基于AT89C51单片机电烤箱的温度控制系统设

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图2-19 矩阵式键盘与单片机接口

二 LED显示器接口电路

常用的LED显示器有LED状态显示器（俗称发光二极管）LED七段显示器（俗称数码管和LED十六段显示器，发光二极管可显示两种状态，用于系统显示；数码管用于数字显示；LED十六段显示器，用于字符显示）

1．数码管结构

数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同组合可用来显示数字0-9.字符A-F及小数点“.”。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。

2. 数码管工作原理

共阳极数码管的8个发光二级管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常会共阳极接高电平1.一般接电源1.当某个阴极接低电平时，则该数码管导通并点亮。共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起。公共阴极接低电平（一般接地）当某个阳极接高电平，则该数码管并点亮。

3. 静态显示接口

静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）获接正电源（共阳极）每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O地址相连，I/O口只要有断码输出，相应字符即显示出来并保持不变直动I/O口输出新的端码采用静态显示方式。较小的电流即可获得较大的亮度。且占用CPU时间少编程简单，显示，

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便于检测和控制，但其占用的口线多，硬件电路复杂、成本高，只适合于显示位数较少的场合。

4. 动态显示接口

动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管。这种逐位点亮显示的方式称为位扫描。通常各位数码管的段选线相应并联在一起由8位的I/O口控制。各位的位选线（公共阴极或阳极）有另外的I/O口线控制。动态方式显示时，各数码管分时轮流选通，要使稳定显示，必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管。并送出相应的端码，在另一位数码管并送出相应的端码。依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符。虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人以同时显示的感觉。

图2-20 数码管与单片机接口

2.6 抗干扰电路设计

随着强电弱电设备在通信计算机自动化等领域的广泛应用。处于同一工作环境的各种电子电气电路因距离过近而相互影响（耦合）形成电磁干扰（EMI）电磁干扰已成为现代电子电气工程设计和研究人员在设计过程中必须考虑的问题。一方面，这是由于当前电子技术正朝着高速、高灵敏度、高集程度方面发展，增加了现代电子设备内部产生电磁干扰的可能性；另一方面，使用随着自动化技术装

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备的广泛使用，形成了电子设备和大功率强电设备在同一场合共存和使用的局面，恶化了电子电路工作的外部电磁环境。因此，电磁干扰已成为许多电子设备与系统在环境正常操作运行的主要障碍之一。

一 电磁干扰的形成因素

电池干扰由电磁干扰源发射经过耦合途径传输到被干扰设备（敏感设备）因此形成电磁干扰的要素有：电磁干扰源、传输通到、敏感设备。

二.干扰的分类

① 按干扰源分为自然干扰和人为干扰。

② 按噪声波形及性质分为持续正弦波干扰和浪涌脉冲波形干扰以及脉冲列干扰。

③按干扰传输系统的方式分为共模干扰、差模干扰、传导耦合、感应耦合

和辐射耦合。

三.单片机应用系统电磁干扰控制的一般方法

单片机应用系统的干扰源分为内部干扰源和外部干扰源。其中内部干扰源主要来自于印制电路板的布局及布线。

单片机系统的抗干扰技术主要包括以下四个方面的内容 ① 精心选择元器件

元器件是构成部件或系统的基础。要选择集成度高、抗干扰能力强功耗小的电子器件。

② 元部件要精密调整

元器件的精密度是保证系统完成设定功能的重要保证。因此在使用前或经过一段运行时间之后，都应该对元器件及部件进行精确调整。如A/D芯片的调零及满量程调整等。

③ 采用硬件抗干扰技术

硬件抗干扰技术是设计系统时首选的抗干扰措施，它能有效抑制干扰源，阻断干扰传输通道，只要合理地布置与选择有关参数。硬件抗干扰措施就能抑制系统的绝大部分干扰。常用的硬件抗干扰技术措施有：吸收技术、去耦技术、屏蔽技术、接地技术、隔离技术以及印制电路板布线技术等。

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④ 采用软件抗干扰技术

软件抗干扰方法具有简单、灵活方便、耗费硬件资源少的特点。在微机测控系统中获得了广泛应用。常用的软件抗干扰技术有：数字滤波、信息传输过程的自动检验，系统运行状态监视与发生故障时的自动恢复等。 本次采用硬件抗干扰技术中的屏蔽技术。

通过合理的硬件抗干扰措施，可以消除绝大部分电磁干扰。应用硬件抗干扰措施是经常采用的一种方法。下面做详细介绍。

四 硬件抗干扰措施

① 屏蔽技术

屏蔽技术能有效地抑制通过自由空间传播的电磁干扰，通过应用屏蔽技术，可以限制系统内部的辐射电磁能对外部元件和装置的干扰，同时也防止来自系统外部的辐射干扰进入系统内部。

屏蔽接地其原理可分为电场屏蔽。磁场屏蔽和电磁场屏蔽。

屏蔽分析一般采用两种方法：一种是应用电路理论。另一种是应用场理论. ② 接地技术

实践证明：良好的接地可以在很大程度上抑制系统内部噪声耦合。防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。反之若接地处理得不好，会导致噪声耦合，形成严重干扰。

电气设备中的“地”通常有两种含义：一种是”大地”.另一种是“工作基准地“。所谓“大地”这里是指电气设备的金属外壳，线路等通过通过接地线、接地极与地球大地相连接。这种接地可以保证设备和人身安全，提供静电屏蔽。通路降低电磁感应噪声。

“工作基准地“是指信号回答的基准导体（如控制电源的零电位） 又称“系统地“这是的所谓接地是指将各单元，装置内部各部分电路信号返回线与基准导体之间的连接。这种接地的目的是为各部分提供稳定的基准电位。对这种接地的要求时尽量减小接地回路中的公共阻抗压降，以减少系统中干扰信号公共阻抗耦合。

电气设备接地的目的有三个：其一是为各电路的工作提供基准电位;其二是为了安全，其三是为了抑制干扰。

根据电气设备回路性质和接地目的，可将接地方式分为三类：安全接地、工

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