情感语音信号中共振峰参数的提取方法大学本科毕业论文.doc

广州大学松田学院

毕业论文（设计）

题目 恒温箱温湿度系统反馈控制电路的设计

学生姓名 汤桢文
学 号 1107020133
专业班级 电气工程及其自动化（1）
导师姓名 曾霞

毕业论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的毕业论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本毕业论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：
20 年 月 日

毕业论文版权使用授权书
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本毕业论文属于 1、保密 囗，在10年解密后适用本授权书
2、不保密囗。
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作者签名：
20 年 月 日
导师签名：
20 年 月 日
广州大学松田学院
2015 届毕业论文(设计)任务书
系（部）　电气与汽车工程系　 教研室 电气工程及其自动化 学生姓名 汤桢文
课题名称
恒温箱温湿度系统反馈控制电路的设计

课题任务及要求

课题来源
结合生产实际
题目类型
设计类

基于过程控制的恒温箱反馈控制系统设计，以单片机（AT89C51）为处理系统，采用过程控制和反馈控制的方法，通过单片机对采集信号（用高精度传感器采集的数据信号），数据的处理与计算，不断进行数据的比较，得出更加精确的控制信号，从而使恒温箱的温湿度更加准确从而满足更严格的使用要求。本设计是基于AT89C51单片机的恒温箱控制系统系统分为硬件和软件两部分，其中硬件包括：温度传感器、显示、控制和报警的设计；软件包括：键盘管理程序设计、显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。编写程序结合硬件进行调试，能够实现设置和调节初始温度值，进行数码管显示，当加热到设定值后立刻报警。另外，本系统通过软件实现对按键误差、加热过冲的调整，以提高系统的安全性、可靠性和稳定性。本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机AT89C51作为主控芯片，数码管作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制,对过程控制理论更加深刻以及更为广泛的应用。

相关要求：
1、认真搜集资料，开展相关的调查实习，认真研读相关文献，做好设计记录。
2、熟悉软硬件应用，根据控制要求进行编程，流程设计。
3、选定设计思路，设计并实现各个功能模块。
参考文献资料
[1]过程控制及其MATLAB[M] 方康玲 电子工业出版社
[2]单片机原理与应用[M] 陈朝夫，李杏彩等主编 化学工艺出版社
[3] 电机拖动与控制基础[M]. 唐介 北京:高等教育出版社,2002
[4] 机电传动控制[M] 邓兴中 武汉：华中科技大学出版社
[5]单片机外围电路设计[M] 电子工业大学出版社
[6]反馈控制系统[M] 科学出版社
[7]过程控制系统及其应用[M] 机械工业出版社
[8]计算机控制系统[M] 电子工业出版社
[9]传感器与检测技术[M] 徐科军 电子工业出版社
过程控制系统及其应用
[10] M.Morris Mano 《Digital Design》（Third Edition）Higher Education Press 2002 
[11]StevenF.Barrett Daniel J.Pack.Embedded System[M].北京：电子工业出版社，2006

进度安排
初期(第七学期第17周～第七学期第20周)
阅读文献，收集资料，完成毕业设计方系统的框架设计、整体系统设计，熟悉仿真软件，完成专业英文翻译工作。
中期(第八学期第1周～第八学期第7周)
完成系统设计实现的功能，完成编程，并进行仿真调试，详细撰写设计说明书初稿电子版。
后期(第八学期第8周～第八学期第10周)
完成毕业设计，提交设计说明书终稿，毕业设计日志，定稿、打印、装订，毕业设计答辩。

指导教师（签名） 年 月 日
教研室意见：

教研室主任（签名） 年 月 日
系（部）意见：

系（部）主任（签名） 年 月 日

摘要

本设计的温度测量及加热控制系统以 AT89C52单片机为核心部件，外加温度采集电路、键盘及显示电路、加热控制电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20，及行列式键盘和动态显示的方式，以容易控制的固态继电器作加热控制的开关器件。本作品既可以对当前温度进行实时显示又可以对温度进行控制，以使到
用户需要的温度，并使其恒定在这一温度。人性化的行列式键盘设计使设置温度简单快速，两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在反馈控制理论上的控制算法，使控制精度完全能满足一般社会生产的要求。通过对系统软件和硬件设计的合理规划，发挥单片机自身集成众多系统级功能单元的优势，在不减少功能的前提下有效降低了硬件成本，系统操控简便。
实验证明该温控系统能达到0.2℃的静态误差,0.45℃的控制精度,以及只有0.83%的超调量,因而本设计具有很高的可靠性和稳定性。
关键词：AT89C52单片机, 温度传感器DS18B20，反馈控制

摘要部分问题在于：首先格式就不对，字体大小和行距都存在问题。1、对背景的说明过于繁琐，请精简。2、没有写出你的系统设计的核心，摘要需要体现，现有的课题存在什么问题，你的设计改善了什么，设计部分做了什么，如何做的，达到了什么效果。请修改。
正文部分格式上请对照模板的格式进行修改，内容部分，请尽快完善好。
正文部分的软件设计，请对每个流程图做相关的说明和解释。
增加调试过程出现的问题和解决方法。
采用文档结构图，你自己看一下结果，图被当成了二级标题。修改一下。
最后摘要的格式不正确，请对照任务书上的参考文献格式要求书写。

每一章另起一页，请使用分隔符中的分页符。页码的编号你对照一下模板，这样弄对吗？

英文摘要完全是百度出来的，请自己仔细看一遍，修改完善好。

Abstract

The design of temperature measurement and heating control system with AT89C51 single-chip microcomputer as the core components, plus the temperature acquisition circuit, keyboard and display circuit, heating control circuit and the limit of the alarm circuit, etc.With one main line digital temperature sensor DS18B20, and determinant keyboard and dynamic display, with easy control of the solid state relay for heating control switch device.This work can be real-time display the current temperature and the temperature can be controlled, in order to make the
Temperature to meet the needs of users, and make its constant in this temperature.Humanized determinant keyboard design makes simple quick set temperature
Speed, two integer a decimal display method has higher precision.Control based on fuzzy control theory
Algorithm, the control precision can completely meet the requirements of general social production.Through to the system software and hardware design is reasonable
Planning, integrated single-chip microcomputer itself numerous advantages of system level function units, on the premise of not reduce function effectively
Low hardware cost, and convenient manipulation of the system.
Experiments show that the temperature control system can reach 0.2 ℃ of static error, the control precision of 0.45 ℃, and only 0.83% of the amount of overshoot, therefore this design has high reliability and stability.
Keywords： AT89C52, the temperature sensor DS18B20, feedback control

目 录

引 言 6
第1章 绪论 7
1.1 课题研究的背景 7
1.2 课题研究的意义 8
1.3 课题研究的内容 8
第2章 智能恒温箱的系统概述 9
2.1 系统的主要功能 9
2.2 系统需求分析 10
2.3 智能恒温箱的工作流程 10
2.4 恒温箱的工作过程 12
2.5 本章小结 12
第3章 智能恒温箱的硬件设计 13
3.1 硬件的电路设计概述 13
3.2 总体硬件原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
3.3 时钟电路设计 15
3.4 复位电路设计 15
3.5 显示电路的设计 16
3.5.1 显示电路概述 16
3.5.2 七段LED数码管的原理 16
3.5.3 显示电路整体设计 18
3.6 开关键盘设计 19
3.6.1 指拨开关 19
3.6.2 按键开关 19
3.7 指示灯电路 20
3.8 温度采集电路 21
3.9 本章小结 24
第4章 软件设计 25
4.1 软件任务分析 25
4.2 程序流程图 25
4.3 本章小结 35
结论与展望 32
参考文献 33

引 言
温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ，如家电、汽车、材料、电力电子等 ，常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 ，在工业企业中，如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题，开发出性能较好的温度控制系统对于测控技术的发展具有很大的意义。
采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行多范围的温度检测。
由于单片机功能强大，可大大加快系统的开发与调试速度，并具有控制方便、简单、灵活等特点，因此本设计硬件电路以80C51单片机为核心来实现温度控制，具有实用性强、可靠性强等特点。

把引言部分的内容去掉，放到绪论中。正文的格式存在较大问题，行距不对。

第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛，是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人工业控制等诸多领域，使产品小型化。智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。它迅猛的发展到了各个领域，人们也越来越感到应用单片机技术的优越性，因而单片机也得到了广泛的应用。同时，它也不断地完善和发展。
智能恒温箱的温度是医疗、工业生产和食品加工等领域的关键，因此对温度的测量及控制始终占据着重要的地位。市场上常见的温度传感器以电压输出为主要形式，不同的的传感器其非线性曲线也各不相同，缺乏一个产品应具备的通用性和互换性。温度传感器应用范围很广、使用数量很大，但是在常规的环境参数中由于温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是最难准确测量的一个参数。常规方法测量温度误差大、准确度低、测量滞后的时间长。
今年来，国内传感器正向着集成化、智能化、网络化和单片机的方向发展，为开发新一代温度测量系统创造了有利条件。
在智能恒温箱控制系统的设计中，用数字传感器将温度信号以数字信号的方式传送给单片机，经单片机处理后的温度数值，一方面送LED数码管显示；另一方面与给定值经行比较，判断温度高低，从而采取相应的措施：加热或者制冷。使温度达到设定值。
智能恒温箱主要是用来控制温度，他为农业研究、生物技术、测试提供所需的各种环境模拟条件，因此可广泛适用于药物、纺织、食品加工等无菌试验、稳定性检查以及工业产品的原料性能、产品包装、产品寿命等测试。
随着单片机技术的飞速发展通过单片机对被控制对象控制日益广泛，具有体积小、功能强、性价比高等特点，把单片机应用于温度控制系统中可以起到更好的控温作用，智能恒温箱是使用单片机进行温度控制的典型应用，采用单片机做主控单元可完成对温度的采集和控制等的要求。
1.2 课题研究的意义
智能恒温箱的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能，本课题采用单片机为主控制器，通过数字传感器测得箱内温度，再将温度信号送入主控制器，来完成恒温箱的温度控制系统的硬件。箱内温度可保持在设定的温度范围内，当设置的温度低于实时温度时，单片机送出加热信号；当设置的温度低于实时温度时，单片机送出制冷信号。
1.3 课题研究的内容
本次课题只设计温度采集，温度显示，和温度控制信号的送出部分，对于如何保温，如何加热和制冷不在此次设计的范围内。本系统采用模块化设计智能恒温箱，系统上电后默认设定的恒温温度为20℃，使用时可以自行调节预期的恒温温度，调节范围为0~99℃。调节好后系统会将采集来的实时温度与设定的预期温度进行比较，如果实时温度比设定温度高就开启制冷设备，如果实时温度比预期温度低就开启加热设备。如果温度一样则不开启加热或制冷设备。在显示电路上通常显示的是实时的温度，即传感器采集来的温度，如果想要显示人们设定的预期温度可以按显示切换键，这时显示器上就会显示预期温度，几秒钟后跳回，显示实时温度。显示实时温度时，表示显示的是实时温度的发光二极管点亮。而显示预期温度的时候，表示显示的是预期温度的发光二极管点亮。
本论文章节的结构和内容如下：
第一章 ：绪论。简要介绍了智能恒温箱的发展现状，说明了课题研究的内容。
第二章 ：智能恒温箱的概述。说明了恒温箱的工作过程和主要功能，介绍了设计中需要用的单片机的基础知识，确定了本课题要达到的设计目标。
第三章 ：智能恒温箱的硬件电路设计。详细描述了本课题各个组成电路单元的设计。
第四章 ：智能恒温箱的软件设计。编写程序。（具体说明用什么语言编写）
第五章 ：总结。总结本次设计，指出设计中的一些问题，提出改善意见，并展望未来的设计。

正文中，尽量客观说明问题，少用“了”的字眼

第2章 智能恒温箱的系统概述
2.1 系统的主要功能
本系统是借用单片机采用模块化设计的智能恒温箱，包括温度设定按钮，温度显示，温度调节，实时温度显示和预定温度显示转换按钮，温度采集等（根据需要也可另设或者多设相关功能）。显示系统除了显示实时的温度还能显示设定的温度，也就是人们想要保持的温度。
系统的主要功能模块方框图如图2-1所示。

时钟

复位电路
2位七段数码管显示

80C51单片机

进入温度设 定，温度加、减按键输入电路

2个发光二极管显示

温度调节电路
温度采集电路

显示切换按键电路

图2-1 系统主要功能模块方框图
本系统是采用模块化设计的智能恒温箱，在生活中有广泛的应用，系统上电后默认设定的恒温温度为20℃，使用时可以自行调节预期的恒温温度，调节范围为0~99℃。调节好后系统会将采集来的实时温度与设定的预期温度进行比较，如果实时温度比设定温度高就开启制冷设备，如果实时温度比预期温度低就开启加热设备。如果温度一样则不开启加热或制冷设备。在显示电路上通常显示的是实时的温度，即传感器采集来的温度，如果想要显示人们设定的预期温度可以按显示切换键，这是显示器上就会显示预期温度，几秒钟后跳回，显示实时温度。显示实时温度时，表示显示的是实时温度的发光二极管点亮。而显示预期温度的时候，表示显示的是预期温度的发光二极管点亮。
单片机整个恒温箱的核心，内部电路设计用汇编语言编写。它完成了温度参数设定，温度采集计算，温度显示，温度比较，温度调节等功能。
2.2 系统需求分析
1. 在使用中可以将采集来的温度数据计算转换为我们熟悉的摄氏温度。
2. 在0~99℃的范围内，人们可以自由调节预期达到的温度。
3. 可以将实时温度与预期温度进行比对，以正常调节温度。
4. 将设定的预期温度和实时温度能显示出来。
5. 通常显示实时温度，当按下显示切换键后能显示几秒钟的预期温度。
2.3 智能恒温箱的工作流程
智能恒温箱的基本工作原理：在使用恒温箱时，系统会将从温度传感器采集来的温度转化为摄氏度的形式，与事先设定的预期温度进行比对，然后根据比对的结果采取相应的措施（加热，或制冷）来不断地接近以至于达到预期的温度。并且系统能够显示实时的温度和设定的预期温度。恒温箱的工作流程如图2-2所示：

加载程序

运行

进入温度设定
不进行温度设定

温度减
温度加

温度采集与计算

温度比较并进行温度调节

显示实时温度

无显示切换
显示切换

显示设定温度

图2-2 恒温箱工作流程

2.4 恒温箱的工作过程
1. 设定预期温度。如果想调节预期的温度，先闭合“温度设定”开关，进入调节状态，此时会显示设定的温度值，如果想加一摄氏度就按下“加1℃”键，如果想减一摄氏度就按一下“减1℃”键，温度LED显示器上会显示改变后的温度，调整范围为0~99℃。0℃时再减1℃会跳到99℃，99℃时再加1℃会跳到0℃。要退出调节状态，断开“温度设定”开关即可。
2. 温度采集和计算。单片机通过与温度传感器进行通信，获取实时温度信息，并将所获取的温度信息数据转化为摄氏温度的形式存储起来。
3. 温度比较和温度调节。将存储的实时摄氏温度与设定的预期温度经行比较。如果实时温度高于设定温度，则开启制冷器；如果实时温度低于设定温度，则开启加热器。
4. 实时温度显示。将存储的实时温度显示在LED数码管上。
5. 设定温度显示。若想查看设定的预期温度，则需按下“温度显示切换”按键，然后LED显示器就会显示设定预期的温度，显示时间为数秒，跳出预期温度的显示。若再想查看预期温度显示需再次按下“温度显示切换”按键。
总而言之，本课题利用80C51单片机及外围接口实现的温度控制系统设计了恒温箱，该恒温箱提高了系统的可靠性，简化了电路结构，节约了成本，是一个实用的工程设计。
2.5 本章小结
本章主要讲述了恒温箱的工作原理和本设计系统的工作流程。在说明工作原理的过程中，突出了电路的组成单元以及这些单元如何实现温度采集和温度控制等功能。在说明系统流程时，结合本设计的内容，指出了参数设置的方法和意义。

第3章 智能恒温箱的硬件设计
3.1 硬件电路设计概述
本设计分为硬件设计和软件设计，这两者相互结合，不可分离：从时间上看，硬件设计的绝大部分工作量是在最初阶段，到后期往往还要做一些修改。只要技术准备充分，硬件设计的大量返工是比较少的，软件设计的任务是贯彻始终的，到中后期基本上都是软件设计任务，随着集成电路计数器的飞速发展，各种功能很强的芯片不断出现，使硬件电路的集成度越来越高，硬件设计的工作量在整个项目中所占的比重逐渐下降，为使硬件电路设计尽可能合理，应注意以下几个方面：
1. 尽可能采用功能强的芯片，以简化电路。功能强的芯片可以代替若干个普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的价格在不断下降，并不一定比若干个普通芯片价格总和高。
2. 留有设计余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。
3. 程序空间。选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用80C51单片机。
4. RAM空间，80C51单片机内部RAM不多，当要增强软件数据处理功能时，往往觉得不足。如果系统配置了外部RAM，则建议多留一些空间。如果选用8155作I/O接口，就可以增强256字节RAM。如果有大批数据需要处理，则应配置足够的RAM，如6264、62256等。随着软件设计水平提高，往往只要改变或者增加软件中的数据处理算法，就可以使系统功能提高很多，而系统的硬件不必做任何更换就使系统升级换代。只要在硬件电路设计初期考虑到这一点，就应该为系统将来升级留有足够的RAM空间，哪怕多设计一个RAM插座，暂时不插芯片也好。
I/O端口，在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。如果有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端：有些物理量需要控制，就必须增加输出端。如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口，虽然当时空着没用，那么要用的时候就能派上用场了。
3.2 总体硬件原理图
总体硬件原理图如图3-1所示，图中主要部分U1芯片为80C51单片机，U2为温度传感器DS18B20。温度传感器接到单片机的P1.2口。两个发光二极管“HEAT”和“COOL”分别表示传送给加热器和制冷器的启动信号，分别接到单片机的P1.0，P1.1口。如果“HEAT”灯点亮表示加热器在工作；如果“COOL”灯点亮表示制冷器在工作。按键“温度显示切换”是用于切换显示预设的温度的按键，接单片机的P2.7口。还有两个发光二极管分别是“实时温度”和“设定温度”，表示当前数码管显示的是实时温度还是设定温度，若“实时温度”的发光二极管点亮表示数码管显示的实时温度，若“设定温度”的发光二极管点亮则
图3-1 总体硬件原理图

则表示数码管当前显示的是设定温度。两个数码管分别接单片机的P2.6，P2.5口。图中有两个七段共阴数码管，它的字段码信号端口接到单片机的P0.0~P0.6口，公共端接单片机的P2.0和P2.1口。开关温度设定”接单片机的P2.2口，按钮“加1℃”和“减1℃”分别接单片机的P2.3和P2.4口。按闭合“温度设定”开关进入预期温度的设定，按“加1℃”，“减1℃”按钮来加减温度。
3.3 时钟频率电路设计
单片机必须在时钟的驱动下才能工作，在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定周期的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片的工作频率，时钟电路如图3-2 所示。

图3-2 外部振荡电路
一般选用石英晶体振荡器。此电路大约延迟10ms后振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要有石英晶体的频率确定。电路中两个电容C1、C2的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。C1、C2的典型值为30pF。
单片机工作时，由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期，其大小是时钟信号频率的倒数，时钟信号频率常用fosc表示。图中时钟频率为12MHz，即fosc=12MHz，则时钟周期为1/12μs。
3.4 复位电路设计
单片机的第9脚RST为硬件复位电路，只要在该端加上持续4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各个状态都恢复到初始化状态，其电路图如图3-3所示。
图3-3中由按键以及电容C1、电阻R1、R2构成上电复位及手动电路。由于单片机是高电平复位，所以上电复位时，接通电源即可，当上电后，由于电容C1开始缓缓充电，则图中电路由5V电源到电容到电阻R1和地之间形成一个通路，由于在R1上产生电压降，则单片机的RST脚上为高电平，经过一段时间后电容的电充满，此时C1处可视为断路，单片机RST脚处电压逐渐降为0V，即处于稳定的低电平状态，此时单片机完成上电复位，程序从0000H开始执行。手动复位时，按一下图中的按钮即可，当按键按下的时候，单片机的9脚RST管脚处于高电平，此时单片机处于复位状态。
值得注意的是，在设计当中使用到了硬件复位电路和软件复位两种功能，由上面所述的硬件复位之后的各状态可知，寄存器的值都恢复到了初始值，而前面的功能介绍中提到了倒计时时间的记忆功能，该功能实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位，所以设定了软件复位功能。软件复位实际上就是当程序执行完毕之后，将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序执行的起始地址。

图3-3 硬件复位电路
3.5 显示电路的设计
3.5.1 显示电路概述
示功能与硬件关系极大，在这里我们使用的是七段数码管显示，通常在显示上我们采用的方法一般包括两种：一种是静态显示，一种是动态扫描。其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁，程序编写简单，但占用端口资源多；动态扫描的特点是显示稳定程度没有静态显示好，程序编写复杂，但是相对静态显示而言最大的优点是占用端口资源少。由于本设计需要较多的端口用于其它的功能因此采用占用端口少的动态扫描显示的办法。以下将对显示电路的各个部件及整体设计做详细的介绍。
3.5.2 七段LED数码管的原理
LED数码管显示器由8个发光二极管中的7个长条发光二极管（称七笔段）按a、b、c、d、e、f、g顺序组成“8”字形，另一个点形的发光二极管放在右下方，用来显示小数点。数码管按内部连接方式又分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。若内部8个发光二极管的阳极连在一起接电源正极，就成为共阳极数码管；若8个发光二极管的阴极连在一起接地，测称为共阴极数码管。
本次设计所用的到的共阴极数码管的引脚如图3-4所示，外部有10个引脚，其中1和6引脚连通，作为公共端接地。

图3-4 一位共阴极数码管引脚图
从LED数码的结构可以看出，不同笔段的组合就何以构成不同的字符，例如笔段b、c被点亮时，就可以显示数字1：当笔段a、b、c被点亮时，就可以显示数字7；只要控制7个发光二极管按一定要求亮与灭，就能显示出十六进制字符0~F。将控制数码管显示字符的各字段代码称为显示代码或字段码。
数码管显示码是表述二进制数与数码管所显示字符的对应关系的，如表3-1所示。对于共阴极数码管，由于8个发光二极管的阴极已连在一起接地，所以，只要控制各字段的正极，就可以控制发光二极管的亮与灭。

表3-1 七段显示译码器的真值表及段码表
字 符
h g f e d c b a
字段码
0

1 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1
共阳字码段C0H
共阴字码段3FH
1

1 1 1 1 1 0 0 1
0 0 0 0 0 1 1 0
共阳字码段F9H
共阴字码段06H
2

1 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 1 1 0 1 1
共阳字码段A4H
共阴字码段5BH
3

1 0 1 1 0 0 0 0
0 1 0 0 1 1 1 1
共阳字码段B0H
共阴字码段4FH
4

1 0 0 1 1 0 0 1
0 1 1 0 0 1 1 0
共阳字码段99H
共阴字码段66H
5

1 0 0 1 0 0 1 0
0 1 1 0 1 1 0 1
共阳字码段92H
共阴字码段6DH
6

1 0 0 0 0 0 1 0
0 1 1 1 1 1 0 1
共阳字码段82H
共阴字码段7DH
7

1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1
共阳字码段F8H
共阴字码段07H
8

1 0 0 0 0 0 0 0

0 1 1 1 1 1 1 1
共阳字码段80H
共阴字码段7FH
9

1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1 1 1
共阳字码段90H
共阴字码段6FH
A

1 0 0 0 1 0 0 0
0 1 1 1 0 1 1 1
共阳字码段88H
共阴字码段77H
B

1 0 0 0 0 0 1 1
0 1 1 1 1 1 0 0
共阳字码段83H
共阴字码段7CH
C

1 1 0 0 0 1 1 0
0 0 1 1 1 0 0 1
共阳字码段C6H
共阴字码段39H
D

1 0 1 0 0 0 0 1
0 1 0 1 1 1 1 1
共阳字码段A1H
共阴字码段5EH
E

1 0 0 0 0 1 1 0
0 1 1 1 1 0 0 1
共阳字码段86H
共阴字码段79H
F

1 0 0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0 1
共阳字码段8EH
共阴字码段71H
3.5.3 显示电路整体设计
显示电路如图3-5 所示：

图3-5 显示电路
图中RP1为电阻盒，相当于8个独立的电阻的一端接在一起并接电源，另外一端分别接出引线，在显示电路中作为上拉电阻。图中有2个七段LED数码管，它们的公共端1、2分别接到单片机的P2.0、P2.1口，单片机的这2个I/O口输出位选信号用于动态扫描。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个LED数码管的公共端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位数码管的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。而单片机的P0.0~P0.6口则负责将字段码数据传送给LED数码管。
3.6 开关键盘设计
3.6.1 指拨开关
指拨开关面板上通常会标有“ON”或其他记号，若将开关拨到“ON”的一边，则接点接通（on拨到另一边则为断开（off）。若要以开关作为输入电路，通常会接一个电阻到Vcc或GND，做上拉电阻或下拉电阻，如图3-6所示有两种开关电路可供选择。

a) b)
图3-6 开关电路
本设计的温度设定允许和退出按键是选用如图3-6中a)所示的设计，低电平为进入温度设定，高电平为退出温度设定。
3.6.2 按键开关
按键开关为机械弹性开关，当按下键帽时，按键内的复位弹簧片被压缩，动片触电与静片触电相连，键盘的两个引脚被接通；松手后，复位弹簧将动片弹开，使动片与静片脱离接触，键盘的两个引脚被断开。由于机械接触点的弹性作用，一个按键从开始接上至接触稳定要经过5~10ms的抖动时间，在此期间，有抖动发生。按键抖动波形如图3-7所示。

图3-7按键抖动电压波形

按键开关输入需要解决的两个主要问题是判断是否有按键按下和消除按键抖动的影响。按键的确认反映在电压上，就是和按键相连的引脚呈现出高电平还是低电平。消除按键的抖动通常有硬件、软件两种消除方法。一般在按键较多时，采用软件的方法消除抖动，即在第一次检测到有按键按下时，执行一段延时12~15ms的子程序后，再确认该键电平是否任保持为闭合状态电平，如果保持为闭合状态电平就可以确认真有按键按下，从而消除