、Freescale 08开发系统及平台审查意见指导教师： 年 月 日学院意见主管领导： 年 月 日天津工业大学毕业设计（论文）进度检查记录题目鸡舍温度控制系统设计学生姓名学院名称信

7、息与通信工程学院专业班级电子051指导教师姓名林志贵指导教师职称副教授日 期指 导 记 录2.23确定课题和任务，布置下周工作，查阅资料，了解课题的目的和意义3. 9进行课题调研并了解课题的原理，选择设计方案3. 12方案比较，确定硬件设计方案3.26确定软件模块，设计相应的流程图4.16主控MCU程序编写4.30PC端软件编写5.14对PC程序和MCU程序进行调试5.21检查工作进度，完成一些遗留问题5.28制作硬件电路，进行程序的进一步调试。撰写论文6.4规范论文写作格式，强调论文写作要点6.5交论文初稿，检查论文内容，审阅并提出修改意见6.12交论文正式稿，并对答辩做出指导6.16答辩本

8、科毕业设计（论文）中期检查表题目鸡舍温度控制系统设计学生姓名学生班级电子051指导教师填写任务书下达时间2月23日学生调研及查阅文献情况全面毕业设计（论文）原计划有无调整无学生是否按计划执行工作进度是学生是否能独立完成工作任务是学生的出勤情况及出勤考核办法每周见面一次学生每周接受指导的次数及时间一次，每周四16:00-18:00毕业设计（论文）指导记录是否齐全齐全学生的工作态度在相应选项划“”认真一般较差尚存在的问题及采取的措施：本课题需要学生熟悉C语言，能熟练使用protel和CodeWarrior IDE软件，掌握硬件设计的方法和软件编程方面的应用。目前还需要学生进一步熟悉单片机C语言进行

9、系统编程的要点，结合MC9S08AW60芯片的特点，优化设计程序，并继续查阅参考文献，为顺利完成毕业设计做好准备。指导教师签字： 2009年 5月 5日系（教研室）意见： 负责人签字：天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表（设计类）毕业设计题目鸡舍温度控制系统设计学生姓名学生班级电子051指导教师姓名林志贵评审项目指标满分评分选题能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工作量饱满，能得到较全面训练。10题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10课题调研文献检索能独立查阅文献以及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。15外文应用能正

10、确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。5设计说明书（论文）设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全合理，能正确使用国家标准单位。15设计说明书（论文）结构严谨，表达清楚，文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。15能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处理正确无差错，对实验结果的分析准确。20设计具有创新性或实用价值。10合计100意见及建议：评阅人签名： 年 月 日天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表学生姓名学院名称信息与通信工程学院专业班级电子051题目鸡舍温度控制系统设计1毕业设计（论文）指导教师评语及成绩：成绩： 指导教师签字： 年 月 日2毕业设计（

11、论文）答辩委员会评语及成绩：成绩：答辩主席（或组长）签字： 年 月 日3毕业设计（论文）总成绩：a.指导教师给定成绩b.评阅教师给定成绩c.毕业答辩成绩总成绩(a0.5+b0.2+c0.3)摘 要温度是鸡生长发育的首要条件，保持适宜的环境温度是养鸡成功的关键。鸡的理想温度育雏期为3228，育成期2025。温度过高就会引起体温升高，代谢缓慢，采食量减少，饮水量增加。鸡舍温度过低就会导致鸡群细菌感染，出现疫情。所以现代化的养鸡离不开鸡舍温度控制系统。本设计是基于CAN总线，以MC68HC908GZ60芯片为核心，通过DS18B20数字温度传感器采集温度信号，经系统运算显示温度，超出设定温度值报警的

12、智能温度控制系统。本文介绍了CAN总线的原理及技术特点，以及鸡舍温度控制系统的主要构成元件。鸡舍温度控制系统是通过多个DS18B20数字温度传感器采集温度，送到GZ60芯片运算处理，在LED上显示温度，然后定时通过CAN总线向主机发送数据，送达主机后在主机LCD上显示温度值。现场控制端与主机都能通过按键设置报警温度值，查询每个温度传感器的温度值，报警时现场端与主机都能够报警提醒，采取升降温控制。系统采用CAN总线为现场控制总线具有稳定、实时等优点，能够保证鸡舍温度在可控范围内。本文包括了硬件电路设计和软件程序流程。系统软件由主程序和被调用的各子程序组成，主程序完成初始化后，调用温度采集子程序、

13、报警子程序、键盘子程序、LED显示子程序、CAN总线子程序、LCD显示子程序。关键词：CAN总线；温度控制；温度传感器；MC68HC908GZ60ABSTRACTChicken temperature is a prerequisite for growth and development, and maintain appropriate ambient temperature is key to the success of the chicken. The ideal temperature of the chicken rearing period of 32 28 , incubat

14、ion period of 20 25 . High temperature will cause increased body temperature, slow metabolism, reduce food intake, increased water intake. Sheds temperature is too low can lead to bacterial infections in chickens, the disease appears.Therefore, modernization can not be separated from the chicken coo

15、p temperature control system. The design is based on the CAN bus to the chip as the core MC68HC908GZ60 through DS18B20 collecting temperature digital temperature sensor signal, computing by the system temperature exceeds the set alarm temperature smart temperature control system.This thesis introduc

16、es the principle of CAN bus and technical features, as well as temperature control system henhouse constitute the main components. Hen house temperature control system is through a number of digital temperature sensor DS18B20 collecting temperature, GZ60 to the processing chip in the LED display of

17、temperature, and then from time to time through the CAN bus to the host to send data, after the service host console LCD display temperature value. Control client and host the site through access keys temperature alarm settings, query the temperature of each temperature sensor value, the police at t

18、he scene when the client and the host will be able to remind the police to take control or cooling. CAN Bus system bus for on-site control of a stable, real-time, etc., to ensure temperature controlled sheds range. This article includes hardware and software design processes.System software by the m

19、ain program and calls the subroutine of the main program after the completion of initialization, the temperature acquisition subroutine calls, alarm subroutine, Subroutine keyboard, LED display subroutine, CAN bus subprogram, LCD display subroutine.Key words： CAN bus; temperature control; temperatur

20、e sensor; MC68HC908GZ60目 录第一章 绪论11.1 鸡舍温度控制系统与CAN总线11.1.1 鸡舍温度控制系统在我国的发展形式11.1.2 CAN总线的技术特点和发展前景11.2 CAN总线在温度控制系统中的应用21.3 本文内容的主要安排3第二章 系统方案设计概要和器件选择42.1 鸡舍温度控制系统介绍42.2 系统硬件选择 2.2.1 GZ60芯片 2.2.2 数字温度传感器DS18B20 2.2.3 LCD显示TC1602C 2.2.4 LED显示S03641 2.2.5 CAN总线收发器PCA82C250 2.2.6 6N137 2.2.7 MAX232 2.2.

21、8 LM2575-5 2.2.9 移位寄存器74HC5952.3 信号与引脚分配第三章 系统硬件设计3.1 主机控制部分设计 3.1.1 GZ60最小系统及复位电路模块 3.1.2 电源供给模块 3.1.3 键盘模块 3.1.4 CAN通信模块 3.1.5 串行通信接口模块 3.1.6 LCD显示模块3.2 现场控制部分设计 3.2.1 LED显示模块 3.2.2 温度采集模块 3.2.3 继电器模块3.3 端口地址分配第四章 系统软件设计4.1 设计思路4.2 设计方案 4.2.1 主程序 4.2.2 键盘模块程序 4.2.3 温度采集模块程序 4.2.4 CAN总线模块程序 4.2.5 L

22、ED显示模块程序 4.2.6 LCD显示模块程序 4.2.7 报警模块程序第五章 系统调试5.1 软件调试5.2 调试结果结论参考文献附录谢辞 天津工业大学本科毕业论文 第一章 绪论第一章 绪 论1.1 鸡舍温度控制系统与CAN总线1.1.1鸡舍温度控制系统在我国的发展形式 随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但鸡舍温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个鸡舍温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。 1.1.2 CAN总

23、线的技术特点和发展前景CAN总线网络即控制器局域网CANController Area Network）属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，其总线规范已被ISO国际标准化组织制定为国际标准，并被公认为是最有前途的现场总线之一。CAN总线的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络，广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。由于其设计成本低，通讯可靠，在电力系统中得到了广泛应用，尤其是在早期的变电站综合自动化系统建设中起了很大作用。CAN总线直接通信最远可达lOKm(传输率为5l(bps)，通信速率最高可达1Mbps(传输距离为40m)；CAN总线

24、上节点数可达110个。通信介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤；网络上任意节点可主动向其他节点发送数据。是一种多主总线，可以方便地构成多机备份系统；数据帧中的数据长度最多为8个字节，这样不仅可以满足工控领域中传送控制命令、工作状态和测量数据的一般要求，而且保证了通信的实时性；支持4种报文帧：数据帧、远程帧、出错帧、超载帧。采用短帧结构，传送时间短、受干扰概率低，且具有良好的检错功能；在每一个帧中都有CRC效验及其它检错措施，数据差错率低；网络上的节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，退出网络通信，保证总线上的其他操作不受影响。CAN总线在组网和通信功能上的优点以及它的高性能价格比决定了它

25、在许多领域都有广阔的应用前景和发展潜力。大型仪器设备系统复杂，对多种信息进行采集、处理、控制、输出等操作。如医疗器械CT断层扫描仪，为保证其可靠工作，在数据通信上要求功能块间可随意进行数据交换、通信能以广播方式进行、简单经济的硬件接口、通信线尽量少、抗干扰能力强、可靠性高并能自动进行故障识别和自动恢复。但是，这些要求长时间未能得到很好的解决，直至CAN总线技术出现才提供了一个较好的解决方法。测控系统中离不开传感器，由于各类传感器的工作原理不同，其最终输出的电量形式也各不相同，为了便于系统连接，通常要考虑将传感器的输出变换成标准电压或电流信号。即便是这样，在与计算机相连时，必须增加A/D环节。如

26、果传感器能以数字形式输出，就可以方便地与计算机直接相连，从而简化系统结构，提高精度。这种传感器与计算机相连的总线可1天津工业大学本科毕业论文 第一章 绪论称为传感器总线。实际上传感器总线仍属于现场总线，关键的问题在于如何将总线接口与传感器一体化。在广泛的工业控制领域，CAN总线可作为现场设备级的现场总线，与其它总线相比，具有很高的可靠性和性价比。这必将是CAN技术开发应用的一个主要方向。在以往的国内测控领域，由于没有更好的选择，大多采用BITBUS或RS-485作为通信总线。其不足主要有：一主多从，无冗余；数据通信为命令响应，传输率低；错误处理能力弱。采用CAN总线技术后即可解决上述问题。CA

27、N网络上任何一个节点均可作为主节点主动地与其它节点交换数据；CAN网络节点的信息帧可以分出优先级，这对于有实时性要求的控制提供了方便；CAN的物理层及数据链路层有独特的设计技术，使其在抗干扰以及错误检测等方面的性能均大大提高。CAN的上述特点使其成为诸多工业测控领域中首选的现场总线之一。1.2 CAN总线在温度控制系统中的应用温度是生产中经常碰到的控制参数之一，对温度控制的好坏直接影响产品的质量甚至产品制造的成功与失败。温度具有非线性、时变性、滞后性等特性。以温度作为被控制量的反馈控制系统。在化工、石油、冶金等生产过程的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。除了这

28、些部门之外，温度控制系统还广泛应用于其他领域，是用途很广的一类工业控制系统。温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。 温度控制系统由被控对象、测量装置、调节器和执行机构等部分构成（图1）。被控对象是一个装置或一个过程，它的温度是被控制量。测量装置对被控温度进行测量，并将测量值与给定值比较，若存在偏差便由调节器对偏差信号进行处理，再输送给执行机构来增加或减少供给被控对象的热量，使被控温度调节到整定值。测量装置是温度控制系统的重要部件，包括温度传感器和相应的辅助部分，如放大、变换电路等。测量装置的精度直接影响温度控制系统的精度，因此在高精度温度控制系统中必须采用高精度的温度

29、测量装置。温度控制系统的执行机构大多采用可控热交换器。根据调节器送来的校正后的偏差信号，调节流入热交换器的热载体（液体或气体）的流量，来改变供给（或吸收）被控对象的热量，以达到调节温度的目的。在一些简单的温度控制系统中，也常采用电加热器作为执行机构，对被控对象直接加热。通过调节电压（或电流）的大小可改变供出的热量。多数温度控制系统中被控对象在进行热交换时的温度变化过程，既是一个时间过程，也是沿空间的一个传播过程，需要用偏微分方程来描述各点温度变化的规律。因此温度控制系统本质上是一个分布参数系统。分布参数系统的分析和设计理论还很不成熟，而且往往过于复杂而难于在工程实际问题中应用。解决的途径有二：

30、一是把温度控制系统作为时滞系统来考虑。时滞较大时采用时滞补偿调节，以保证系统的稳定性。具有时滞是多数温度控制系统的特点之一。另一途径是采用分散控制方式，把分布参数的被控过程在空间上分段化，每一段过程可作为集中参数系统来控制，构成空间上分布的多站控制系统。采用分散控制常可获得较好的控制精度。多点温度控制在生产和日常生活中有着广泛的应用，如智能大厦、蔬菜大棚、恒温厂房、大中型粮仓、库房等场合。系统应能够在设定温度及变化范围内对监控对象进行温度控制。常用的温度检测方法是采用温度传感器的单片机测试装置，利用RS - 485 总线构成主从式多机通信网络，以便集中监控和管理。但是在监控范围较广、传输距离较

31、远的情况下，RS - 485 总线存在传输速率较低，抗干扰能力较差，响应速度较慢等缺点。需要采用新的技术改善原有系统中RS - 485 总线的通信问题。在各种通信方式中，面向工业控制的现场总线技术从根本上突破了传统的“点对点”式的模拟信号或数字信号控制的局限性，为真正的“分散式控制，集中式管理”提供了技术保证。CAN 是现场总线的一种，是一种有效支持分布式控制的串行通信网络。与RS - 485 相比，CAN 总线具有更强的纠错能力和实时性；低廉的成本以及主要为现场测控而设计的思想，使其在现代分布式测量与控制领域中的应用越来越广泛。CAN总线以其特有的优势用于温度控制系统极大地提高了系统的可靠性

32、、实时性，且系统开发价格较低廉，性价比高，安装维护简单。1.3 本文内容的主要安排第一章， 绪论主要介绍课题的发展形势及CAN总线技术的优势和发展情况。第二章， 完成了方案的整体设计，包括系统方案的构想和器件选择。第三章， 完成系统的硬件设计，包括主机控制和现场控制部分。第四章， 阐述系统设计思路和方案，完成系统软件设计，包括主程序和子程序。第五章， 完成系统的编译和调试。3天津工业大学本科毕业论文 第二章 系统方案设计概要和器件选择第二章 系统方案设计概要和器件选择2.1 鸡舍温度控制系统介绍该温度控制系统是通过温度传感器采集温度信号，送入单片机中再将其与单片机中的报警界限值比较，如达到报警

33、界限后就报警提示。同时通过CAN总线传到主机报警并显示温度。主机与现场端同时能控制设定报警值、显示某节点温度。其系统框图如图2-1所示： MCU(GZ60集成CAN控制器）MCU(GZ60集成CAN控制器）CAN总线指示灯（报警）继电器（温度控制）CAN总线LCD显示温度传感器键盘输入指示灯（报警）LED显示键盘输入图2-1鸡舍温度控制系统框图2.2 系统硬件选择 2.2.1 GZ60芯片本设计采用Freescale半导体公司的08系列MCU，由于08系列MCU的兼容性和通用性，并且系统设计需要用到CAN协议收发控制器，所以采用该系列中资源比较丰富的MC68HC908GZ60 MCU作为互联系

34、统的主控芯片。该芯片内部已经集成了CAN协议收发控制器，故在实现CAN接口时不需要外接CAN收发控制器，可直接与CAN总线驱动器相连，操作起来比较方便。MC68HC908GZ60 MCU是Freescale半导体公司于2004年5月推出的一款低功耗、高性能的8位MCU。该芯片内部集成了CAN协议收发控制器MSCAN08模块；具有2KB片内RAM、60KB片内FLASH；并带有10路10位A/D转换器和多达50根通用I/O引脚。其引脚如图2-2。各引脚分布如下：A口：PTA0/KBD0/AD8PTA7/KBD7/AD15，可用作键盘中断输入口和AD图2-2 GZ60引脚图采集输入口；B口：PTB

35、0/AD0PTB7/AD7,可用作AD采集输入口；C口：PTC0/CANTxPTC1/CANRx，其中PTC0、PTC1与CAN接口引脚CANTx、CANRx复用；D口：PTD0PTD7,与时钟输入捕捉复用；E口：PTE0PTE5,其中PTE0、PTE1与SCI接口引脚TXD、RXD复用；F口：PTF0PTF7G口：PTG0/AD16PTG3/AD19,PTG4PTG7;2.2.2 数字温度传感器DS18B20DS18B20温度传感器是数字温度传感器，提供9位温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需一条线。读、写和

36、完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。测量范围从-55至+125。以9位数字值方式读出温度。在1秒内把温度变换为数字。引脚说明:图2-3图2-3 DS18B20引脚引脚说明，如表2-1：表2-1DS18B20引脚说明GND地DQ数字输入输出VDD可选的VDDNC空引脚DNC不连接2.2.3 LCD显示TC1602C字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母，数字，符号等的点阵型液晶显示模块。字符型液晶显示模块是在一块双面印刷线路板上，它的一面用导电橡胶将电路与液晶显示器件连接，另一方面装配所需要的驱动器和控制器以及驱动所需的分压电路。最大工作范围：1、 逻辑工作电压（vd

37、d）：+4.5至+5.5V2、 LCD驱动电压（vdd-v0）：+4.5至+13.0V3、 工作温度：0至604、 保存温度：-55至1255、 工作电流：2.0mAmax模块接口说明如表2-2：表2-2 TC1602C接口说明引脚标号功能说明备注1Vss逻辑负电源输入引脚，0V2Vdd逻辑正电源输入引脚，+5V3VoLCD驱动电源输入引脚，大小可调LCD显示对比度一般接0V4RS数据/指令寄存器选择引脚5R/W读写选择引脚若不须读功能操作，可接地线6E读写使能引脚7-14D0-D78位数据线引脚4位总线模式下，D0-D3引脚断开15A背光电源输入引脚，+5V不带背光模块无此引脚16K背光电源

38、输入引脚，0V2.2.4 LED显示S03641LEDS03641B数码管是深圳市晶美观点科技有限公司生产的一种4位八段共阳极数码管。其原理图如图2-4所示。图2-4 共阴、共阳极数码管原理图 图2-5 S03641引脚图 8段数码管一般由8个发光二极管(LED)组成，每一个位段就是一个发光二极管。一个8段数码管分别由a、b、c、d、e、f、g位段，外加上一个小数点的位段h(或记为dp)组成。根据公共端所接电平的高低，可分为共阳极和共阴极两种，如图2-6所示。实物外型见图2-5。共阴极8段数码管的信号端高电平有效，只要在各个位段上加上相应的信号即可使相应的位段发光，比如：要使a段发光，则在a段

39、加上高电平即可。共阳极的8段数码管则相反，在相应的位段加上低电平即可使该位段发光。因而，一个8段数码管就必须有8位(即1个字节)数据来控制各个位段的亮灭。如此推算，有几个8段数码管，就必须有几个字节的数据来控制各个数码管的亮灭。这样控制虽然简单，却不切实际，MCU也不可能提供这么多的端口用来控制数码管，为此，往往是将几个8段数码管合在一起使用，通过一个称为数据口的8位数据端口来控制段位。而一个8段数码管的公共端，原来接到固定的电平(对共阴极是GND，对共阳极是Vcc)，现在接MCU的一个输出引脚，由MCU来控制，通常叫“位选信号”，而把这些由n个数码管合在一起的数码管组称为n连排数码管。这样，

40、MCU的两个8位端口就可以控制一个8连排的数码管。若是要控制更多的数码管，则可以考虑外加一个译码芯片。对于图2-7所示的4连排数码管，利用CS3 、CS2、CS1、CS0控制各个数码管的位选信号，每个时刻只能让一个数码管有效，即CS3 、CS2、CS1、CS0只能有一个为1，例如令CS3=1，CS2、CS1、CS0=000，则数据线上的数据体现在第一个数码管上，其他则不受影响。要让各个数据管均显示需要的数字，则必须逐个使相应位选信号为0，其他位选信号为1，并将要显示的一位数字送到数据线上。这种方法叫“位选线扫描法”。虽然每个时刻只有一个数码管有效，但只要延时适当，由于人眼的“视觉暂留效应”(约

41、100ms左右)，看起来则是同时显示的。2.2.5 CAN总线收发器PCA82C250PCA82C250收发器的典型应用如图3 所示协议控制器通过串行数据输出线TX 和串行数据输入线RX 连接到收发器收发器通过有差动发送和接收功能的两个总线终端CANH 和CANL 连接到总线电缆输入Rs 用于模式控制参考电压输出VREF 的输出电压是额定VCC 的0.5 倍其中收发器的额定电源电压是5V。协议控制器输出一个串行的发送数据流到收发器的TxD 引脚内部的上拉功能将TxD 输入设置成逻辑高电平也就是说总线输出驱动器默认是被动的在隐性状态中见图2 CANH 和CANL 输入通过典型内部阻抗是17k 的

42、接收器输入网络偏置到2.5V 的额定电压另外如果TxD 是逻辑低电平总线的输出级将被激活在总线电缆上产生一个显性的信号电平见图2 输出驱动器由一个源输出级和一个下拉输出级组成CANH 连接到源输出级CANL 连接到下拉输出级在显性状态中CAN_H 的额定电压是3.5V CAN_L 是1.5V。PCA82C250应用如图2-6：图2-6 PCA82C250应用示意图2.2.6 6N1376N137示意图如图2-7：图2-7 6N137引脚图6N137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850 nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运

43、放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流。特性：转换速率高达10MBit/s;摆率高达10kV/us;扇出系数为8;逻辑电平输出;集电极开路输出;工作参数：最大输入电流，低电平：250uA 最大输入电流，高电平：15mA 最大允许低电平电压(输出高)：0.8v 最大允许高电平电压：Vcc 最大电源电压、输出：5.5V 扇出(TTL负载)：8个(最多) 工作温度范围：-40C to +85C 典型应用：高速数字开关，马达控制系统和A/D转换等 需要注意的是，在6N137光耦合器的电源管脚旁应有个0.1uF的去耦电容。在选择电容类型时，应尽量选择高频特性好的电容器，如陶瓷电容或钽电容，并且尽量靠近6N137光耦合器的电源管脚；另外，输入使能管脚在芯片内部已有上拉电阻，无需再外接上拉电阻。 6N137光耦合器的使用需要注意两点：第一是6N