计算机控制技术-杨鹏-常用控制程序设计2教程文件

1、 河北工业大学 自动化系 计算机控制技术-杨鹏-常用控制程序设计2 河北工业大学 自动化系 随着计算机语言的不断发展，目前应用程序所用的语言也很多，如BASIC、C及汇编语言等。由于很多控制系统实时性很强，所以目前主要采用汇编语言进行程序设计。本章主要介绍微型计算机控制系统的常用程序，如巡回检测程序、数字滤波程序、标度变换程序、上下限报警程序、显示程序、面板操作程序等。它虽然不是微型机控制系统的全部，但它是最基本最常用的程序。读者学完本章后，只需根据系统的需要，把这些程序进行排列组合即可。此外这些方法亦可推广到其它微机控制系统，达到触类旁通的学习效果。 河北工业大学 自动化系 3.1 3.1

2、巡回检测程序巡回检测程序3.1.1 3.1.1 概述概述 在现代冶金、石油、化工以及电力生产过程中，往往需要测量和控制几十点甚至几百点的参数。随着电子计算机的发展，特别是利用其速度快的特点，可以用一台计算机同时对几十点进行检测，即巡回检测，如图3-1所示。 河北工业大学 自动化系 巡回检测就是对生产过程中的各个参数以一定的周期进行检查和测量，检测的结果经计算机处理后再进行显示、打印和报警，以提醒操作人员注意或直接用于控制。由于计算机具有快速、灵活和逻辑判断能力，所以可以跟据现场的变化，实现自动改变巡回检测周期和各检测点的监视定值，并在巡测中对各参数进行判断和非线性处理。 河北工业大学 自动化系

3、 由于计算机在巡视中是利用采样开关对输入通道进行逐个采样，依次处理，再逐个输出。因此，采样是计算机巡回检测的特点之一。计算机通过采样把模拟量转化为离散量，但这种离散量还不能直接进入计算机，还必须进行“量化”处理，转化为数字量后再输入到计算机中。 河北工业大学 自动化系 3.1.2 3.1.2 巡回检测举例巡回检测举例 某厂有一组退火炉，要求用一台工业控制计算机对八座炉子进行温度巡回检测，并存入SV单元，其系统原理图如图3-2所示。 河北工业大学 自动化系 (1)系统硬件：测量温度的传感器为热电偶，由于系统测量温度的范围为0-800，故选用镍铬热电偶，其输出的mV信号，经变送器转换成0-5V直流

4、信号，供A/D转换用。由于ADC0809的工作频率为500KHZ，而IBM计算机的时钟频率较高，故利用74LS393四位二进制计数器进行16分频得到500kHZ供ADC0809的时钟。A/D转换结束信号EOC送IBM计算机的IRQ2中断请求输入端，以便在A/D转换结束后，向CPU发中断请求。选择那个通道的模拟量进行转换，由地址总线A0、A1、A2的状态定。 河北工业大学 自动化系 （2）系统软件：采样的方法是先将八个通道的模拟量各采样一次，再采八 个 通 道 的 第 二次，直至第五次全采完，其数据存放方法如图3-3所示。 河北工业大学 自动化系 图3-4为系统的程序框图。主程序主要是初始化。其

5、中，05为每个炉子采5个值，0 8 为 采 八 个 炉 子 ，220H对应ADC0809的地址，采样数据存放SV单元中。 河北工业大学 自动化系 3.2 3.2 数字滤波程序数字滤波程序3.2.1 3.2.1 概述概述 由于工业控制对象的环境比较恶劣，干扰源比较多，如环境温度、电场及磁场等。因此，为了减少对采样值的干扰，提高系统的性能，一般先对采样值进行数字滤波，再进行数据处理和PID调节控制。 数字滤波，是通过一定的计算程序对采样信号进行平滑加工，提高其有用信号，消除或减少各种干扰和噪音，以保证计算机系统的可靠性。 河北工业大学 自动化系 数字滤波器与模拟RC滤波器相比其优点是： 不需增加任

6、何硬设备，只要在程序进入数据处理和控制 算法之前，附加一段数字滤波程序即可。 由于数字滤波器不需增加硬设备，所以系统可靠性高， 不存在阻抗匹配问题。 模拟滤波器通常是每个通道都有，而数字滤波器则可以多个通道共用，从而降低成本。 可以对频率很低的信号进行滤波，而模拟滤波器由于受电容容量的影响，频率不能太低。 使用灵活、方便，可根据需要选择不同的滤波方法，或改变滤波器的参数。 河北工业大学 自动化系 3.2.2 3.2.2 数字滤波方法数字滤波方法 数字滤波的方法有各种各样，我们可以根据不同的测量参数进行选择，下面介绍几种常用数字滤波方法：一、程序判断滤波一、程序判断滤波 当采样信号由于随机干扰和

7、误检测或者变送器不稳定而引起严重失真时，可采用程序判断滤波。 程序判断滤波的方法，是根据生产经验，确定出两次采样输入信号可能出现的最大偏差Y，若超过此偏差值，则表明该输入信号是干扰信号，应该去掉，若小于此偏差值，可将信号作为本次采样值。程序判断滤波根据滤波方法不同，可分为限幅滤波和限速滤波两种。 河北工业大学 自动化系 （1）限幅滤波 所谓限幅滤波就是把两次相邻的采样值进行相减，求出其增量（以绝对值表示），然后与两次采样允许的最大差值（由被控对象的实际情况决定）Y进行比较，如果小于或等于Y，则取本次采样值，如果大于Y，则仍取上次采样值，即：|YnYn-1|Y, 则Yn = Yn，取本次采样值|

8、YnYn-1|Y，则Yn = Yn -1，取上次采样值式中：Yn第n次采样值，Yn-1第n-1次采样值，Y两次采样值所允许的最大偏差，其大小取决于采样周期T及Y值的变化动态响应。 河北工业大学 自动化系 （2）限速滤波 设顺序采样时刻t1、t2、t3所采集的参数分别为y1、y2、y3，则当 |y2-y1|Y，则y2输入计算机， |y2- y1|Y，则y2不采用，但仍保留，再继续采样一次，得y3。 |y3- y2|Y，则y3输入计算机， |y3- y2|Y，则取（y2 + y3）/ 2输入计算机。 这是一种折中的方法，既照顾了采样的实时性，又照顾了不采样时的连续性。程序判断滤波程序，可用于变化较

9、慢的参数，如温度、液位等。 河北工业大学 自动化系 二、中值滤波二、中值滤波 所谓中值滤波就是对某一个被测参数连续采样n次（一般n取奇数），然后把n次的采样值从小到大（或从大到小）排队，再取中间值作为本次采样值。采用本程序滤波，对于去掉脉动性质的干扰比较有效，但对快速变化过程的参数（如流量）则不宜采用。 本程序只要改变大循环次数n，则可推广到任意次数采样值进行中值滤波。一般来说n值不能太大（一般取35即可）。 河北工业大学 自动化系 三、算术平均滤波三、算术平均滤波 该方法是把n次采样值进行相加，然后取其算术平均值，即 （3-1） 式中： Y为次采样值的算术平均值；Xi第i次采样值；n采样次数

10、。 本方法主要对压力、流量等周期脉动的采样值进行平滑加工用，但对脉冲性干扰的平滑尚不理想。因而它不适用于脉冲性干扰比较严重的场合。平均次数n，取决于平滑度和灵敏度。随着n值的增大，平滑度提高，灵敏度降低。通常流量取12次，压力取4次，温度如无噪声可不平均。nixnY11 河北工业大学 自动化系 四、加权平均滤波四、加权平均滤波 式（3-1）中所示的平均算术值，对于n次内的所有采样值，其结果中的比重是均等的，但有时为了提高滤波效果，将各采样值取不同的比例，然后再相加，此方法称为加权平均法。一个n项加权平均式为 （3-2） 式中C0、C1 Cn-1均为常数项，应满足下列关系： （3-3） 式中C0

11、、C1 Cn-1为各次采样值的系数，可根据具体情况决定，一般采样次数愈靠后，取的比例愈大，这样可增加新的采样值在平均值中的比例。inniiXCY10110niiC 河北工业大学 自动化系 五、一阶滞后滤波五、一阶滞后滤波 前面的几种滤波方法基本上属于静态滤波 ，主要适用于变化过程比较快的参数。为了提高滤波效果，通常可采用动态滤波方法，即一阶滞后滤波方法，其表达式为： （3-4） 式中：Xn第n次采样值；Yn-1上次滤波结果输出值；Yn第n次采样后滤波结果输出值；滤波平滑系数；（1-）滤波环节的时间常数；T采样周期 通常采样周期远小于滤波环节的时间常数，也就是输入信号的频率快，而滤波环节时间常数

12、相对较大，这是一般滤波器的概念，所以这种滤波方法相当于RC滤波器。1)1 (nnnYXY 河北工业大学 自动化系 六、复合滤波程序六、复合滤波程序 有时为了进一步提高滤波效果，常常采用复合滤波程序即把两种以上的滤波方法结合起来使用。如把中值滤波程序和算数平均值滤波两种结合起来，则可得到一种复合滤波程序，其方法是把n个采样值首先按大小排序，然后分别去掉k个最大值和最小值，再把剩下的值加起来，最后取平均值。即（3-5） 这种滤波兼有算术平均滤波和中值滤波的优点，它既可去掉脉冲干扰，又可对采样值进行平滑处理，因而它对快速和慢速参数均适用。knkiiXknY21 河北工业大学 自动化系 七、各种滤波方

13、法的比较七、各种滤波方法的比较 每种滤波程序都有其各自的特点，可根据具体的测量参数进行合理的选用，在选用时主要考虑以下两个方面：1. 滤波效果 一般来说，对于变化比较慢的参数如温度，可选用程序判断滤波以及一阶滞后滤波方法比较好，而对于变化比较快的脉冲参数，则可选用算术平均和加权平均滤波方法，特别是加权平均滤波比算术滤波更好。对于要求比较高的系统可选用复合滤波方法。另一方面，在算术平均滤波和加权平均滤波中，其滤波效果与所选择的次数n有关，n越大，则效果越好，但此时花费的时间也越长。 河北工业大学 自动化系 2. 滤波时间 在考虑滤波效果的前提下，尽量采用执行时间比较短的程序，如果计算机的时间允许

14、则可采用更好的复合滤波程序。 值得说明的是，数字滤波故然是消除计算机控制系统干扰的好方法，但一定要注意，并不是在任何一个系统中都需要进行数字滤波，有时不适当采用数字滤波反而适得其反，造成不良影响。因此，我们在对微型机控制系统进行设计时，到底采用哪一种滤波，或者要不要数字滤波，一定要根据实验后确定，不可千篇一律，或生搬硬套。 河北工业大学 自动化系 3.2.3 3.2.3 数字滤波程序设计数字滤波程序设计 用复合滤波方法将上节中1号退火炉的5个温度采样值（起始存放地址为SV单元）进行滤波，并存入SAMP单元。 程序设计时将5个数据从小到大排序，去掉一个最大值和一个最小值，然后求剩下3个数的算术平

15、均值。其程序框图如图3-5所示。 河北工业大学 自动化系 3.3 3.3 标度变换程序标度变换程序 生产过程中的各个参数都有不同的量纲和数值。如测温元件用热电偶或热电阻，温度单位为，且热电偶输出的电势信号也不尽相同；如测量压力用的弹性元件膜片、膜盒以及弹簧管等，其压力范围从几Pa到几十几百Mpa。而测量流量则可用节流装置等等。所有这些都经过变送器转换成A/D所能接收的信号0-5V，又由A/D转换成00-FFH（8位）的数字量。为了进行显示，记录、打印以及报警等，必须把这些数字转换成不同的量纲，以便操作人员进行监视和管理生产，这就是所谓的标度变换。 河北工业大学 自动化系 3.3.1 3.3.1

16、 线性标度变换线性标度变换1. 线性标度变换原理 对一般的生产仪表来说，标度变换的公式为(3-6)式中：A0一次测量仪表的下限；Am一次测量仪表的上限；Ax实际测量值（工程量）；N0仪表下限所对应的数字量；Nm仪表上限所对应的数字量；Nx测量值所对应的数字量。 其中，A0、Am、N0、Nm对于某一个固定的被测参数来说，他们是常数，不同的参数有不同的值。0000)(NNNNAAAAmXmX 河北工业大学 自动化系 为了使程序简单，一般把被测参数的起点A0（输入信号为0）所对应的A/D转换值为0，即N0=0，这样式（3-6）又变为 （3-7）式（3-6）和（3-7）即为参量标度变换的公式。 例如某

17、热处理炉温度测量仪表的量程为0800，在某一时刻计算机采样并经数字滤波后的数字量为CDH（设该仪表的量程是线性的）。根据式（3-7）已知，A0=0，Am=800，Nx=CDH=（205）D，Nm=FFH=（255）D。所以此时的温度为 00)(ANNAAAmXmX00205()(8000)0643255XXmmNAAAACN 河北工业大学 自动化系 2. 标度变换程序 在微型计算机控制系统中，为了实现上述转换，可把他设计成专门的子程序，把各个不同的参数所对应的A0、Am、N0、Nm存放在存储器中，然后当某一个参量需要进行标度变换时，我们只要调用标度变换子程序即可。根据式（3-6）编写的标度变换

18、程序如书84页。 河北工业大学 自动化系 3.3.2 3.3.2 非线性参数标度变换非线性参数标度变换 必须指出，上面介绍的标度变换程序，它只适用于具有线性刻度的参量，如果被测量为非线性刻度时，则其标度变换式应根据具体问题具体分析，首先求出它所对应的标度变换公式，然后再进行设计。 例如，在流量测量中，其流量与差压的公式为 （3-8）式中： G流量；K刻度系数，与流体的性质及节流装置的尺寸有 关； P节流装置的差压。PKG 河北工业大学 自动化系 我们得到测量流量时的标度变换公式： （3-9） 式中： Gx被测量的流量值；Gm流量仪表的上限值；G0流量仪表的下限值；Nx差压变送器所测得的差压值（

19、数字量）；Nm差压变送器上限所对应的数字量；N0差压变送器下限所对应的数字量。0000NKNKNKNKGGGGmXmX0000)(NNNNGGGGmXmX 河北工业大学 自动化系 式（3-9）则为流量测量中标度变换的通用表达式。对于流量测量仪表，一般下限均取零，所以此时G0=0，N0=0，故式（3-9）变为 （3-10） 式（3-10）的关键是开方计算，下面给出整数开方的计算方法。考虑n个自然数求和，根据高斯公式有 展开整理得 或令被开方数N=n2，则下式即为被开方数的近似计算公式 (3-11) mXmmXmXNNGNNGG2) 1(1nnini0212ninni02112ninni0211n

20、iNni 河北工业大学 自动化系 3.3.3 3.3.3 非线性补偿非线性补偿 在数据处理系统中，特别是用显示仪表进行显示时，我们总是希望得到均匀刻度，也就是希望系统的输出和输入呈线性关系，这样，不仅读起数来清楚方便，而且使仪表在整个刻度范围内灵敏度一致，从而便于读数及对系统进行处理。 在实际工程中，有许多参数是非线性的。如在温度测量中，热电阻及热电偶与温度的关系即为非线性关系。在流量测量中，流经孔板的差压信号与流量之间也是非线性关系。 河北工业大学 自动化系 特别是在高精度仪表及测量系统中，传感器的分散性、温度漂移，以及滞后等都会带来一定的误差。为此，必须对上述误差进行补偿和校正，以提高测量

21、精度。 在模拟仪表中，常用的校正及线性化方法，有 凸轮机构及曲线板（如在流量测量仪表中）； 非线性电位计（如对数或指数电位器）； 二极管阵列（如用多个二极管组成开方器）； 运算放大器（如各种对数、指数、三角函数运算放大器等）； 河北工业大学 自动化系 所有这些方法均属于硬件补偿，这种方法不但成本高，使设备更加复杂，而且对有些误差的补偿是极为困难的，有些甚至是不可能的。然而，在微型机化的智能仪表和控制系统中，用软件代替硬件进行校正，不仅能节省大量的硬件开支，而且精度也大为提高，因而得到了广泛地应用。在这一节里，主要讲述使用微型机对非线性及静态误差进行修正的方法。1.线性插值法（1）线性插值原理设

22、某传感器的输出特性曲线，如图3-6所示。 河北工业大学 自动化系 显然，当我们已知某一输入值后，要想输出值Y并非容易之事，因为其 的函数并不是简单的线性方程。为此，我们可将该曲线按一定要求分成若干段，然后把相邻两分段点用直线连接起来（如图中虚线所示），用此直线代替各段的曲线，即可求出输入值X所对应的输出值y。例如，设x在（ ）区间内，则其对应的逼近值为 （3-12）)(tfY 1,iiXX)(11iiiiiixxxxyyyy 河北工业大学 自动化系 将上式进行简化，可得 （3-13）和 （3-14）其中 （为第i段直线的斜率）式（3-13）是点斜式方程，而式（3-14）为截距式直线方程。在上述

23、两式中，只要n取得足够大，即可获得良好的精度。)(iiixxkyyxkyyii0iiiiXkyy0iiiiixxyyk11 河北工业大学 自动化系 (2)线性插值的计算机实现方法 以点斜式直线方程式（3-13）为例线性插值的方法: 第一步，用实验法测出传感器的变化曲线。 第二步，将上述曲线进行分段，选取各插值基点。 第三步，确定并计算出各插值点Xi 、Yi值及两相邻插值点间的拟合直线的斜率ki，并存放在存储器中。 第四步，计算 。 第五步，找出x所在的区间（ ），并取出该段的斜率k。 第六步，计算 。 第七步，计算结果 。ixx 1,iixx)(iixxk)(iiixxkyy 河北工业大学 自

24、动化系 2. 非线性补偿应用举例 在温度测量中大量使用的热电偶，其输出热电势与被测温度之间是非线性关系（如图3-7所示），而且不同种类的热电偶的非线性程度也不同，这就要求在进行热电偶非线性补偿之前，必须根据实际情况选择不同的补偿公式，以适应不同种类的热电偶。 河北工业大学 自动化系 在第一节的例子中，退火炉的温度（0-800）检测采用K型热电偶，经过150倍两级放大，变成0-5V的标准电压信号，再经过A/D转换变为0-FFH的数字信号。其热电势V与温度t之间的分度值如表3-1所示。可以看出，热电偶温度与mV变化曲线比较平缓，故可采用线性插值法进行补偿。 河北工业大学 自动化系 采用等距分段法每

25、一段，共分为16段，其中第i段的线性插值计算公式为： 设检测值已存放在SAMP对应的单元中，各分点的mV值V1V16已分别存放在VLT对应的连续的单元中，各分点的温度已存放在TMP对应的内存单元中。16, 2 , 1)(1111iVVVVttttiiixiiix 河北工业大学 自动化系 3.4 3.4 上、下限报警程序上、下限报警程序 为了安全生产，在微型计算机控制系统中，对于重要的参数一般都设有上下限检查及报警系统，以便提醒操作人员注意或采取紧急措施。有些报警系统要求不但能发出声光报警信号，而且还带有打印输出（如记下报警的参数，时间等），并能自动进行处理，并自动切换到手动操作等等。报警程序的

26、设计是比较简单的，它主要是采用比较法，把采样并经数字滤波以及标度变换后的被测参数值与给定的上下限值进行比较，如果大于上限或者小于下限，则输出报警信号或进行自动处理。 河北工业大学 自动化系 设某温度巡回检测系统，共有4个回路，每个回路都有一个上限和下限报警值，分别为XMAXi和XMINi。设经标度变换后的各回路参数存放在以DATA为首地址的内存单元中，其内存分配及报警信号的安排如表3-2和图3-9所示。 河北工业大学 自动化系 河北工业大学 自动化系 该程序采用顺序比较法，即首先取出1#炉的上限报警值XMAX1进行比较，如果X1XMAX1，则转1#炉上限报警，否则再检查X1是否小于下限报警值X

27、MIN1，如果X1 XMIN1则转下限报警。1#炉上下限报警处理完毕（或无报警），再转2#炉报警处理，其方法与1#炉相同，如此下去，直到把四个炉子全部处理完毕，则返回主程序。 河北工业大学 自动化系 根据上 述 要 求其 报 警 程序 流 图 如图3-10所示。 河北工业大学 自动化系 3.5 3.5 数码管显示程序数码管显示程序 在自动控制系统中，常常需要显示数字、文字或符号。为了方便，现在已经把发光二极管作成固体显示器件，用以显示数字、文字或符号。这种器件一般由七段组成，有的还外加一个小数点。 其中每一段可由一个或几个发光二极管组成。显示器有两种接法，一是阴极全部接地（见图3-11（a），

28、称为共阴极接法；另一种是阳极全接高电平（见图3-11（b）所示），称为共阳极接法。3.5.1 3.5.1 LEDLED数码显示器数码显示器 河北工业大学 自动化系 表 3-3 十进制数的七段表示法 十六进制表示 十进制数码 共阴极 共阳极 0 3F 40 1 06 79 2 5B 24 3 4F 30 4 66 19 5 6D 12 6 7D 02 7 07 78 8 7F 00 9 67 18 表 3-4 大写字母的七段表示法 十六进制表示 字母 共阴极 共阳极 A 77 08 C 39 46 E 79 06 F 71 0E H 76 09 I 06 79 G 1E 61 L 38 47 O

29、 3F 40 P 73 0C U 3E 41 Y 66 19 河北工业大学 自动化系表 3-5 小写字母及特殊符号 十六进制表示 字母 共阴极 共阳极 b 7C 03 c 58 27 d 5E 21 h 74 0B n 54 2B o 5C 23 r 50 2F u 1C 63 - 40 3F ? 53 3C 在共阳极显示器中，当某一阴极上有逻辑“0”时，其LED上有一定的电流流过，该段便发光。而在共阴极接法中，当某一阳极上有逻辑“1”时，该段便发光。故可知，共阳极接法为负逻辑，共阴极接法为正逻辑。 利用七段数码管不但可以显示数字，而且可以显示字母和符号，它们的代码如表3-3、表3-4、表3-

30、5所示。 河北工业大学 自动化系 为便于现场操作人员直接掌握生产过程，所以通常采用BCD码进行显示。但由于七段LED数码管的显示模型与BCD码不一样，因此在数据被传送之前，必须把BCD码变成七段数码的显示模型。例如，BCD数0010（2），其显示模型为5BH。因此，如何从BCD码求出显示模型，这便是显示程序设计中的关键问题。 解决这个问题的方法有两种，一种是用软件查表法，另一种则是硬件译码法。 河北工业大学 自动化系 硬件译码程序比较简单，只需把要显示的BCD数取出来，从相应的接口送到译码器中即可。但这种方法比较贵，且线路比较复杂。用软件实现十进制显示电路比较简单，但程序设计比较复杂。因此，到

31、底用哪一种显示方法，要根据系统的要求，综合考虑后再确定。通常，当系统CPU的时间比较富裕时，可采用软件方法，而当系统实时性要求比较强时则可采用硬件显示的办法。 这两种方法都属于静态显示，他们之间的差别只是求字模的方法不同而已。 河北工业大学 自动化系 3.5.2 3.5.2 静态显示静态显示一、软件查表法 用软件的显示不需要译码器，而直接将数码管经锁存器和CPU相连。CPU先将要显示的数据通过查表得到显示字模，然后输出到锁存器，在更新显示数据之前，不需要CPU再进行显示管理，这样CPU用于显示管理的时间只是查表和输出显示字模的时间，这种显示方法的硬件和软件的开销都不大，适合少量数码管显示。 河

32、北工业大学 自动化系 实现两位十进制数显示的接口电路如图3-12所示。8255作为锁存器分别存放高、低位显示字模，经过同相驱动器74LS07来驱动LED数码管，图中限流电阻必不可少，一般发光二极管和驱动器的压降为2V左右，若限定发光二极管的电流为10mA，则限流电阻大小应为 3001025mAVV 河北工业大学 自动化系 该程序的设计思想是先显示高位，再显示低位，为了求出BCD码显示字模模型，首先把0-9十进制数的字模存放在以TABLE为首地址的单元中，然后用查表指令从该地址中取出要显示的BCD数的显示字模，并从相应的端口输出即可。 河北工业大学 自动化系 二、硬件译码法 另一种静态显示方法是

33、由硬件译码器代替软件查表求出显示字模，这样可进一步节省CPU用于显示的时间，但硬件开销较大。随着大规模集成电路的发展，各种各样的译码、驱动及显 示 模 块 相 继 问 世 。 典 型 芯 片 有74LS47七段共阳LED数码管BCD码译码器/驱动器。实现两位LED数码管显示的接口电路如图3-12所示。 河北工业大学 自动化系 3.5.3 3.5.3 动态显示动态显示 动态显示是利用扫描的方法不断对每一位LED数码管依次进行显示驱动。动态显示方法的优点是硬件开销小、成本低、适合多位LED数码管显示。但由于扫描占用了大量CPU的时间，使软件开销过大。一些简单的微机数显装置，特别是单板机、单片机开发

34、系统大多采用这种显示方法。下面介绍两种动态LED数码管显示驱动电路。 河北工业大学 自动化系 1. 共阴LED数码管显示 6位共阴LED数码管显示硬件电路如图3-14所示。两个74LS273分别完成段数据锁存（地址211H）和位数据锁存（地址210H）,段驱动和位驱动分别由74LS07和74LS452完成。其显示程序由拆字程序和循环显示程序组成。 河北工业大学 自动化系 2.共阳LED数码管显示 6 位 共 阳LED数码管显示硬件电路如图3-15所示。其显示驱动程序读者可根据硬件原理图自行编写。 河北工业大学 自动化系 3.5.4 LED3.5.4 LED点阵显示器的设计点阵显示器的设计 LE

35、D点阵显示器可用来显示各种西文字符、汉字和其他图像点阵信息，除用于室外广告及有关信息公告显示场合外，也可用于工业控制系统中作为远距离实时信息显示器及高要求的工艺流程实时信息显示系统。1. LED点阵显示器LED点阵显示器是由若干排成阵列的发光二极管组成，一般为88或1616点阵，可根据需要拼成相应点阵的屏幕显示器。有发单色、双色或三色光之分，一般用途可选用单色高亮度器件。 河北工业大学 自动化系 单色88 LED点阵显示器的结构如图3-16所示，其中每一行共用一个阳极，每一列共用一个阴极LED。行控制和列控制满足正确的电平就可使相应行列的发光管点亮。因而显示器件的引出脚则表现为行线为数据端，列

36、线为选择脚。 河北工业大学 自动化系 从LED点阵显示器的结构可以看出，有效控制方式为列扫描动态显示驱动方式。即要显示某一点阵信息时，先将该信息按列分为8组，每组为1个字节，对应位为信息“1”的LED亮；输出第1组信息到行线上，再使列线1为低，这样使第1行上的相应LED点亮一段时间。同样再处理第2列，直至最后一列，然后再这样循环显示。为避免显示信息的闪烁，对每行的亮点时间和间隔时间即行扫描周期应有一定要求。以显示“王”字为例，给出具体行、列的数据，见表3-6。 河北工业大学 自动化系 如果需要逐个显示若干数据，只需将要显示的字所对应的字模存储下来，再循环取出显示，每个字显示中间根据用户需要增加

37、延时时间。 河北工业大学 自动化系 2. LED点阵显示器的接口电路 控制LED点阵显示器的接口电路可分为两种情况： 一是控制单个LED点阵显示器。很显然这比较简单，只需构造两个数字量输出锁存接口电路即可，原理图如图3-17所示。 河北工业大学 自动化系 二是控制一组LED点阵显示器。这可以有多种方式。最基本的方法是每个显示器件配一套控制电路，但硬件太繁杂。图3-18给出了一种方法的原理框图。为了简化接口电路，采用并串转换和数据移位的串行送数方法。3. LED点阵显示器驱动程序如书上100页所示 河北工业大学 自动化系 3.6 3.6 键处理程序键处理程序 键处理程序的任务是：确定有无键按下，当有键按下时，延时20MS后，再判断有无键按下，若此时有键按下，则确认有键按下。