09042223-金平艳-电子信息工程-数据采集系统设计-江伟老师.doc

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毕业设计论文

基于单片机的数据采集系统设计

学生姓名：金平艳

学院名称：机械与电子工程学院

专业名称：电子与信息工程

指导老师：江伟老师

2013年5月28号

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毕业设计论文

基于单片机的数据采集系统设计

学生姓名：金平艳

学院名称：机械与电子工程学院

专业名称：电子与信息工程

指导老师：江伟老师

2013年5月28号

摘 要

单片机在各行各业得到了广泛的应用，因此它已深入到了检测、控制的领域。另外，它的实时控制能力也很强，除此之外，单片机易扩展，很容易也很简便构成各种智能系统。基于单片机的各种优势，它在高性能通信、复杂工业过程控制、机器人、局域网络、数字信号处理、大量的数据实时处理以及数据的采集等等方面扮演着越来越重要的作用。
本设计是基于STC89C51单片机，ADC0809,74LS164和模拟温度的电压传感器实现温度的测量系统，我们采用基于电阻式的电压传感器来采集模拟的电压量，通过ADC0809转换器的转换到AT89C51单片机中，单片机在对其进行实时的处理，处理好的数据再由串入并出的74LS164译码器来驱动数码管，最后通过延时时钟的控制正确有效的来显示出相应的所采集的数据。单片机的种类还是比较多，在这些种类中，8051系列的单片机以其卓越的品质，仍会是今后单片机发展的主流。

关键词:单片机； 数据采集； 报警系统； 电压显示

ABSTRACT

Single chip has been widely used in all walks of life, so it has depth to the detection, control field. In addition, the ability of real time control of it is also very strong, in addition, single-chip easy expansion, easy also very simple form of intelligent system. The advantages of various based on single chip, which in high performance communication, complex industrial process control, robot, local area network, digital signal processing, a large amount of data real-time processing and data collection and so on are playing an increasingly important role.
The design is based on STC89C51 MCU, realize the temperature measurement system of the voltage sensor ADC0809,74LS164 and simulated temperature, we use the amount of voltage sensor resistance based on the acquisition simulation, by switching ADC0809 converter to AT89C51 SCM, the single chip computer for real-time processing of the 74LS164 decoder, the handled data by serial input and parallel output to drive the digital tube, finally by controlling the delay clock correct and effective to show the corresponding data. Single species or more, these categories, 8051 series micro controller with its excellent quality, still is the mainstream MCU development in the future.

Key word:AT89C51; Date collection; Alarm system; Temperature display

目 录

摘 要 I
ABSTRACT II
绪 论 1
第二章 总体的设计方案 2
2.1 此系统功能 2
2.1.1 系统的设计步骤 2
2.1.2 系统的工作流程图 3
2.2 设计任务与要求 4
第三章 系统硬件和软件介绍 5
3.1 硬件介绍 5
3.1.1 单片机介绍 5
3.1.2 51系列单片机功能介绍 6
3.2 ADC0809转换器的介绍 9
3.2.1 ADC0809的外部特性（引脚功能） 11
3.2.2 ADC0809的功能介绍 12
3.2.3 ADC0809的工作过程 12
3.3 基于电阻分压式的电压传感器介绍 13
3.3.1 一般基于电阻分压式的电压传感器结构框图 14
3.4 74LS164的介绍 15
3.4.1 74LS164功能表 16
3.5 数码管的介绍 18
3.5.1 7SEG-MPX2-CA数码管的结构框图 20
3.6 键盘接口电路介绍 20
3.6.1 键盘接口电路的性能指标 21
3.7 软件介绍 22
第四章 软件系统分析与设计 23
4.1 系统程序流图 23
4.1.1 按键子程序流程图 24
4.1.2 显示子程序流程图 25
4.1.3 模拟温度的电压采集系统流程图 26
第五章 系统仿真和调试 28
结 论 30
致 谢 32
参考文献 33
附录 34

绪 论

随着单片机的广泛应用和深入发展，单片机的功能越来越强，内部集成的部件越来越多。一个单片机芯片就相当于一块单板机的功能，使得许多智能仪器、仪表、家用电器、小型测试系统和测控装置中只需要一个单片机芯片，无需扩展外部部件就能实现各种功能。基于上述的种种的优势，单片机给很多系统带来很大便捷的同时，也减小系统的成本消费，更重要的是，它提高了系统的稳定性和可靠性。
此系统设计的课题为数据采集系统设计，主要针对的是模拟电压的采集，实现变化的电压反应温度的变化。主要采用AT89C51单片机，模拟的电压传感器，ADC0809等芯片实现数据的采集。8051单片机的内部有一个功能强大的全双工异步通信串行口，它给各种系统带来极大的方便。有些单片机内还集成了8位的A/D转换器芯片，可用作数据的采集、电池电压的检测控制等用途。
此系统应用外加ADC0809转换器芯片来实现模拟量到数字量的转换。AT89C51，ADC0809等芯片都需要用时钟信号来控制，这样它们才能进行准确有效无误的操作。
本系统的优点：第一，接线简单，布线不繁琐，可以进行手工布线。电路图很简洁，功能齐全；第二，电压测量准确，ADC0809转换器的电压采样分辨率为8位，所以对模拟量可以进行准确的A/D转换。

第二章 总体的设计方案

本系统的总体设计方案的方框图如下图2.1所示：
时钟电路
LED显示

报警电路
键盘电路
电源

AT89C51

CPU

分压式电压传感器

分压式温度传感器

AT89C51

CPU

分压式温度传感器

键盘电路

电源

图2.1 此系统的电路总方框图

2.1 此系统功能
利用一个5V电压源和可调节的电阻组成一个电压传感器实现对电压进行准确的测量，再把此系统用电压来模拟温度的数据用数码管显示出来。
利用ADC0809和分压式电压传感器组成一个数字的电压传感器，单片机作为控制器件，数据通过串口传至74LS164译码器来驱动数码管的显示。
2.1.1 系统的设计步骤
（1） 、用5V电压源和可调电阻构成分压式电压传感器
（2） 、用ADC0809进行A/D转换：把模拟量转化为数字量
（3） 、用STC89C51单片机对数字量进行处理和控制
（4） 、用键盘设置其模拟温度的上下限值
（5） 、对超出其上下限值用警报器对其进行声音警报
（6） 、用串口输入并口输出的74LS164译码器进行二--十进制的译码
（7） 、用两个十进制的LED数码管来显示数据

2.1.2 系统的工作流程图

警报器是否警报

系统上电初始化

自制的电压传感器进行模拟量的采集则ADC0809将模拟量转化为数字量以二进制的形式传至单片机

单片机对数据进行处理

数码管进行温度显示

图2.2 系统的工作流程图

2.2 设计任务与要求
（1）用ADC0809（或其他ADC芯片）实现对模拟信号进行数据采集，其模拟信号以常用的电压或者温度为基准。数据再经AT89C51单片机进行处理串口传送到存储器进行保存，同时用数码管跟踪显示。
（2）用STC89C51单片机对采集的数字温度值进行处理，设置其上下限温度值。若超出上下限进行声音警报；同时经过74LS164译码器进行输出（用数码管显示当前的温度值）。

第三章 系统硬件和软件介绍
3.1 硬件介绍
本系统所用的硬件有（如下表3.1）：
器件名称
器件个数
AT89C51
1
ADC0808
1
74LS164译码器
1
数码管
2
74HC00
1
PNP三极管
1
扬声器
1
晶振电容
1
电阻
若干
CRYSTAL
1
可调电阻
1
独立按键
若干
电容
2
导线
若干

表3.1 设计所用的器件
3.1.1 单片机介绍
单片机MCU是一个非常重要的分支，这一方面表现在微型计算机方面。它继承了计算机的许多特性，在工作原理和结构上并没有本质的区别。单片机的作用领域非常广泛，发展非常的之快。它易于扩展、稳定性高、实时控制效果好、可靠性高、灵活性好、开发比较容易，已广泛用于工业自动化控制、通信、智能仪器仪表、消费类电子产品、测控系统、武器设备、机电一体化设备等各方面，成为了现代生产和生活中必不可缺少的元素。1971年底intel公司首先研制出集成2000只晶体管的4位微处理器intel 4004，而且带着只读存储器ROM,随机存储器RAM，和移位寄存器，这组成了当时为止的世界上第一款微处理器。在这之后，intel 8008被出现了.但是，由于当时生产工艺的限制，单片机MCU还是一种双片的结构，功能作用也是非常的简单，那是的MCU还不是单片机MCU，但已经揭开了我们单片机发展的开始。
单片机的结构框图（如下图3.1）：
ROM/EPROM
定时器/计数器
并行端口
串行端口
中断系统
SFR/RAM
系统总线
时钟电路
CPU
时钟源

TXD RXD
图3.1 8051单片机结构框图
MCU单片机的发展历程大致可分为五个阶段：
▲单芯片发展的初级阶段
在1971年底，由intel公司最开始研发的集成2000个的晶体管的intel4004，它也叫做四位微处理器，而且还带着有随机存储器RAM、只读存储器ROM和移位寄存器，是当时为止的世界上第一款微处理器。
▲低性能单片机发展阶段
以1976年Intel公司研制出以8048为代表的MCS-48系列单片机为例，这种将微处理器和计算机外围设备集成在一个芯片上的技术，标志着真正的单片机的开始研制。
▲高性能单片机发展阶段
在当今，可以说8051系列的MCU仍是国内外单片机中的主流产品，在1980∽1983年这一阶段推出了8051的经典内核。在这阶段涌现了大批的8位单片机，它们都具有多个的十六位定时器/计算器、寻址范围达到了64KB、有多级的中断处理系统、串口接口、片内的RAM、ROM的容量大和个别片内带有A/D转换的接口。
▲8位MCU的进一步发展阶段和16位MCU出现的阶段
▲单片机全面发展阶段
随着单片机在各个领域都是必不可缺少的元素，随后出现了寻址范围大、高速、运算能力强的通用型单片机，另外还出现了一些小型的廉价的专用单片机。
3.1.2 51系列单片机功能介绍
在51系列的单片机中，还有一条能够把二进制转化为十进制的调整指令DA，它可以把二进制变成BCD码，这对十进制的计量很方便。除51系列外的单片机，要实现此功能还需调用其它的相应子程序。目前得到大家广泛的应用非51系列单片机莫属，在某些方面51系列单片机是必不可缺少的元素。用单片机能够组成各种各样的工业控制系统、过程控制系统、自适应控制系统、实时控制系统和数据采集系统等等，来达到测量和控制的目的。再者，现在的仪器仪表对智能化和自动化的要求越来越高。用单片机改变一开始有的测量、控制仪表，可以很明显的提升它的精度和准确度，简化结构，减小体积，这样一来方便我们携带和使用，有助于我们的这个往综合化、多功能化、数字化、柔性化和智能化的这些方向发展。单片机在消费类电子产品中的应用主要实在家电类方面，它的这方面应用，是家电产品的性能越来越完善，功能也越来越多，也出现了很多的智能化、数字化还有小型化的电子类产品。MCU也用于与传统的机械相结合来组成一些结构简便，功能完善的机电一体化产品。除此之外，它还可用于武器设备、终端及外部设备智能接口、通信技术、多机分布式系统等。
在51系列中，当信号=1时是无输出的再加上它的I/O引脚非常简便，这样一来可能会造成不好的影响。那如果使用其他一些单片机，虽然方向寄存器的输入和输出都增多，但使用起来是非常复杂的。
51系列单片机的引脚结构（如下图3.2和下图3.3所示）

　　图3.2 51系列单片机的引脚图 图3.3 AT89C51的引脚简化图
关于atmel公司的AT89C1051，AT89C2051，AT89C4051等（闪速储存器分别为1K，2K，4K等，但不能外接数据储存器），它们的指令系统与AT89C51是完全兼容。
引脚说明：
VCC:电压源
GND：接地
P0口：P0口是一个8位漏极开路型的双向的I/O口，它可用做准双向的八位I/O口。在P1口的管脚第一次写1时，即被定义为高祖输入。P0口是可以驱动八个LS型TTL负载，它是以吸收电流的方式。它也可以被定义为数据/地址的第八位来分时提供低8位地址总线和8位数据总线。
P1口：P1.0∽P1.7统称为P1口，P1口是个8位准双向口并且配有8个上拉电阻。P1口是可以驱动四个LS型TTL负载，它是以吸收电流的方式。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2.0∽P2.7统称为P2口，P1口是个8位准双向口并且配有8个上拉电阻。在某些情况下，它是可以作为高8位的地址总线和输出高8位地址信号。P1口是可以驱动四个LS型TTL负载，它是以吸收和输出电流的方式。
P3口：P3.0∽P3.7统称为P3口，P3口也可以将每一位用做第二功能（如下表所示）它是1个8位准双向口并且配有8个上拉电阻。在驱动方面与P1口、P2口是一样的。而且P3口的每一条引脚都可以独立设置为第一功能的I/O口功能和第二功能。
P3口的第二功能（如下表3.2所示）：

表3.2 P3口第二功能
RST/Vpd：RST（RESET）是复位信号输入端，=1正常工作。为该引脚的第二功能，即备用电源输入端。在单片机开始工作时，在RST引脚上会有两个机器周期的高电平（↑），这样子可以有一种作用，那就是复位，即可以让单片机返回到原来的状态。
ALE/：ALE为地址锁存允许信号输出引脚。输出时钟或者定时信号是ALE的功能。但是在访问外部数据时，在两个机器周期中ALE只出现一次，也就是丢失了一个ALE脉冲，因此上一功能不能起作用。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。为编程信号，是引脚的另一作用，低电平（↓）才有作用。
：在再由外部程序储存器取指期间，每个机器周期两次有效。可用示波器观察引脚是否有正确的脉冲输出，来判断单片机能否正常从外部程序存储器选择控制端。
/VPP：当=0时，则只访问外部程序存储器（0000H∽FFFFH），不管是否有内部程序储存器。注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序储存器。在FLASH编程期间，此引脚也用于12V编程电压（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。当采用外部振荡器时，对于HMOS单片机，XTAL1是接地的；对于CHOMS单片机，XTAL1做外部信号输入端的。
XTAL2：它连接的是内部振荡器的反相放大器的输出端，是石英晶体的另一端。
用电容，晶振和单片机AT89C51组成时钟电路（如下图3.4所示）：

图3.4 时钟电路
3.2 ADC0809转换器的介绍
ADC0809完整元件图（如图3.5）和与简化图（如图3.6），如下表所示：（注：ADC0809与ADC0808的芯片结构一样，功能也一样）

图3.5 ADC0809完整元件图 图3.6 ADC简化图
ADC0809是以逐次逼近的原理来进行模数变换的并且分辨率为8位。它能够根据地址锁存的信号，就选择8路中的其中1路输入端来进行A/D转换，说明ADC0809转换器有8通路多路开关。
ADC0809的内部结构（如下图3.7所示）：

图3.7 ADC0809的内部结构图
3.2.1 ADC0809的外部特性（引脚功能）
ADC0809采用的是双列直插式封装并且有28条引脚，如上图3.5所示。下面说明各引脚功能（如下表3.3所示）。
IN0∽IN7
八路的模拟量输入端
2-1∽2-8
八位的数字量输出端
ADDA、ADDB、ADDC
3位地址输入线，用于选通8位模拟输入中的一路
ALE
高电平有效，输入，地址锁存允许信号。
START
A／D转换启动信号，输入，高电平有效。
EOC
A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）
OE
数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

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。

表3.3 ADC0809的引脚功能图

3.2.2 ADC0809的功能介绍
主要特性（如表3.4）：

表3.4 ADC0809的特性表
ADC0809是由8位开关树型A/D转换器、8路的模拟通路、比较器等来逐次逼近的。
3.2.3 ADC0809的工作过程
开始加上三位的地址，然后让ALE等于一，把地址放进地址锁存器里面。这个地址通过译码选通8路模拟输入的其中之一到达比较器。START的↑（上升沿）把逐次逼近寄存器恢复到一开始的状态。↓（下降沿）开始 A/D转换器，再者EOC发送出的信号成为低的，指导变换从此开始。除非A/D转换终止，EOC这才成1，标志着A/D的终结，终结的值这才经加进了锁存器，此massage应当用于中断的请求。如果OE的输入是1时，三态门是要启动的，变化的最终数据量将送至数据总线上。
变化电压的运输 A/D变换后得到的数据应该第一时间发送到单片机中。数据发送的最至关重要的问题是如何判断A/D转换的终止。由于我们只能先判断出这个问题，后系统可以实施传送。对于这种我们采用以下三种方式:
第一，定时传送方式
就某一A/D而言，它的转换时间和速度是确定的，不能擅自修改的。就像此设计所用的ADC0809的转换时间等于128μs，可以是6MHz的MCS-51单片机MCU总共64个机器周期。根据这能够构造出1个延时的子程序，A/D转换器运行后就会使用它， 然而所设置的延时时间一到，A/D转换也就相继结束，这样才能开始值的传送。
第二，查询方式
A/D转换器有显示变换结束的状态信号标志，正如此设计所用的ADC0809转换器的EOC端口。根据此能够用查询方式来判断EOC的状态信号，就可判断转换的数据有没有结束，再去送值。
第三，中断方式
中断请求信号可以用EOC的状态信号来表示，它可用于判断显示转换的结束。也可以应用中断来进行值的传送。
是这样的，无论你使用上述的哪种转换方式，只要一判断出转换的终止，就开始开始值地传送。一开始发送出口地址，这样还不够，这个信号还一定要是有效的，OE端口的信号才有用，后再使转换后的值发至数据的总线上，致使MCU可以收到。
3.3 基于电阻分压式的电压传感器介绍
这是一个自制的基于电阻分压式的电压传感器，利用5V电压源和可调电阻的上下调节输出一个变化的模拟电压到ADC0809转换器中进行转化。当电阻上下滑动时，输出的电压是变化的，模拟量输入到ADC0809中转化为8位的数字量。ADC0809内部含有模拟开关，通过这个开关来控制8路模拟量的输入。在某一时间，ADC0809的模拟开关只能接通某一路的的模拟量的输入，再者，A/D转换器才对这一路的数据进行处理和转换。
电压传感器是这样就要测量的交流电压或者直流电压隔离变换成与这个成线性输出的直流电压和直流电流设备。电压传感器有两种:直流电压传感器和交流电压传感器。
直流电压传感器是这样就要被测量的直流电压隔离变换成与这个成线性比例输出的标准的直流电压或直流电流的设备。直流电压传感器可分为两种：一种是双路的直流电压传感器，另一种是单路的直流电压传感器，，单路的直流电压传感器是这样就要被测量的直流电压隔离变换成与这个成线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流的设备。双路的直流电压传感器是这样就要被测量的直流电压隔离转换成与这个成线性比例输出的双路标准直流电压或直流电流的设备。

此设计所用的分压式的电压传感器的结构图如下图3.8所示：

图3.8 此设计所用的分压式电压传感器的结构图
3.3.1 一般基于电阻分压式的电压传感器结构框图

图3.9 电阻分压式的电压传感器结构框图
电压传感器最为主要的问题是误差方面的问题,它的结构和参数的设计主要考虑误差这个问题。一方面，分压器高压的引线和高压那边等方面与分压器本身之间会有杂散电容的存在；再者， 由于基于电阻式的分压式电压传感器与处在地上的东西存在应有的电场，所以它与地之间会有一定的电容存在。就是因为这样，电阻式分压器在应用方面存在一定的误差。对此，应该采取一定的措施避免误差对整个实验的影响，这样可以采取改善电压器的高压引线与高压端对电压器本身的这个杂散的电容,这样可在一定的情况下能够降低电压器的各种差值量程。想象到同地端的屏蔽罩能够处理电压器的对于地的杂散电容；另外，电压器高压的那一端口的屏蔽罩能够小小的补充电压器关于与地之间的杂散电容产生误差的影响。根据于此，我们在做实验设计时会习惯性的采用了低压屏蔽罩这个装置。然而此系统设计所用的电压传感器结构简单，它产生的误差也可以排除，并不会影响到整个设计的结果。再者，所用的器材简单，实现的是同样的功能，换句话说，用最少的器材最少的费用达到最高的价值。这一直都是研究设计人员做成品时的规范和原则。通过此所选择的电压传感器为此设计带来了简便。
3.4 74LS164的介绍
概述：74ls164、74lsT164 和低功耗的肖特基型 TTL (LSTTL) 器才的引脚是兼容的，它们也属于高速度的关于CMOS的器材。74HC164、74HCT164 可以串行的输入数据，再并行的输出，它们也属于8位的关于边沿触发式的可移位的寄存器。数据能够从两个端口（DSA或DSB）的其中之一串行的输入进去；另外，DSA和DSB这两个输入端口可以连接在一起，如果有不用的端口不可以悬空，一定得接高电平；再者，其中的随意一个端口都可以当作高电平的使能端去控制另一输入端口的数据传送。当每次接到的是有效的时钟信号（CP）时，74LS164译码器对数据进行相应的处理，后再传送到 Q0这个端口， Q0它是DSA和 DSB这两个数据输入端口的逻辑与，Q0它把↑的CP信号沿的之前固定了1个慢慢构造起来的一定长度的时间。能够使其他的所有的输入端无效的是当主复位（MR）输入端的电位为低电平时就可以达到上述功效。74LS164的功能作用如下表3.5

表3.5 74系列的功能作用表

功能图：依次为图3.10，图3.11，图3.12

图3.10 74LS164功能图

图3.11 74LS164的功能图 图3.12 74LS164的功能图
3.4.1 74LS164功能表
（如下表3.6所示）：
H = HIGH（高）电平
h = 先于低-至-高时钟跃变一个建立时间 (set-up time) 的 HIGH（高）电平
L = LOW（低）电平
l = 先于低-至-高时钟跃变一个建立时间 (set-up time) 的 LOW（低）电平
q = 小写字母代表先于低-至-高时钟跃变一个建立时间的参考输入 (referenced input) 的状态
↑ = 低-至-高时钟跃变

表3.6 74LS164功能表
引脚说明如下表3.7：

表3.7 74LS164的引脚说明
3.5 数码管的介绍
为了使显示出来的是十进制的数码，现在普遍使用的都是七段字符显示器，我们也把它叫作七段数码管。这种数码管是由七段会发光的线段式的晶体管组成。通常的七段字符显示器有两种：一种是半导体数码管，另一种是液晶显示器。半导体数码管显示器外形图的等效电路如下图所示：
１．七段发光二极管（LED）数码管
下图中的图3.13是七段发光二极管数码管的，此数码管的每一段都是一个发光的二极管，俗称LED（LightEmittingDiode）。接电源端为二极管的阳极，一般接地端的为二极管的阴极。当二极管端正向导通时，LED灯亮，当二极管反向时，LED处于灭的状态。并不是所有的数码管都是七段的，有些数码管含有那个点，是八段数码管显示器。由下图中的图a,图b中的数码管等效电路可知，当二极管的阴极都连接在一起时，我们称之为共阴结构；当数码管的阳极都连接在一起时，我们称之为共阳结构。

图3.13 半导体数码显示器外形图及等效电路
下图3.14是八段数码管的外形图，数码管可以用来显示0∽9这10个字符和一个点数。 如下图所示。数码管的每一个发光二极管的导通压降为2V--2.5V，把每一个发光二极管点亮所需的电流约为5mA∽10mA。每一个LED数码管要显示十进制数据都需要译码器译码，另一方面也需要译码器来驱动。

图3.14 数码管的外形图
2．BCD码七段译码驱动器
在显示中，不是只用一个数码管就可以显示，它是需要驱动的，也即不管是哪种显示器都是需要TTL或CMOS集成电路来驱动。这样看来，数码管的显示需要译码驱动器的驱动才能去显示出系统所要表示的数值。
BCD码的七段译码驱动器又有共阳和共阴之分。本实验采用的是74LS164译码器。数码管显示器可以根据输入的模拟量显示出十进制数据。本设计对译码器的显示作用做一个简要说明。
74LS164除了有译码驱动功能外，另外还增加了灯的测试输入端口、消隐输入，灭零输入和灭零输出等控制信号。由下图表3.8所示，当灯测试输＝0时，无论输入A3∽A0的状态怎样，∽的输出为1，这样子可以让数码管显示出来。由此看来，这个信号可以检测灯的亮与不亮。
当消隐的输入＝0时，∽全部为0，不论∽的状态是怎样的。
这样会使被驱动的数码管七段全部熄灭。

表3.8 共阴极七段显示译码器74LS1640∽9的译码表
数字显示译码器：
（如下图3.15所示）关于显示的译码器它的种类是非常多的，这里仅仅介绍可以驱动七段数码显示器的译码器。由于是直接去驱动数码管的，所以它与二进制译码器、二－十进制译码器都是不相同，一方面它的输入端是要求有多个有效的电平，另一方面需要的输出功率也是比较大的，所以普遍的集成显示译码器又被叫做七段显示器/驱动器。

图3.15 七段数码管的内部结构图，外形图，译码器驱动数码管图
3.5.1 7SEG-MPX2-CA数码管的结构框图

图3.16 此设计数码管的外形图 图3.17 与74LS164的连接图
这是一个串行输入并行输出的数字译码器显示器连接电路；经过单片机的处理和控制串行接到74LS164的接口上，在经译码器的处理并行输出用数码管显示数字。
3.6 键盘接口电路介绍
键盘需要由很多开关按键来组成开关阵列，它是各种器件的外接输入设备，比如在单片机和计算机中的用处就非常的重要，用户可以通过键盘向计算机或者单片机等等器件输入数据、地址、指令，键盘是人类与电机类交流的重要设备。它也有编码与非编码之分。然而在单片机中一般都采用非编码键盘，非编码键盘主要由软件来识别闭合键，具有使用灵活，结构简单等特点。在单片机应用系统中，非编码键盘的应用是非常广泛的。
3.6.1 键盘接口电路的性能指标
在MCU的系统中，非编码式键盘分为两类，它们为独立式和行列式矩阵键盘。各个按键独立的顾名思义就为独立式键盘，它们是每一个按键都各自的拉着一条输入线，另一端为接地，我们可以通过检查输入线的电平来判断该键是不是按下了。独立式键盘比较应用在按键比较少的时候或者系统要求的操作速度比较快的时候，当然，当系统要求的按键比较多时，需要消耗的输入线也随之增多，即电路结构也随之变得复杂。独立式键盘的接口电路有以下普遍的几种：查询方式独立键盘接口,缓冲方式独立键盘接口,中断方式独立键盘接口；然而，行列式键盘关键应用于在按键需求比较多的系统中。行和列交叉排列的就为行列式键盘，按键是跨接在行线，列线的交叉点上（如下图318所示），3*3的行阵键盘能组成9个键盘，4*4矩阵键盘能组成16个键盘。所以，在按键数据要求较多的单片机系统中，行列式键盘要比独立式键盘在结构方面更优越，同时可以省掉许多的I/O端口线。
图3.18 此系统所用的4*4行列式键盘外形图
关于独立式键盘，由于需要按键的数量是比较少的，所以能根据实际的需要来巧妙地对按键进行编码。关于行列式键盘，由于它所要的按键是比较多的，还有它的按键位置一般决定于它所在的行线与列线的值，由于这样，我们在进行编码时一般采用按照按键所在的位置进行的。在编码时，规定的是利用单键编码方式（