数字直流电压表系统设计毕业设计论文

PAGEv摘要进入21世纪以来，科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件，同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。各种电子测量仪器的发展趋势越来越优异，电压测量是电子测量中的基本内容，因此电压表是测量仪器中不可缺少的设备。目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表，随着电子技术的发展，测量要求也越来越精确，测量工具的性能要求也越来越高。数字电压表已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一。数字化发展离不开单片机的应用，单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力的微处理器(CPU)集中到一块芯片上。随着单片机技术的飞速发展，单片机技术已成为一个国家现代化科技水平的重要标志。单片机可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。基于以上思路，本设计采用ATMEL公司的AT89C52实现数字直流电压表系统的设计，其主要具有如下功能：测量0-5V的直流电压，最小分辨率为0.02V，使用8段LED数码管模块稳定显示所测量的电压。本设计以AT89C52单片机为核心，以逐次逼近式A/D转换器ADC0808进行模数转换，使用8段LED数码管模块显示，设计了数字直流电压表系统。在设计的正文中详细介绍了软硬件系统的各部分电路，介绍了逐次逼近式转换电路的原理，89C52的特点，ADC0809的功能和应用，8段LED数码管的应用。该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。关键词：电压测量单片机AT89C52ADC0808LED数码管AbstractIntothe21stcentury,scientificandtechnologicaldevelopmenthasbeendifficulttodescribewitheachpassingday.Newtechnology,newmaterials,newmanufacturingtechnologyspawnedanewgenerationofelectroniccomponents,butalsotopromoteelectronicmeasurementandelectronicmeasuringinstrumentsproducednewconceptsandnewtrends.Thedevelopmentofelectronicmeasuringinstrumentsgrowingtrendofexcellentvoltagemeasurementsarethebasicelementsofelectronicmeasurement,measuringinstruments,thereforevoltmeterisanindispensabledevice.IsnowwidelyusedbyASICtoachievethedigitalvoltagemeter,withthedevelopmentofelectronictechnology,moreandmoreprecisemeasurementrequirements,measurementtools,performancerequirementshavebecomemoresophisticated.Digitalvoltmeterhasbeenachievedmeasurementautomation,improveefficiencyindispensableinstruments,digitalmeasuringequipmentiscurrentlyoneofthemaindirectionofdevelopment.DigitalcannotdevelopwithouttheapplicationofSCM,SCMisanintegratedcircuitchip,usingtechnologytolargescaledataprocessingwithamicroprocessor(CPU)concentratedinasinglechip.Withtherapiddevelopmentofsinglechipmicrocomputer,microcontrollertechnologyhasbecomeanationalimportantindicatorofthelevelofmoderntechnology.SCMcanbeindividuallyrequiredtocompletethemodernindustrialcontrolintelligentcontrol,whichisthebiggestsinglechipfeatures.Microcomputercontrolsystemcanreplacetheprevioususeofcomplexelectroniccircuitsordigitalcircuitsofthecontrolsystemsoftwarecontrolcanbeachievedandcanachieveintelligent.Basedontheseideas,thedesignusesATMELCorporationAT89C52digitalDCvoltagemetersystemdesign,itsmainfunctionisasfollows:Measurement0-5VDCvoltage,theminimumresolutionof0.02V,using8LEDdigitalcontrolmoduledisplaysthemeasuredvoltagestability.ThedesignAT89C52microcontrollerasthecore,successiveapproximationA/DconverterADC0808analogtodigitalconversion,using8LEDdigitalcontrolmoduleshowsthedesignofdigitalDCvoltagemetersystem.Inthedesigndetailsofthebodypartsofthesystemsoftwareandhardwarecircuits,introducessuccessiveapproximationconversioncircuittheory,89C52features,ADC0809featuresandapplications,8-segmentLEDdigitalcontrolapplications.Thecircuitdesignofnovel,powerful,andscalable.Keywords:VoltageMeasurementsSCMAT89C52ADC0808LEDDigitalTube

目录摘要 iAbstract ii第1章绪论 11.1背景 11.2数字电压表及特点 21.3数字电压表的现状以及发展趋势 31.4选题的目的和意义 41.5论文主要内容 5第2章系统总体设计 62.1系统的功能要求 62.2方案论证 62.2.1单片机的选择 62.2.2A/D转换器的选择 72.2.3系统设计框图 8第3章硬件电路设计 93.1单片机介绍 93.1.1单片机的内部结构 93.1.2单片机发展概况 113.1.3单片机的应用领域 133.2单片机AT89C52 153.2.1AT89C52的主要性能参数 153.2.2功能概述 153.2.3功能引脚 163.2.4晶振电路 183.2.5复位电路 193.3A/D转换模块设计 213.3.1A/D转换原理 213.3.2ADC0808简介 233.3.3ADC0808与单片机AT89C52的接口电路： 263.4LED显示电路 273.4.1LED数码管简介 273.4.2LED数码管显示方式 303.4.3LED显示器与单片机AT89C52的接口电路 313.5电源电路设计 313.6设计原理图 323.7 原件清单 33第4章系统软件电路设计 344.1系统程序的设计 344.1.1初始化程序 344.1.2主程序 344.1.3显示子程序 344.1.4A/D转换测量子程序 344.2汇编源程序 35第5章软件的调试与仿真 365.1编译程序 365.2系统功能的仿真 365.2.1Proteus介绍 375.2.2系统功能仿真 39第6章系统的防干扰措施设计 456.1干扰的来源以及造成的后果 456.1.1干扰的来源 456.1.2干扰造成的后果 456.2抗干扰措施的设计 466.2.1硬件抗干扰措施 466.2.2软件抗干扰措施 47第7章设计总结 50参考文献 52附录 53附录一电压表汇编源程序 53附录二硬件原理图 56附录三外文资料 57中文翻译 63致谢 68PAGE1第1章绪论1.1背景电压是一个基本物理量，是电路中表征电信号能量的三个基本参数(电压，电流,功率)之一。电压测量是电子测量中的基本内容，在电子电路中，电路的工作状态(如谐振,平衡,截止,饱和以及工作点的动态范围)通常都以电压形式表现出来，电子设备的控制信号，反馈信号及其他信息主要表现为电压量。在非电量的测量中，也多利用各类传感器件装置将非电参数转换成电压参数。电路中其他电参数(包括电流和功率,以及信号的幅度,波形的非线性失真系数,元件的Q值,网络的频率特性和通频带,设备的灵敏度等)都可以视做电压的派生量,通过电压测量获得其量值.最后也是最重要的是,电压测量直接,方便,将电压表并接在被测电路上,只要电压表的输入阻抗足够大,就可以在几乎不对原电路工作状态有所影响的前提下获得较满意的测量结果.作为比较,电流测量就不具备这些优点,首先必须把电流表串接在被测支路中,很不方便,其次电流表的接入改变了原来电路的工作状态,测得值不能真实地反映出原有情况.由此不难得出结论:电压测量是电子测量的基础,在电子电路和设备的测量调试中,电压测量是不可缺少的基本测量，电压表因此应运而生。在平时的工业生产中，电压测量仪器根据测量结果的显示方式及测量原理不同，电压测量仪器可分为两大类：模拟式电压表(AVM）和数字式电压表（DVM）。模拟式电压表是指针式的，多用磁电式电流表作为指示器，并在表盘上刻以电压刻度。数字式电压表首先将模拟量经模数（A/D）转换器变成数字量，然后用电子计数器计数，并以十进制数字显示被测电压值。随着电子技术的高速发展，数字电压表已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一，而高准度的DC-DVC的出现，又使DVM进入了精密标准测量领域。

1.2数字电压表及特点数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。数字电压表的特点：显示清晰直观，读数准确传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。数字电压表则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳读现象，测量结果就是唯一的。准确度高准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。分辨率高数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称为仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。例如31/2位DVM的分辨率为1/1999≈0.05％。需要指出，分辨力与准确度属于两个不同的观念。从测量角度看，分辨力是"虚"指标（与测量误差无关），准确度才是"实"指标（代表测量误差的大小）。四、测量范围宽多量程DVM一般可测量0～1000V直流电压，配上高压探头还可测上万伏的高压。五、扩展能力强在数字电压表的基础上，还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪表，以满足不同的需要。六、测量速度快数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是"次/S"。它主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。七、输入阻抗高数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ～10000MΩ，最高可达1TΩ。八、集成度高，微功耗新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。九、抗干扰能力强51/2位以下的DVM大多采用积分式A/D转换器，其串模抑制比、共模抑制比各别可达100dB、80～120dB。高档DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术，进一步提高了抗干扰能力，共模抑制比可达180dB。1.3数字电压表的现状以及发展趋势数字电压表在1952年由美国NLS公司首次创造，它刚开始是4位，50多年来，数字电压表有了不断的进步和提高。数字电压表是从电位差计的自动化过程中研制成功的。开始是4位数码显示，然后是5位、6位显示，而现在发展到7位、8位数码显示；从最初的一两种类型发展到原理不同的几十种类型；从最早的采用继电器、电子管发展到全晶体管、集成电路、微处理器化；从一台仪器只能测1-2种参数到能测几十种参数的多用型；显示器件也从辉光数码管发展到等离子体管、发光二极管、液晶显示器等。数字电压表的体积和功耗越来越小，重量不断变轻，价格也逐步下降，可靠性越来越高，量程范围也逐步扩大。数字电压表的发展大致经历了以下几个阶段:一、数字化阶段20世纪50年代到60年代中期，DVM的特点是运用各种原理实现模/数（A/D）转换，即将模拟量转化成数字量，从而实现测量仪表的数字化。1952年，第一台问世的数字电压表是采用电子管的伺服比较式；1956年出现谐波式V/T(电压/时间变换型)；1961年出现全晶体管化的逐次逼近比较式；1963年出现电压/频率（V/F）变换型（单积分式）；1966年出现双积分式（双斜式）等。这一时期的显示位数是3.5～5.5位。二、高精度阶段由于精密电测量的需要，DVM开始向高准确、高位数方向发展，出现了所谓复合型原理的仪表。如1971年日本研制的TR-6567（三次采样积分式）；1973年英国研制的SM-215（两次采样电感分压比较型）；1972年日本研制的TR-6501型DVM已达到了8位数。与此同时对积分方案进行了改进和提高，出现了如Dana公司的6900型（7位）、Solartron公司生产的7075型（8位），其准确度可达到百万分之几。三、智能化阶段由于电子技术、大规模集成电路（LSI）及计算机技术的发展，是人们不久就研制出微处理器（P）数字电压表，实现了DVM数据处理自动化和可编程序，因为带有存储器并使用软件支持，所以可以进行信息处理，可通过标准接口组成自动测试系统（ATS）例如，Fluke公司的8506型、Solartron公司的7065型和7081型、Datron公司的1071和1281型，以及Fluke公司的最新产品8508A型等。它们除了完成原有DVM的各种功能外，还能够自校、自检，保证了自动测量的高准确度，实现了仪器、仪表的智能化。当前，智能式仪表发展十分迅速，而微处理式DVM在智能仪表中占的比重最大。智能化的DVM为实现各种物理量的动态测量提供了可能。1.4选题的目的和意义数字电压表（DVM）是利用模拟/数字交换器（A/D）原理，以十进制数字形式显示被测电压值的仪表。DVM除广泛用于电压测量外，通过各种变换器还可以测量其它电量和非电量，用途非常广泛。DVM的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一，而高准度的DC-DVC的出现，又使DVM进入了精密标准测量领域。这个课题的目的是：用单片机AT89C52与ADC0808设计一个数字直流电压表，测量0－5V之间的直流电压值，用八段数码管显示数值，要求使用的元器件数目最少，而且显示电压要稳定。通过设计加深对数字电压表的工作原理的理解以及对单片机的发展和应用的了解，并且巩固所学的知识。意义在于使自己加深对数字电压表从理论到实践的认识，自己动手设计数字电压表与仿真，它可以广泛的应用于电压测量外，通过各种变换器还可以测量其他电量和非电量，测量是一种认识过程，就是用实验的方法将被测量和被选用的相同参量进行比较，从而确定它的大小。DVM广泛应用于测量领域每期测量的准确度和可信度取决于它的主要性能和技术指标。所以要学习和掌握如何设计DVM就显得十分重要。1.5论文主要内容本设计在当前数字电压表的研究背景以及发展趋势的前提下，根据设计的要求，首先讨论了系统设计方案的选取，并且重点介绍了硬件电路的设计以及软件程序设计。硬件电路主要是单片机AT89C52的设计、A/D转换器ADC0808与单片机的接口电路、LED显示电路的设计以及电源电路的设计。软件程序的设计使用汇编语言实现，并且用KEIL和PROTEUS软件进行编译和仿真，各部分的设计原理以及软件程序在后面的章节中有详细的介绍。

第2章系统总体设计2.1系统的功能要求本设计的主要过程是模拟量经过A/D转换器转换后变成单片机可以识别的数字量，然后单片机处理得到的数据并把处理后的数据输出到LED显示器显示。要求：1.被测电压范围为0~5V2.显示器件用液晶板或七段数码管3.显示电压要稳定，测量最小的分辨率为0.02V4.单片机采用89S52或89C522.2方案论证2.2.1单片机的选择单片机AT89S52和AT89C52是51系列单片机的型号，他们均是由ATMEL公司生产的。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可在许多较复杂系统控制场合应用。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。通过查阅相关资料发现二者的主要性能有一点区别,但不是很大：1.前者不支持在系统编程，后者支持2.89C52具有一个数据指针DPTR，而89S52具有两个数据指针DPTR0和DPTR13.89S52含有一个看门狗定时器，具有断电标志POF；而前者无。另外考虑到现有的资源以及系统设计的要求，根据自己对两个型号单片机的熟悉程度，采用89C52即可满足系统设计的要求，因此本设计决定采用AT89C52型号的单片机。2.2.2A/D转换器的选择A/D转换的功能是把模拟量电压转换为N位的数字量电压。A/D转换器的种类很多，按转换的原理分类：积分型、逐次逼近型、并行比较型等。一、积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。二、逐次比较型（如ADC0808、AD574）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。三、并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。在本设计中，要求分辨率为0.02V，选择分辨率为8位的A/D转换芯片即可满足要求，考虑到A/D转换器的分类及原理，决定采用逐次比较型。在逐次比较型分辨率为8位的A/D转换芯片中，有ADC0804、ADC0832、ADC0808/0809等，它们在功能的实现上是相通的。三者的转换时间差别不大，均为100us左右，它们的电源供电电压均为+5v，另外ADC0832的功耗为15mw、ADC0808/0809的功耗为10mw，在非线性误差方面，ADC0804为-1~+1LSB，ADC0808为+1/2LSB，ADC0809为+1LSB。综合上述差别还有现有资源以及自己对A/D转换的熟悉和认识决定采用ADC0808为模拟/数字量转换的芯片，组成数字直流电压表的电路。2.2.3系统设计框图按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0808。单片机的P1、P3端口作为四位LED数码管显示控制。P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口用作ADC0808的A/D转换控制。模拟量经过ADC0808转换后变成单片机可以识别数字量，当模数转换结束后单片机AT89C52从ADC0808得到数据经过处理再输出到LED显示器显示电压值。具体的软硬件设计在后面章节介绍。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其他A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。数字电压表系统设计方案框图如图2-1所示：AT89C52AT89C52P0P2P1P3ADC08084位LED显示电源电路晶振电路上电复位第3章硬件电路设计3.1单片机介绍单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。虽然单片机具有通用计算机的基本部件，但又不同于通用计算机。单片机主要用于控制场合，所追求的目标是：尽可能体积小，又能实时、快速地对外部事件做出响应，迅速采集大量数据，做出逻辑判断推理后实现对被控对象的参数调整与控制。3.1.1单片机的内部结构图3-1单片机内部结构图

一、中央处理器（CPU)CPU是单片机的核心部件，它由运算器、控制器和中断部件等组成，数据处理和系统的操作控制都是由CPU完成的，单片机主要功能指标也是由它决定的。根据CPU的字长，单片机可以分为四位机、八位机和十六位机等。此外不同的单片机CPU的运算速度、数据处理能力、中断和实时控制功能等方面差别很大，这也是衡量CPU功能强弱的主要技术指标。二、存储器单片机的程序存储器和数据存储器多数是分开的，这是因为单片机面向控制应用领域。通常情况下，需要较大容量的程序存储器和较少的数据存储器，程序存储器和数据存储器的电路类型也不一样。1.程序存储器单片机内部的程序存储器一般为IKB~32KB，通常是只读存储器（ROM）。因为单片机的应用系统都是专用控制器，一旦研制成功，其监控程序也就定型，因此可以用ROM作为程序存储器。此外，只读存储器中的内容不会丢失，从而提高了可靠性。根据内部程序存储器的结构不同，各种类型的单片机又有三种主要形式的产品：ROM型单片机：内部具有掩膜编程的只读存储器，这种ROM内的程序是由用户委托芯片制造厂在掩膜工艺时固化的，因此用户不能修改ROM中的程序。EPROM型单片机：例如紫外光EPROM，用户可以利用紫外光擦除EPROM中的原有程序，写人新的程序，使用比较方便。无ROM型单片机：内部没有程序存储器，必须外接程序存储器（一般为EPROM电路）才能组成完整的微型计算机。2.数据存储器单片机内部的数据存储器容量一般为64B~256B，常由静态随机存取存储器RAM构成。单片机内部的数据存储器可以作为工作寄存器、堆栈、位标志、数据缓冲器等使用。I/O接口和特殊功能部件单片机常有数量不等的并行接口，它们可以用于和外部输人、输出设备接口。有的单片机还具有一至二个串行接口，一般都具有多种工作方式，可以实现异步串行通信或多机通信。特殊功能部件包括定时器、A/D和D/A转换器、DMA通道、高速输人输出部件等。定时器是各种单片机都具有的，定时器的长度为8~16位，数量为1~3个。其他的功能部件的种类和数量，不同公司不同类型的单片机之间差别很大。3.1.2单片机发展概况一、单片机发展历史单片机的发展历史可分为以下4个阶段：单片机初级阶段（1974~1976年），因工艺限制，单片机采用双芯片形式且功能比较简单。例如，美国仙童（Fairchild）公司生产的世界上第一台F8单片机，由于仅包括8位CPU、64B的RAM和2个并行口，需另加一块3851（由1KBROM、定时器／计数器和2个并行I/O口构成）才能构成一台完整的计算机。低性能单片机阶段（1976~1978年），以Intel公司制造的MCS-48单片机为代表，这种单片机内集成有8位CPU、并行I/O口、8位定时器/计数器、RAM和ROM等。不足之处是没有串行口，中断处理比较简单，片内RAM和ROM容量较小且寻址范围不大于4KB。高性能单片机阶段（1978~1982年），这个阶段推出的单片机普遍带有串行口、多级中断系统、16位定时器／计数器，片内ROM、RAM容量加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器可编程逻辑器件PLD、USB接口、PWM通道等。这类单片机的典型代表是Intel公司的MCS—51系列、Freescale公司的6801和Zilog公司的Z8等。由于这类单片机的性能价格比高，所以仍被广泛应用，是目前应用数量较多的单片机。8位单片机巩固发展及16位、32位单片机推出阶段（1982年至今），此阶段的主要特征是一方面发展16位单片机、32位单片机及专用型单片机；另一方面，不断完善高档8位计算机，改善其结构，以满足不同用户的需要。16位单片机的典型产品如Intel公司生产的MCS—96系列单片机，其集成度已达120000管子／片，主振为12MHZ，片内RAM为232B,ROM为8KB，中断处理为8级，而且片内带有多通道10位A/D转换器和高速输入／输出部件（HSI/HSO)，实时处理的能力很强。而32位单片机除了具有更高的集成度外，其主振已达66MHZ，这使32位单片机的数据处理速度比16位单片机增快许多，性能比8位、16位单片机更加优越。目前，8位单片机无论在内部资源数量还是在性能上均达到相当高的水平，如意法半导体公司推出的PSD3200系列单片机内含标准的8032核，主振为40MHZ，容量达256KB的主Flash存储器和32KB次Flash存储器，32KB的SRAM,4通道8位ADC,16个宏单元通用PLD,5个PWM通道，USB、双UART，可实现工业控制系统的单芯片解决方案。二、单片机发展趋势现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：1.低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mw，而现在的单片机普遍都在100mw左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径2.微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。3.主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。3.1.3单片机的应用领域目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：一、在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。二、在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。三、在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。四、在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。五、单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。六、在各种大型电器中的模块化应用某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。七、单片机在汽车设备领域中的应用单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统，abs防抱死系统，制动系统等等。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。3.2单片机AT89C52AT89C52ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes。的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash由存储单元，功能强大AT89C52单片适用于许多较为复杂控制应用场合。3.2.1AT89C52的主要性能参数·与MCS-51产品指令和引脚完全兼容·8字节可重擦写FLASH闪速存储器·1000次擦写周期·全静态操作：0HZ-24MHZ·三级加密程序存储器·256X8字节内部RAM·32个可编程I/0口线·3个16位定时／计数器·8个中断源·可编程串行UART通道·低功耗空闲和掉电模式图3-2单片机封装图3.2.2功能概述AT89C52提供以下标准功能：8字节FLASH闪速存储器，256字节内部RAM,32个I/O口线，3个16位定时／计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时／计数器．串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。3.2.3功能引脚Vcc：电源电压GND：地P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。表3-1P1.0和P1.1的第二功能引脚号P1.0P1.1功能特性T2,时钟输出T2EX(定时/计数器2)P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能表3-2P3引脚的第二功能P3端口第二功能第二功能说明P3.0RXD串行口输入端P3.1TXD串行口输出端P3.2外部中断0输入端P3.3外部中断1输入端P3.4T0定时器/计数器0外部信号输入端P3.5T1定时器/计数器1外部信号输入端P3.6外部RAM写选通输出信号P3.7外部RAM读选通输出信号P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。：程序储存允许（）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次信号。/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存端状态。如端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。3.2.4晶振电路AT89C52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷诺振器一起构成自激振荡器，振荡电路参见图3-3。外接石英晶体（或陶瓷诺振器）及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器不作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，电容应当使用30PF士10PF，而如使用陶瓷诺振器则应选择4PF士10PF。另外也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如上图的右图所示。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号时通过一个2分频的触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。图3-3晶振电路连接图3.2.5复位电路图3-4复位电路图复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机在启动后要从复位状态开始运行，因此在上电时要完成复位工作，称为上电复位。复位电路一般有上电自动复位和按键手动复位两种。.在本设计中采用上电+按键复位电路，除了上电后直接复位，还可以在单片机运行期间，由于程序运行出错或操作错误使单片机处于死循环时，通过复位键使单片机复位。当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。上电复位时，通电瞬间电容可以当短路，所以RST脚为高电平。随着时间的飞逝（电容充电），稳定后的Vcc电压实际上是加在电容上的。电容下极板也就是RST脚最终为0V。这样RST持续一段时间高电平后最终稳定在低电平，高电平持续时间由RC时间常数决定，从而使RST端的高电平维持2个机器周期以上完成复位。单片机在运行过程中，由于本身或外界干扰的原因出错，此时可按复位键复位以使单片机重新开始工作。按下复位键后，复位端通过Vcc电源接通，电容迅速放电，使RST引脚为高电平，复位按键弹起后，电源Vcc通过10K的电阻对电容重新充电，RST引脚端出现复位正脉冲。其持续时间取也决于RC电路的时间常数，按键时间也应保持在两个机器周期以上。单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC＝0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见表3-3。表3-3复位后各寄存器状态寄存器寄存器状态寄存器寄存器状态PC0000HTMOD00HA00HTCON00HB00HTHO00HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0-P30FFHSCON00HIP**000000BSBUF****HIE0**00000BPCON0*******B

3.3A/D转换模块设计3.3.1A/D转换原理A/D转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能。本设计采用逐次逼近式A/D转换器。逐次逼近型A/D转换器属于直接型A/D转换器，它能把输入的模拟电压直接转换为输出的数字代码，而不需要经过中间变量。逐次逼近式转换器的原理图如图3-5所示，它主要由逐次逼近寄存器SAR，比较器、数字/模拟电压转换器、时序及控制逻辑等部分组成。逐次逼近转换过程和用天平称重非常相似。天平称重物过程是，从最重的砝码开始试放，与被称物体行进比较，若物体重于砝码，则该砝码保留，否则移去。再加上第二个次重砝码，由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去。照此一直加到最小一个砝码为止。将所有留下的砝码重量相加，就得此物体的重量。仿照这一思路，逐次逼近型A/D转换器，就是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值。逐次逼近式A/D转化是逐次把设定在SAR中的数字量所对应的D/A转换网络输出的电压，与要被转换的模拟电压进行比较，比较式从SAR的最高位开始，逐位确定各数码位是“1”还是“0”，其工作过程如下（原理如图3-6所示）：当单片机发出“转换命令”并清除SAR寄存器后，控制电路先设定SAR中的最高位为“1”，其余位为“0”，此预测数据被送至D/A转换器，转换成电压,然后将与输入模拟电压在比较器中进行比较。如果>说明此位置“1”是对的，应予保留；如果<，说明此位置“1”不合适，应予清除。然后按照上述方法继续对次高位进行转换、比较和判断，决定次高位应取“1”还是“0”。重复上述过程，直至确定SAR最低位为止。这个过程完成后，状态线就改变状态，表示完成一次完整的转换。最后，SAR中的内容就是与输入的模拟电压对应的二进制数字代码。

图3-5逐次逼近式A/D转换电路框图图3-6逐次逼近过程原理逐次逼近式A/D转化器的优点是精度高，转换速度较快，而且转换时间都是固定的，因而特别适合于微型计算机数据采集系统和控制系统的模拟量输入通道。它的缺点是抗干扰能力不够强，而且当信号变化率较高时，会产生较大的线性误差3.3.2ADC0808简介一、ADC0808的结构逐次逼近型A/D转换器ADC0808由八路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、D/A转换器、寄存器、控制电路和三态输出锁存器等组成。其内部结构如图3-7所示。图3-7ADC0808内部结构图ADC0808可以对8路模拟量分时进行A/D转换，地址锁存器及译码器对3位地址输入进行所存并译码，控制模拟多路开关对8路模拟量输入实现八选一，被选中的模拟量送入后面的逐次逼近式A/D转换器，在启动信号作用下，控制逻辑控制A/D转换器开始转换，经过由高到低逐位逼近后，转换完成。结果送入三态输出缓冲锁存器，同时发出转换结束信号。当CPU结束数据时，使输出缓冲器输出允许有效，数字量才从D7-D0数据输出线输出。ADC0808不需要进行零点和满量程调节。二、ADC0808引脚及功能ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图3-8所示。以下为各引脚功能。·IN0～IN7：8路模拟量输入。·ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线。用于选通8路模拟输入中的一路（通道选择表见3-2）。·ALE：地址锁存启动信号，输入，高电平有效在ALE的上升沿，将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。·D0～D7：八位数据输出线，A/D转换结果由这8根线传送给单片机。图3-4ADC0808的引脚图·OE：允许输出信号，输入，高电平有效。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁图3-8ADC0808引脚图存器输出数据。·START：启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始转换。·EOC：转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成（转换期间一直为低电平）。·CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。·REF（+）、REF（-）：基准电压。·Vcc：电源，单一＋5V。·GND：地。三、ADC0808的工作时序：ADC0808的时序图如图3-9所示。从图中可以看出，通道地址由C、B、A送入，在ALE上升沿，经所存和译码选通一路模拟量。在START信号的下降沿，A/D转换器开始转换，但是约需10，EOC才变为低电平。当转换结束后，EOC信号再变为高电平。当ADC0808接到OE信号变成高电平时，才将输出缓冲器中的数字量由输出。

表3-4通道选择表CBA选择的通道000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7图3-9ADC0808时序图四、ADC0808的主要性能指标：分辨率为8位。总的非调整误差：ADC0808为1/2LSB。转换时间为100（时钟频率范围：10~1280KHZ）。具有锁存控制功能的8路模拟开关，能对8路模拟电压信号进行转换。输出电平与TTL电平兼容。单电源+5V供电。基准电压由外部提供，典型值为+5V，此时允许模拟量输入范围为0~5V，功耗10MW。ADC0808的数字量输出值D（换算到十进制）与模拟量输入值间的关系，用下式表示：通常，所以当，相应于,D=0~255(00H~FFH)。由于数字量的满量程值是255，而不是256，因此相应地输入电压的满量程值也比5V少1LSB。3.3.3ADC0808与单片机AT89C52的接口电路：图3-10ADC0808与单片机的接口电路A/D转换由ADC0808完成。ADC0808具有8路模拟输入端口，地址线（第23-25脚）决定对哪一路模拟输入做A/D转换。在本设计中，只测一路的测量电压值，用第26脚（INO）作为模拟量的输入，将第23-25引脚接地（即为低电平）。第22脚（ALE）为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。第6脚（START）为控制，当输入一个2us宽电平脉冲时，开始A/D转换。第7脚（EOC）为A/D转换结束标志，当转换结束时，第7脚输出高电平，转换期间EOC一直为低电平。第9脚（OE）为A/D转换数据输出允许控制，当OE为高电平时，A/D转换数据从输出端口输出。第10脚（CLOCK）为ADC0808的时钟输入端，ADC0808的时钟频率为500KHZ，因此利用单片机第30引脚（ALE）的6分频晶振频率，再通过74LS74四分频电路得到500KHZ时钟。在这里用一个74LS74芯片，相当于对信号进行四分频，ALE引脚出来的是2MHZ的频率，通过分频电路得到ADC0808需要的时钟频率。ADC0808与单片机的接口方式为查询方式，在A/D转换芯片中有表明转换完成的状态信号，ADC0808的EOC端，因此可以用查询方式，芯片测试EOC的状态。即可确认转换是否完成，然后进行数据传送。3.4LED显示电路根据设计的要求显示电路需要至少三位LED数码管来显示电压值，再多加一位用来显示电压单位“V”。利用单片机的I/O口驱动LED数码管的亮灭，设计中由P1口驱动LED的段码显示，即显示字符，由P2口选择LED位码，即选择点亮哪位LED来显示。本设计的电压显示选用4个共阳极八段数码管LED，如图3-11所示。图3-114位一体共阳极数码管3.4.1LED数码管简介LED数码管是目前使用相当普遍的一种显示器件，它是将若干个LED组合成数字（或符号）的形状，再封装在一起构成的。LED具有耗电低、亮度高、视角大、线路简单、耐震及寿命长等优点。因为“8”是十进制数中笔画最多的一个数字，所以要用七只LED管排列成“8”的形状，再按要求使数码管的某些笔段（即笔画）发光，就可以显示0～9这十个数字。LED数码管是由8个发光二极管组成，其中7个按‘8’字型排列，另一个发光二极管为圆点形状，位于右下角，常用于显示小数点，如图3-12所示。八段数码显示管有两种，一种是共阳数码管，其内部是由八个阳极相连接的发光二极管组成；另一种是共阴数码管，其内部是由八个阴极相连接的发光二极管组成。二者原理不同但功能相同。当发光二极管导通时，相应的一段笔画或点就发亮，从而形成不同的发光字符，如图3-13所示。图3-121位LED数码管外形为了在LED显示器上显示某个字符，必须在它的8位段选线上加上相应的电平合，即一个八位数据，使得显示出要求的字形。这个数据就叫该字符的段选码。不计小数点的字段码称为七段码，包括小数点的字段码称为八段码。表3-5所示为共阳极和共阴极LED显示不同字符的字段码，此表为七段码。共阳极和共阴极LED的字段码互为补码。其八段分别命名为dpgfedcba。例如，要使共阴极显示“0”，则要求a、b、c、d、e、f各引脚为高电平，g和dp为低电平。微机的I/O口线输出的8位数据如表3-6所示图3-13共阳和共阴数码管表3-5LED显示器的字段码字型共阳极段码共阴极段码字型共阳极段码共阴极段码0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07HP8CH73H880H7FH熄灭FFH00H表3-6I/O输出数据dpgfEDCBa00111111

3.4.2LED数码管显示方式LED显示器工作方式有两种：静态显示方式和动态显示方式。一、静态显示方式：静态显示就是党LED显示器要显示某一字形时相应的发光二极管恒定在亮或暗的状态。这种显示方式要求各位显示块的公共端连接在一起，然后接+5v或地，而每一位的8位段选线接一个并行输出口，每个并行输出口中可写入不同的显示数据，所以同一时刻多位可以显示不同的字形。静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。由于每一位均要配备一个并行输出口，所以静态显示要占用过多的I/O口资源，并且硬件电路比较复杂，成