图5.3.1
我将详细描述设计到的各方面知识。因为整个毕设所涉及到的知识几乎都是以前没有接触过的。
5.3.1 数码管显示接口
在显示电路的设计方面提供两种方案，第一种是采用四个LCD进行适时显示，这是比较理想的方案，但由于LCD成本较高，且本设计亦无需如此详尽，所以这里还提供另一种方案，用四个LED进行显示，这种方案的缺点是不能适时显示，但也能满足一般设
图5.3.2外部结构及引脚间距
计要求。一般的led数码管有单个独立数码管，双数码管和四数码管几种类型，另外数码管还有“日”字形和“米”字形两种，米字形的数码管可以显示更多的信息，然而对于本设计，只需要显示09之间的数字就可以了。我的设计要求产生0―20M的波形，我选择的是4个单独的数码管（最好是选择四位一体的数码管，在物资科我就买到了这种数码管）。数码管可分为共阳极和共阴极两种，我觉得共阴共阳无所谓，只是在程序上有差别而已。最后选择的是共阳。一般共阳极数码管必须外接电阻，共阴极不一定的。共阴极数码管的发光二极管阴极共地，当某发光二极管的阳极为高电平（一般为＋5V）时，此二极管点亮；共阳极数码管的发光二极管是阳极并接到高电平，对于需点亮的发光二极管使其阴极接低电平（一般接地即可）。显然，要显示某字型就应使此字形的相应字段点亮，实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据至数码管。
我买的数码管每一个都有10个引脚，有2个连接在一起接高电平，另外8个脚接低电平，分别对应相应的发光二极管。
4.3.2键盘接口
本次毕设需要有人机对话功能。即是对单片机应用系统的状态干预，数据的输入以及应用系统向人报告运行状态与运行结果。这个时候，键盘就称为我与单片机联系的必要手段了。就需要配置适当的键盘输入设备。键盘电路的设计应使单片机不仅能识别是否有键按下，还要识别是哪一个键按下，而且能把此键所代表的信息翻译成计算机所能接受的形式。
矩阵式键盘
这样可以合理应用硬件资源，把16只按键排列成4*4矩阵形式，用一个8位I/O口控制,这种按键在无任务是为控制器处于空闲状态，当有按键时就产生中断，进入控制程序。控制程序处理过程一般有以下几个步骤组成：1）确定是否有按键按下，有按键时进行下一步，2）通过行扫描确定已经按下的键是处在哪一个行的，确定以后进行下一步，3）进行列扫描，确定已按键处在哪一行，通过第二和第三两个步骤，我们就可以确定按键的位置，4）消除按键抖动，一般要经过延时10-20毫秒。
这就使矩阵键盘的基本过程，矩阵按键一般适用于需要多个按键的电路，这样可以节省很多I/O口，但是程序复杂，不适于用在简单的电路之中。
图4.3.3
独立按键
在单片机中所需按键较少时多采用独立式键盘。此种键盘结构简单，每只按键接单片机的一条I/O线，通过查询即可示别出每只按键的状态来。一般的独立键盘有分为中断方式和扫描方式。所谓中断方式是指键盘电路在没有按键按下时，微处理器部队其进行任何操作，电路结构如下图所示，上拉电阻将各个端口电压上拉维高电平，且各个引脚电压相与后加载到中断端口，这样就可以保证每次有按键时就会产生中断，中断程序会跳转的相应的位置，对键盘进行相应的扫描，确定是哪一个端口的按键被触发，这是在跳转到相应的程序进行处理，键盘结构简单程序亦非常简单，但是它要用到一个中断借口，单片机的中断系统治又五级中断，且只有两个外部中断源，在这种资源紧缺的情况下着这种解法有时会很浪费，但是它的事实性很好，当有按键时就会得到回应。
另为一种就是扫描电路，就是在下面电路的基础上去掉与门电路，这种电路需要在主扫描程序中加载对电路的扫描程序，即每循环一次就要对键盘电路进行一次扫描，他的缺点就是：实时性不高，不能及时处理键盘上的按键信息，特别
是当主程序很长的时候很容易遗失信息的，另外键盘扫描电路中也要有一个去抖动延时这也需要很多时间来执行，如果主程序对时间要求很高，既cpu资源很有限时，就不可以用此程序控制电路了。
图5.3.4中断方式独立键盘
下面介绍的是我的电路连接图。
图5.3.5
电路连接涉及到单片机的外围电路连接，分别讲述如下：
5.3.3单片机与LED数码管的连接
根据显示器件的不同显示电路也有很大的区别，LCD液晶显示效果好显示的信息也多不过造价太高，不在本设计考虑范围之内，对于LED码管， 又有八字段独立显示数码管和四位八字段显示数码管。对于单个的数码管只需在相应的引脚加载相应的电压就可以使其闪亮，但是这需要多个数码管才能正常的完全的显示出所需的信息，引脚的增加会使电路布线增加很多难度（前面以说了为什么本次毕设用到的居然是单个数码管的）
数码管显示电路有可以分为需要加寄存器的电路和驱动的和不需加寄存器的，当一般来说单片机的四个端口已经可以直接驱动各个数码管，所以很少会在在外部另外加载驱动芯片，有时会加载一些译码芯片，这一般是为了减少多单片机引脚的使用。
单片机与数码管必须通过三极管连接（无论是那种数码管），这样可以加大电流，驱动数码管提高显示效果。第一次选择的是排阻驱动，经过刘老师指正，认识到可能驱动电流不够大，显示效果不够明显，所以改用了三极管。使用的是9018型PNP管。
5.3.4单片机与键盘的连接
单片机与键盘的连接通过排阻连接。这里排阻就是上拉电阻，是用来提升电压。详细情况见上述键盘工作原理。
单片机采用的是外部时钟输入，上电复位方式。除了上电复位，还有按键手动复位两种。两者没有什么太大的差别，选择哪一种都无所谓。这里就简单说说我2种复位方式。上电复位利用的是电容器充电来实现的。按键手动复位又分为：按键电平复位，相当于复位端通过电阻与Vcc电源接通；按键脉冲复位，利用RC微分电路产生正脉冲。
5.3.5单片机与AD7008芯片的连接
如上所述，在串行情况下的AD7008自身连接的电路也是有固定的模式的。而且在了解了单片机的原理后，对于AD7008在串行方式下为什么是这样的模式也有比较清楚的了解了。连接电路的难点与重点就是与单片机的相连。要实现本次毕设的目的，采用的是串行输入电路
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