四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文

1、摘要隨著電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)多用戶多種能耗儀表的自動抄錄己成為可能，同時，住宅小區(qū)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化已成為住宅建設(shè)的發(fā)展方向，應(yīng)用現(xiàn)代化計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)的耗能表遠傳系統(tǒng)也逐漸進入尋常百姓的日常生活。由此設(shè)計出水、電、氣、暖四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是應(yīng)用計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、自動檢測技術(shù)來完成水、電、氣、熱表等的自動監(jiān)控和計費功能。從而實現(xiàn)對整個小區(qū)能源消耗的現(xiàn)代化管理，使物業(yè)管理走向智能化、自動化。它的工作模式為，采集器采集電表脈沖個數(shù)，采集器把采集來的信息存儲在集中器里，便于中心微機隨時調(diào)取各個用戶的用量，同時又可以通過計算機對用戶用量參數(shù)進行設(shè)定，實現(xiàn)管理的自動化、智能

2、化，后備電源的設(shè)計為系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供了保證，使在停電后能夠繼續(xù)工作72小時。關(guān)鍵詞：采集器、集中器、管理微機、后備電源、485總線abstractwith the development of electron and computer, automatic meter reading system has a possibility to be put into reality. the residential district intellectualization, the network have become the residence construct the developme

3、nt direction, using the modernization computer technology, the communication technology, the sensing technology consumes energy the table far biography system also gradually to enter the common peoples daily life. from this designs the water leakage, the electricity, the gas, the warm four table net

4、working system. this system mainly is using the computer technology, the communication technology, the automatic detection technology completes the water, the electricity, the gas, the calorimeter and so on the automatic monitoring and the cost function. thus realizes to the entire plot energy consu

5、mption modern management, causes the estate management to move towards the intellectualization, the automation. its working pattern is, the gathering electric instrument pulse integer, gathering the information storage which gathers in the concentrator,is advantageous for the central microcomputer t

6、o take each user along with the new tunes the amount used, simultaneously may carry on the hypothesis through the computer to the user amount used parameter, the realization management automation, the intellectualization, the reserve power source design has provided the guarantee for the system stab

7、ility, causes can continue after the power cut to work for 72 hours.keywords: gathering, electric,instrument,concentrator,central microcomputer, reserve power, 485bus目錄摘要iabstracii1 緒論11.1 課題的意義與提出11.2 設(shè)計的要求11.3 設(shè)計中注意解決問題32 系統(tǒng)總體方案設(shè)計42.1 系統(tǒng)概述42.2 系統(tǒng)方案設(shè)計52.3 系統(tǒng)工作原理93 硬件的設(shè)計113.1 cpu的選型：113.2 采集器設(shè)計153.3

8、 集中器的設(shè)計303.4 電源及后備電源電路的設(shè)計324 軟件部分384.1 軟件設(shè)計的基本原則384.2 集中器的軟件設(shè)計384.3 采集器的軟件設(shè)計435 經(jīng)濟技術(shù)分析516 總結(jié)與展望52致謝54參考文獻55附 錄56附錄一 傳送協(xié)議56附錄二 x5045中英文翻譯63附錄三 采集器原理圖92附錄四 集中器原理圖93附錄五 系統(tǒng)總原理圖941 緒論1.1 課題的意義與提出1.1.1 課題的意義隨著代化計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)的不斷提高，居民住宅小區(qū)的物業(yè)管理方式也得到了不斷的提高，目前在不少住宅小區(qū)，水、電、燃氣、暖氣等的計量問題已改為由生活小區(qū)的物業(yè)管理部門來統(tǒng)一管理，并且取得了

9、不錯的效果。隨著社會的不斷進步，在物業(yè)管理向規(guī)范化、自動化、簡介化進程的進程中不斷邁進，多表合一遠傳系統(tǒng)必將越來越受用戶的青睞，多用戶四表合一遠傳系統(tǒng)則可以作為其中一個典型的代表。多用戶四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)既減小了工作量，而且還保證了工作的快速，安全可靠，便于統(tǒng)一管理，同時也實現(xiàn)了工作的實時性。設(shè)計該課題可以把我們平時所學(xué)的理論知識應(yīng)用于實際，鞏固了所學(xué)的知識，像單片機，通訊的知識，而且也是硬件和軟件很好的結(jié)合，為以后的工作和學(xué)習打下了堅實的基礎(chǔ)。1.1.2 課題的提出鑒于以上的實際意義，我們設(shè)計四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)運用單片機作為cpu分站，對多個能耗信息進行采樣，采用分布式結(jié)構(gòu)與上位微機構(gòu)成典型的分

10、布式測控系統(tǒng)。該測控系統(tǒng)可通過上位機直接發(fā)命令，進行能耗和參數(shù)的抄取和設(shè)定，工作人員也可通過便攜式鍵盤和顯示板進行現(xiàn)場調(diào)試。具有交流電停電，后備電源能工作72小時的特性。1.2 設(shè)計的要求1）能耗抄取1采集器采集水、電、暖氣、燃氣表的脈沖信息，根據(jù)這些脈沖信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的能耗量，存儲在采集器中。2自動定時對電表抄表，將抄得的數(shù)據(jù)存儲在采集器中3自動定時對采集器抄表，將抄得的數(shù)據(jù)存儲在集中器中。4中心管理微機可隨時抄取各類信息。2）參數(shù)設(shè)置1管理微機可對集中器和采集器的參數(shù)進行設(shè)定。2管理微機可對用戶的用電量、用水量、用燃氣量、用暖氣量的基數(shù)進行設(shè)置。3管理微機可根據(jù)水、電、暖、燃氣四表的脈沖常

11、數(shù)對采集器進行設(shè)定。3）系統(tǒng)保護功能1斷電保護功能，交流電停電后，采集器自動切換后備電源并由后備電源維持其工作，且保證每個采集器的正常工作時間不小于72小時。2電池發(fā)生故障時在采集器上發(fā)出告警燈信號，并在管理微機抄表時將該狀態(tài)發(fā)送給管理微機，以通知管理人員更換電池。4）設(shè)計的技術(shù)指標（1）通信波特率：1200bps。（2）系統(tǒng)通信總線的長度：不小于2400米。其中管理微機到集中器的距離：不小于1200米；集中器到采集器的距離：不小于1200米。 （3）系統(tǒng)所帶的采集器個數(shù)：1616=256個。系統(tǒng)所能帶的集中器個數(shù)：16個。每個集中器所能帶的采集器個數(shù)為16個。（4）每個采集器所帶基表數(shù)：一塊

12、df型多用戶電能表+112塊帶有脈沖輸出的基表（包括熱能表、水表、燃氣表）。16塊基表/卡7卡=112塊基表，注意每個卡上的計量類型的必須一致，即某塊卡一旦被設(shè)定為水表信息，則該板卡上的16個通道全為水表信息，這里的板卡在硬件上可以互換使用，但必須通過參數(shù)設(shè)置來設(shè)定計量類型。（5）后備電源工作時間：不少于72小時。1.3 設(shè)計中注意解決問題本設(shè)計中主要注意解決以下幾個問題：(1)要考慮系統(tǒng)的通信距離來選擇合適的通信標準。(2)要考慮在停電時至少要保證系統(tǒng)計量的正確性（72小時內(nèi)），即考慮現(xiàn)場的后備電源問題。(3)要考慮現(xiàn)場工作的所有情況，包括現(xiàn)場參數(shù)的設(shè)置、系統(tǒng)的調(diào)試以及以后的維護等。(4)由

13、于系統(tǒng)所涉及四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，因此對現(xiàn)場的水、電、燃氣、暖氣基表要有一定的認識，對電脈沖常數(shù)、水脈沖常數(shù)、氣脈沖常數(shù)的理解要正確，對這些脈沖的頻率有個正確的估計，以免cpu在計量時發(fā)生漏計脈沖而增加計量誤差。(5)要考慮現(xiàn)場系統(tǒng)的工作可靠性，要采取一定的抗干擾措施，對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)有一定的保護，對傳送的數(shù)據(jù)一定要用相關(guān)的算法進行校驗。(6)考慮到信號的傳遞呈遞減狀態(tài)，過遠的用戶應(yīng)該設(shè)立數(shù)據(jù)維護信號裝置。以及其他信號在也要有一成保護，以防止泄露訊號。(7)如何對用戶用電，水等規(guī)定一個正常的范圍，對于浪費能源的給予提示，以節(jié)省有限的能源。城市在特別的時候?qū)τ谀撤N能源要求很大，對于這個能建議保證要給主要要害

14、場所不停斷的供給，以保證正常工作的穩(wěn)定。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計在四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，關(guān)鍵的問題是對用戶各種遠傳基表發(fā)出的脈沖進行正確采集和保證數(shù)據(jù)的可靠通信。所以，首先要確定遠傳基表能耗計量的方法，并根據(jù)傳輸距離進一步確定系統(tǒng)的通信標準，制定出四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體方案。2.1 系統(tǒng)概述本課題主要是針對目前居民小區(qū)的水、電、氣和暖等基表能耗計量中存在的問題，以及能耗計量的數(shù)據(jù)遠傳和聯(lián)網(wǎng)等問題而設(shè)計的“四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”。系統(tǒng)主要是運用單片機作為cpu分站，對用戶的水、電、氣和暖等能耗信息進行脈沖采樣，電能耗直接從多用戶電子式電能表中抄取。系統(tǒng)可帶16個集中器，每個集中器又能帶16個采集器，每個采集器又可以帶

15、多達112塊基表和一個多用戶電子式電能表。系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，與上位管理微機構(gòu)成典型的分布式測控系統(tǒng)。根據(jù)以上系統(tǒng)所帶的采集器和集中器個數(shù)，可以簡單計算一下系統(tǒng)的容量：每個采集器可以采集16個用戶的各種能耗信息，每個集中器可帶16個采集器，那么每個集中器就可以收集256個用戶的各種能耗信息：系統(tǒng)可以帶16個集中器，由此系統(tǒng)可以采集4096個用戶的各種能耗信息，且每個用戶可以擁有多達7塊基表。如果以每幢住宅樓40戶計，則系統(tǒng)可以管理102幢小區(qū)住宅，以目前城市住宅的建設(shè)狀況和小區(qū)實際管理的需要，本系統(tǒng)的容量和可以管理的基表種類足可以滿足小區(qū)住宅的建設(shè)規(guī)模和發(fā)展要求。該測控系統(tǒng)既可通過上位微機直接

16、發(fā)命令，自動進行各種遠傳基表（指住宅中使用的具有信號和數(shù)據(jù)遠傳功能的計量表）的能耗、參數(shù)的抄取和設(shè)定，工作人員也可通過專用的紅外抄表器進行抄取和設(shè)定等工作，系統(tǒng)還具有在市電停電時、后備電源能連續(xù)工作不少于48小時的特性。且在此基礎(chǔ)上作簡單的修改，還可構(gòu)成具有其它計量功能的多用戶多表聯(lián)網(wǎng)遠傳系統(tǒng)。四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（簡稱amrs，automatic meter reading system）主要由上位微機、管理軟件、數(shù)據(jù)集中器、數(shù)據(jù)采集器以及各種遠傳能耗基表等組成，是一種不需要人員到達現(xiàn)場就能完成抄讀用戶各種能耗信息的智能化多用戶遠程集中抄表裝置。其中，管理軟件主要實現(xiàn)整個系統(tǒng)各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊，

17、并對整個系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)測、管理和記錄。四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)了住宅能耗計量的高質(zhì)量和高效率管理。2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計2.2.1 通信標準的選擇本系統(tǒng)還有一個重要的問題就是通信問題。由于通信距離要求不少于2400米，因此，要根據(jù)系統(tǒng)的通信距離來選擇合適的通信標準。如果通信距離要求太高的話，可以使用電話線加modem等方式來進行通信。在通信方式中，大多數(shù)采用串行通信方式。這里不妨先對常見的串行總線標準作一比較。常用總線標準有rs-232, rs-422和rs-485等川。其中，rs-232是異步串行通信中應(yīng)用最廣的一種標準總線，其單向數(shù)據(jù)傳輸最大速率為20kbps，最大傳送距離為15m，顯然這種總

18、線標準在通信距離方面是不能滿足本系統(tǒng)的技術(shù)要求的，且其數(shù)據(jù)傳輸速率較慢、易產(chǎn)生串模干擾。rs-422傳輸距離較遠，最短為12m，數(shù)據(jù)傳輸最大速率為lombps:當速率為1mbps時，傳輸距離可達120m;當速率為100kbps時，傳輸距離可達1200m; rs-422抗干擾能力強、傳輸速率快，且為全雙工的。我們知道，rs-232與rs-422有一個顯著特點，即rs-232接口與rs-422接口通常只用于點對點通信的系統(tǒng)中，若系統(tǒng)中需要相互通信的節(jié)點數(shù)超過兩個時，則它們都不能直接滿足要求。為此，eia制定了新的接口標準rs-485，它能支持一點對多點的通信，rs-485的電氣標準與rs-422完

19、全一樣，只是rs-485工作于半雙工方式。rs-485標準總線是一種平衡傳輸方式的串行口接口標準，它允許在電路中有多個發(fā)送器，且允許一個發(fā)送器驅(qū)動多個負載設(shè)備，負載設(shè)備可以是被動發(fā)送器、接收器或收發(fā)器的組合單元。rs-485的共線電路結(jié)構(gòu)是一對平衡傳輸?shù)膬啥硕寂渲媒K端電阻，其發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器可以掛在平衡傳輸線上任何位置，在數(shù)據(jù)傳輸中實現(xiàn)多個驅(qū)動器與接收器共用同一條傳輸線的多點應(yīng)用。rs-485通信接口的信號傳輸是用兩根線之間的電壓差來表示邏輯“1”或“0”的，因為發(fā)送端需兩根傳送線，而接收端也只需要兩根傳送線，這樣，rs-485接收與發(fā)送端僅需兩根線就能完成信號的傳輸。rs-485標

20、準總線的特點是:抗干擾能力強、傳輸速率高、傳送距離遠，在采用雙絞線，不用modem的情況下，在1 ookbps的傳輸速率時可傳送1200米，若速率為9600bps時，可以傳送1500米、甚至更遠一些。由于rs-485具有上述優(yōu)點，能夠支持一點對多點的通信，便于組網(wǎng)，通信距離也能滿足本系統(tǒng)的設(shè)計要求;且四表聯(lián)網(wǎng)遠程抄表系統(tǒng)對實時性的要求不高，能耗的抄取也是不常發(fā)生的，一般情況下一個月僅需抄表一次。所以本系統(tǒng)選擇了半雙工的rs-485通信標準。2.2.1 系統(tǒng)總體方案的確定在確定了脈沖采集方案和用rs-485通信標準進行通信后，就可以進行系統(tǒng)的總體設(shè)計了。這里，既要充分考慮到rs-485通信標準中

21、對傳輸距離和波特率的限制，又要兼顧到系統(tǒng)的帶載能力。為了增加整個遠傳系統(tǒng)的可靠性，在各種基表與上位管理微機之間，本文采用了采集器、集中器兩級結(jié)構(gòu)形式，系統(tǒng)的總體分布結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所示。上位微機與集中器之間可通過rs-485總線進行數(shù)據(jù)傳輸，采集器通過屏蔽雙絞線采集用戶各種遠傳能耗基表的脈沖信息，并進行換算和存儲;采集器對電量的采集可以直接通過df型電能表上的rs-485接口接收用戶的電量信息，也可以通過采集器上的紅外接口，利用專用紅外抄表器對采集器進行各種能耗信息的讀取等。系統(tǒng)之所以采用這種方案主要基于以下考慮:紅外接口rs-485rs-485上位微機（pc機）集中器1集中器2集中器n采集器

22、1采集器2采集器m圖2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖df型電表采集卡1采集卡x水表水表水表水表紅外抄表器首先，成熟的技術(shù)保證了系統(tǒng)的順利實現(xiàn)。一方面，隨著目前遠傳基表市場的日趨成熟和科學(xué)技術(shù)的不斷完善進步，國內(nèi)市場已出現(xiàn)許多能夠生產(chǎn)符合國家計量標準的遠傳基表專業(yè)廠家。各種遠傳基表的結(jié)構(gòu)越來越精巧緊湊，產(chǎn)品也日趨豐富，且這些遠傳基表能夠可靠、準確地送出用戶各種遠傳的能耗數(shù)據(jù):另一方面，傳輸網(wǎng)絡(luò)目前一般采用rs-485或lon works技術(shù)來構(gòu)建傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺，其技術(shù)本身也是完全成熟的，只要能夠正確地組網(wǎng)、進行相應(yīng)的軟件開發(fā)并制定出完善的通訊協(xié)議就能確保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠。這兩方面的技術(shù)保證了系統(tǒng)能夠?qū)?/p>

23、分散的各種用戶能耗信息進行準確地計量、采集和遠傳。其次，由于本系統(tǒng)對各種遠傳基表的脈沖采集采用了軟件計脈沖方法，且充分考慮到水、電、氣、暖等基表各自脈沖常數(shù)的差異和特征，同時對用戶的電能耗進行了單獨采集。這一方面可以保證采集器在進行水、電、氣、暖等能耗信息采集時不會發(fā)生電脈沖信息的丟失，另一方面也可以充分利用現(xiàn)有的多用戶電能表資源。這對系統(tǒng)的應(yīng)用推廣而言，顯然成本要大大降低。再次，系統(tǒng)采用了rs-485通信標準。由于 rs-485接口在一個通道上可進行半雙工通信，所以，只需兩根線便可實現(xiàn)雙向通信，且可以方便地構(gòu)成一點對多點或多點之間的相互通信(注:總線上掛接的節(jié)點數(shù)目因選擇的接口驅(qū)動芯片而異，

24、目前可以掛接16,32, 64, 128個節(jié)點，甚至更多izl。因此可以用組建rs-485網(wǎng)的方式將系統(tǒng)中的采集器、集中器和上位微機等構(gòu)成有機統(tǒng)一的兩級分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一方面，這更便于系統(tǒng)的綜合布線和擴充，也便于迅速發(fā)現(xiàn)和排除故障，同時，兩級分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也更有利于用戶能耗數(shù)據(jù)的可靠存儲，大大提高系統(tǒng)的帶載能力;另一方面，兩級分布式測控系統(tǒng)還便于系統(tǒng)的靈活運用和組合，更能滿足小區(qū)建設(shè)規(guī)模大中小的變化要求，市場的適應(yīng)性和靈活性較大，且兩級分布式測控系統(tǒng)擴大了系統(tǒng)的應(yīng)用能力和增加了用戶的管理數(shù)群，可以明顯地降低用戶的分攤成本，對系統(tǒng)推廣和應(yīng)用而言更趨于合理。此外，上位微機的應(yīng)用可以更加有效地對用戶

25、各種耗能數(shù)據(jù)進行儲存、處理和分析，可以實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢、數(shù)據(jù)通訊、帳單票據(jù)打印、報表生成以及便于系統(tǒng)維護等等功能;還可以方便地對數(shù)據(jù)采集器、集中器進行參數(shù)設(shè)置、運行狀況監(jiān)控等，保證系統(tǒng)的正常運行。當然，借助于調(diào)制解調(diào)器、市話網(wǎng)或internet等成熟的應(yīng)用組網(wǎng)技術(shù)，還可以實現(xiàn)水、電、氣、暖等四家專業(yè)公司以及銀行部門與系統(tǒng)的上位微機pc的通訊，遠程獲取數(shù)據(jù)。最后，還可以對系統(tǒng)稍做改造和進行相關(guān)軟件版本的升級，實現(xiàn)本系統(tǒng)向多用戶多表合一遠傳智能系統(tǒng)的過渡，如可以實現(xiàn)多表統(tǒng)抄，對用戶的其它表具如電流表、電壓表、壓力表、流量表等各種參量進行采集，還可以對系統(tǒng)進行改造升級和功能擴充實現(xiàn)對多參量計量表的

26、計量采集(如斷線報警、泄漏報警等)。只不過這是本課題以后要研究的內(nèi)容。2.3 系統(tǒng)工作原理四表聯(lián)網(wǎng)遠程抄表系統(tǒng)主要由上位微機、集中器、采集器和各種遠傳基表等構(gòu)成兩級分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其原理是利用各種遠傳基表送出的脈沖信號，該信號經(jīng)傳輸線傳送至采集器，由采集器進行采集累計等處理，然后通過線纜傳輸?shù)郊衅髦?、再?jīng)集中器將匯總后的多用戶各種能耗信息送到pc機，進行聯(lián)網(wǎng)計量基表能耗數(shù)據(jù)的自動處理。為了實現(xiàn)用戶各種能耗數(shù)據(jù)的集中抄收，除了對每一個遠傳能耗基表的脈沖信息進行正確采集及累計外，還需要長時間可靠地加以儲存并在需要時將其傳輸給管理中心計算機。數(shù)據(jù)采集器便能實現(xiàn)這個功能，它用于接收用戶各種遠傳能耗基

27、表的脈沖信號，同時，在采集器中的數(shù)據(jù)還能通過其板上設(shè)計的rs-485通信接口被采集器和pc機遠程抄取，也可以通過其紅外接口由便攜式紅外抄表器進行現(xiàn)場抄取。一個采集器能根據(jù)參數(shù)的設(shè)置對多塊遠傳基表的能耗數(shù)據(jù)進行計量，可同時記錄用戶的多個遠傳基表的能耗數(shù)據(jù)。采集器由可充電的電池作為后備電源，在市電斷電的情況下，由電池單獨向采集器和遠傳基表供電，以保證采集器繼續(xù)對水表、暖氣表和燃氣表等進行正常抄收。采集器采集用戶的水、暖、燃氣等表的能耗脈沖信息，并將這些脈沖信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的能耗量，存儲在采集器中，等待集中器或上位微機的遠程抄錄。集中器介于采集器和上位微機之間，起橋梁和紐帶作用，集中器一方面起到保護數(shù)

28、據(jù)的作用，減輕系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的負擔，擴大系統(tǒng)的通信距離和帶載能力，增加系統(tǒng)的用戶容量;另一方面，它自動定時地對采集器進行抄表或根據(jù)人(如管理員)的命令要求進行遠程抄表，并將抄得的數(shù)據(jù)儲存在集中器中，等待上位微機的抄錄。上位微機可以對采集器、集中器的參數(shù)進行設(shè)置，預(yù)置用戶各種基表的能耗，同時可以隨時通過操作界面根據(jù)提示進行用戶的各類能耗信息的遠程抄取、計費、匯總、統(tǒng)計、報表提交和打印等。該系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了大量的住宅能耗信息的集中統(tǒng)一管理，而管理機構(gòu)只需投入少量人員即可實現(xiàn)遠程集中抄表，并自動完成數(shù)據(jù)的采集、累計、費用計算，實現(xiàn)住宅能耗計量的高質(zhì)量和高效率管理。3 硬件的設(shè)計3.1 cpu的選型：本系統(tǒng)

29、選用單片機芯片為at89c52,其主要特點如下：有適用于控制應(yīng)用的指令系統(tǒng)和8位cpu；有布爾處理器，它由可尋址位、位處理指令集和相當于累加器的進位位c組成，布爾處理器可大大提高89c51的邏輯處理能力；有4個8位并行口，口中各位可單獨尋址；有一個全雙工的串行口；有兩個16位的定時器/計數(shù)器；全靜態(tài)工作，3級程序存儲器保密；4kb可編程程序flash存儲器（可經(jīng)受1000次的寫入/擦除）；3級程序存儲器保密，128*8字節(jié)內(nèi)部ram；32條可編程i/o線，6個中斷源；編程串行通道；片內(nèi)時鐘振蕩器。at89s52主要性能如下： at89s52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k

30、在系統(tǒng)可編程flash 存儲器。使用atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng) 可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。at89s52具有以下標準功能： 8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram， 32 位i/o 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52 可降至0hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種

31、軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器 8k 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 flash a 。at89c52引腳圖如右圖3.1所示：圖3.1 89c52引腳圖p0 口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏 輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， p0具有內(nèi)部上拉電阻。 在flash編程時，p0口也用來接收

32、指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 圖3.1at89c52引腳圖p1 口：p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和時器/計數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex）。 在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)。 引腳號第二功能 p1.0 t2（定時器/計數(shù)器t2的外部

33、計數(shù)輸入），時鐘輸出 p1.1 t2ex（定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） p1.5 mosi（在系統(tǒng)編程用） p1.6 miso（在系統(tǒng)編程用） p1.7 sck（在系統(tǒng)編程用） p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr） 時，p2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，p2 口使用很

34、強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如movx ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。 在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 p3 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用。 在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。 端口引腳 第二功能p3.0 rxd(串行輸入口)p3.

35、1 txd(串行輸出口)p3.2 into(外中斷0)p3.3 int1(外中斷1)p3.4 to(定時/計數(shù)器0)p3.5 t1(定時/計數(shù)器1)p3.6 wr(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)p3.7 rd(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，p3口還接收一些用于flash閃存編程和程序校驗的控制信號。rst復(fù)位輸入。當振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。ale/prog當訪問外部程存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ale仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外

36、部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ale脈沖。對flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令才能將ale激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ale禁止位無效。psen程序儲存允許（psen）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當at89c52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次psen有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次psen信號。ea/vpp外部訪問允許，欲使cpu僅訪問外部程序存儲器

37、（地址為0000h-ffffh），ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。flash存儲器編程時，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當然這必須是該器件是使用12v編程電壓vpp。at89c52的功能很強，多用戶四表合一遠傳系統(tǒng)采用的是at89c523.2 采集器設(shè)計采集器是微處理器控制的智能設(shè)備，是四表系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。其作用是采集水、電、煤氣、暖氣四個表計的電脈沖信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)信息記錄保存。在系統(tǒng)中，它通過rs-485通信電纜與集中器通信。接收集中器發(fā)來的各

38、種命令，向集中器傳送所記錄的用戶表計數(shù)據(jù)及狀態(tài)，此外采集器還可通過紅外通訊接口，在現(xiàn)場與手抄器通信，接受手抄器發(fā)出的各種命令，傳送采集器所記錄的各種數(shù)據(jù)。3.2.1 遠傳基表的選擇目前遠傳水表、遠傳熱能表和遠傳燃氣表等基表的信號輸出大都是機械磁控式的，是通過加裝各種感應(yīng)探頭組建來實現(xiàn)的，本系統(tǒng)采用自保持開關(guān)型的，它們的工作原理十分相似，大致的工作原理為：在某一字輪相對應(yīng)的位置設(shè)置感應(yīng)開關(guān)k,它是帶自保功能的觸點開關(guān)，在字輪上面設(shè)置不同特性的兩個感應(yīng)部件a和b。使用時，字輪轉(zhuǎn)動，當a轉(zhuǎn)至k的位置時，k被a感應(yīng)處于“開”的位置。a轉(zhuǎn)走后，k仍保持為“開”的狀態(tài)，直到b轉(zhuǎn)到k時才被感應(yīng)“關(guān)”閉。b轉(zhuǎn)

39、走后，k仍處于“關(guān)”的狀態(tài)，直到a 的再次轉(zhuǎn)來。依次周而復(fù)始，形成嚴格按基表的能耗量實現(xiàn)“開關(guān)開”發(fā)出一個方波脈沖信號。在基表的基礎(chǔ)上用自保持開關(guān)型原理改裝的遠傳基表成功的克服了顫動、磁干擾、耗電、引線多等缺點，僅用兩條線就可以實現(xiàn)信號開、信號關(guān)、斷線和短路四種狀態(tài)的檢測，是目前最為理想的遠傳傳感方式。這樣，系統(tǒng)就可以采集這些脈沖信號，并據(jù)此來計算用戶的相應(yīng)能耗用量。遠傳水表、遠傳熱能表和遠傳燃氣表等基表的脈沖常數(shù)（脈沖常數(shù)指每消耗1單位的能量所產(chǎn)生的脈沖個數(shù)），目前市場上基表一般為10、100，即使考慮用戶使用最大量，這三個基表的脈沖頻率也是十分低的。例如，當水表脈沖常數(shù)是100imp/kk

40、g時，最短時間約20秒才產(chǎn)生一個方波脈沖。電子式電能表替代感應(yīng)式電能表是民用電表行業(yè)的趨勢，普通的電子式電能表大多數(shù)采用專用的電度表芯片?？繉Ｓ眯酒a(chǎn)生的電能累計脈沖去驅(qū)動機電式字輪，它的脈沖頻率較高，常用的電表脈沖常數(shù)為1600imp/kw，顯然電能表比其它三表（即水表、燃氣和暖氣表）的脈沖頻率要高的多。通過上面的介紹，我們知道遠傳能耗表的改制是通過加裝各種感應(yīng)探頭組件來實現(xiàn)的。這種感應(yīng)探頭能夠探知能耗基表機械轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，機械轉(zhuǎn)盤每旋轉(zhuǎn)一圈，該感應(yīng)探頭便輸出一個脈沖信號。將該脈沖記錄并累計下來，便能準確的反應(yīng)轉(zhuǎn)動圈數(shù)，從而達到將機械轉(zhuǎn)盤數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號的目的；將轉(zhuǎn)軸的圈數(shù)通過一定得計算，便能

41、轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的能耗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)所用的能耗基表應(yīng)分別符合gb/t778.1396、gb/t1528394和gb/696886的要求（以上三個標準分別為水、電和燃氣表的國家標準），其計量精度由遠傳計量能耗基表來確定。對能耗計量的本質(zhì)是對用戶各種遠傳能耗基表送出的脈沖進行計數(shù)的問題。這樣，就需要進行遠傳基表脈沖采集方案的設(shè)計。方案一:計數(shù)器計脈沖法原理說明：脈沖信號通過濾波器（四分頻），后計數(shù)器開始采集脈沖，計數(shù)器為連續(xù)工作方式，每采集四個脈沖，就會出現(xiàn)一個上升沿或一個下降沿，再出現(xiàn)四個脈沖又有一個下降沿或上升沿，再通過微分電路進行電平轉(zhuǎn)換，即上升沿轉(zhuǎn)換為高電平，反向后通過觸發(fā)器，到達數(shù)據(jù)選擇器，單片機

42、通過循環(huán)掃描的方式對四十八路數(shù)據(jù)選擇器進行掃描，如果采集到一個低電平，就在相應(yīng)的存儲單元中加1（低電平有效），如果存儲單元中的數(shù)達到某一基數(shù)，則在相應(yīng)的用戶下加一。每進行完一次掃描，觸發(fā)器必須復(fù)位。如果計算機要采集數(shù)據(jù)，單片機進入中斷程序，與計算機通信。方案一的優(yōu)缺點：優(yōu)點：（1）對硬件性能要求不高，并能有效運用單片機的接口（2）不要求精確計算，實現(xiàn)容易；（3）適應(yīng)于多用戶，多頻率，性能強；（4）軟硬件相結(jié)合，程序設(shè)計相對簡單。缺點：即當用戶增加時，所用硬件也會比例增加，成本大幅度增加。原理圖（圖3.2）：計 算 機89c52看門狗存儲器顯示電路數(shù)據(jù)選擇器看門狗看門狗看門狗看門狗看門狗看門狗脈

43、沖輸入脈沖輸入圖3.2 計數(shù)器計脈沖法原理圖 方案二:軟件計脈沖無集中器法原理說明：設(shè)每出現(xiàn)一個下降沿讀一次數(shù)，所以每隔一段時間對脈沖進行一次采樣。采樣完后延遲12ms，經(jīng)去抖程序處理后，如果真正存在輸入信號，則在暫存后與存儲器中的數(shù)據(jù)進行對比，如果相同則進入計數(shù)子程序計數(shù)，計數(shù)完畢后，存入存儲器中，繼續(xù)進行一次掃描。如果計算機要采集數(shù)據(jù)，單片機進入中斷程序，與計算機通信。方案二的優(yōu)點主要有：（1）使用硬件較少；（2）可移植性比較強；（3）體積小，價格便宜。 缺點如下：（1）主要的問題是傳輸距離有限，無法真正的實現(xiàn)遠距離抄表；（2）當用戶數(shù)量增加時，會占用大量端口；（3）程中需準確的采樣時間設(shè)

44、定（采應(yīng)時間對于這一設(shè)計方案具有至關(guān)重要的意義）。原理流程圖（圖3.3）：yy上次采集值b.x=0開始x=0上次采集值b.x=0調(diào)用計量子程序x到計量值x加1返回圖3.3 軟件計脈沖法原理圖nnn方案三：軟件計脈沖帶集中器法這種方案原理、優(yōu)點與方案二相同，但卻解決了一個方案二存在的主要問題-傳輸距離有限，無法真正的實現(xiàn)遠距離抄表。這種方案中電腦與采集器之間由集中器進行連接，集中器把采集器中數(shù)據(jù)提取到其存儲器中，等候電腦的查詢。由于有集中器連接，增大了傳輸距離，使其擴大到2.4km，足夠?qū)崿F(xiàn)遠程抄表的要求?？傮w框架圖如下所示（圖3.4）：計算機集中器采集器采集器圖3.4 計脈沖帶集中器法總體框架

45、圖脈沖采集方案的確定由于水、電、氣、暖的計量要求符合國家的計量標準，這就要求我們在選擇脈沖計量方案時，盡量選用計量準確的方案，因此我們選擇方案二或方案三。通信標準的選擇 本系統(tǒng)還有一個重要的問題就是通信問題。由于通信距離要求不少于2400米，因此，要根據(jù)系統(tǒng)的通信距離來選擇合適的通信標準。如果通信距離要求太高的話，可以使用電話線加modem等方式來進行通信。 在通信方式中，大多數(shù)采用串行通信方式。這里不妨先對常見的串行總線標準作一比較。常用總線標準有rs-232, rs-422和rs-485等川。其中，rs-232是異步串行通信中應(yīng)用最廣的一種標準總線，其單向數(shù)據(jù)傳輸最大速率為20kbps，最

46、大傳送距離為15m，顯然這種總線標準在通信距離方面是不能滿足本系統(tǒng)的技術(shù)要求的，且其數(shù)據(jù)傳輸速率較慢、易產(chǎn)生串模干擾。rs-422傳輸距離較遠，最短為12m，數(shù)據(jù)傳輸最大速率為lombps:當速率為1mbps時，傳輸距離可達120m;當速率為100kbps時，傳輸距離可達1200m; rs-422抗干擾能力強、傳輸速率快，且為全雙工的。 我們知道，rs-232與rs-422有一個顯著特點，即rs-232接口與rs-422接口通常只用于點對點通信的系統(tǒng)中，若系統(tǒng)中需要相互通信的節(jié)點數(shù)超過兩個時，則它們都不能直接滿足要求。為此，eia制定了新的接口標準rs-485，它能支持一點對多點的通信，rs-

47、485的電氣標準與rs-422完全一樣，只是rs-485工作于半雙工方式。 rs-485標準總線是一種平衡傳輸方式的串行口接口標準，它允許在電路中有多個發(fā)送器，且允許一個發(fā)送器驅(qū)動多個負載設(shè)備，負載設(shè)備可以是被動發(fā)送器、接收器或收發(fā)器的組合單元。rs-485的共線電路結(jié)構(gòu)是一對平衡傳輸?shù)膬啥硕寂渲媒K端電阻，其發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器可以掛在平衡傳輸線上任何位置，在數(shù)據(jù)傳輸中實現(xiàn)多個驅(qū)動器與接收器共用同一條傳輸線的多點應(yīng)用。rs-485通信接口的信號傳輸是用兩根線之間的電壓差來表示邏輯“1”或“0”的，因為發(fā)送端需兩根傳送線，而接收端也只需要兩根傳送線，這樣，rs-485接收與發(fā)送端僅需兩根線

48、就能完成信號的傳輸。rs-485標準總線的特點是:抗干擾能力強、傳輸速率高、傳送距離遠，在采用雙絞線，不用modem的情況下，在1 ookbps的傳輸速率時可傳送1200米，若速率為9600bps時，可以傳送1500米、甚至更遠一些。 由于rs-485具有上述優(yōu)點，能夠支持一點對多點的通信，便于組網(wǎng)，通信距離也能滿足本系統(tǒng)的設(shè)計要求;且四表聯(lián)網(wǎng)遠程抄表系統(tǒng)對實時性的要求不高，能耗的抄取也是不常發(fā)生的，一般情況下一個月僅需抄表一次。所以本系統(tǒng)選擇了半雙工的rs-485通信標準。圖3.5 74hc244引腳圖3.2.2 采集脈沖部分設(shè)計所用芯片介紹：(1)74hc24474hc244是八同相緩沖器

49、/線驅(qū)動器，片內(nèi)有二組三態(tài)緩沖器，每組4個，分別由一個門控端控制。即第一組：輸入：1a1-1a4,輸出1y1-1y4,門控端點1;第二組：輸入2a1-2a4,輸出2y1-2y4,門控端2。門控端低電平有效時，輸入端信號從輸出端輸出；門控端信號無效時，74hc244輸出端呈高阻態(tài)。其引腳圖如圖3.5，功能表如下表：輸入輸出1g2gayllllllhhhhx高阻表3.1 74hc244功能表圖3.6 74hc138引腳圖(2)74ls13874ls138是一種常用的二進制譯碼器。有3個輸入端a0-a1接收二進制編碼，輸出端y0-y7共8條譯碼輸出線。有3個片選端s1,s2,s3。74ls138譯碼

50、器的引腳圖3.6，4ls1線-8線譯碼器74ls138的功能表如表：表3.2 74hc138功能表輸入輸出s1+a2a1a00xxxx11111111x1xxx111111111000001111111100011011111110010110111111001111101111101o011110111101o111111011101101111110110111111111103.2.3 采址的確定集中器的公共部分與采集器的相同，與cpu的p2.4-p2.7連的是一個bcd碼撥盤?？梢酝ㄟ^撥動撥碼開關(guān)設(shè)定，經(jīng)過8421碼與十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換，選擇要讀取哪個采集器的數(shù)據(jù)。上拉電阻的能增加高電平的

51、噪聲容限，起抗干擾的作用。3.2.4 與電表和集中器通訊的硬件設(shè)計圖3.7 sn75lbc184引腳圖由于系統(tǒng)通信總線的長度不小于2400米。其中采集器到集中器的距離不小于1200米，所以應(yīng)選用rs-485異步串行總線，主要通訊芯片是sn75lbc184。sn75lbc184，如圖3.7。sn65lbc184與sn75176差分數(shù)據(jù)線收發(fā)器商業(yè)標準兼容，片內(nèi)a、b引腳接有高能量瞬變干擾保護裝置。這種結(jié)構(gòu)能承受峰值為400瓦（典型值）的過壓瞬變，從而顯著地提高器件抗過壓瞬變的可靠性。過壓瞬變的來源通常是雷電，靜電放電和交流電故障。普通的rs-485收發(fā)器很容易被過壓瞬變損壞，如果要有效的加以保護

52、。一般需外加包括隔離變壓器在內(nèi)的保護器件。使用75lbc184，可直接與傳輸線相連接而不需要熱和外加保護元件，這提供了一種可靠，低價和簡單的設(shè)計方案。本器件還具有適合于電噪聲環(huán)境中的合用數(shù)據(jù)總線應(yīng)用的許多特點。差分驅(qū)動器設(shè)計成限斜率的，即有意降低發(fā)送信號上升沿和下降沿的斜率。這種設(shè)計，通信數(shù)據(jù)率仍可達250kbt/s，并使電磁干擾減到最小，同時能減少傳輸線終端不匹配引起的反射，因而可降低對傳輸線匹配的要求。接受器的獨特設(shè)計是當輸入端開路時，其輸出為高電平，這一特性保證接收器輸入端電纜有開路故障時，不影響系統(tǒng)的正常工作。接收器的另一特點是輸入阻抗為rs-485標準輸入阻抗的2倍（24k），故可以

53、在總線上連接64個收發(fā)器。sn75lbc184的工作溫度為0度到70度：sn6lbc184則為-40度到85度。特點如下：具有瞬變電壓抑制功能，能防雷電和抗靜電放電沖擊；限斜率驅(qū)動器，使電磁干擾減到最小，并能減少傳輸線終端不匹配引起的反射；總線上可掛64個收發(fā)器；接收器輸入端開路故障保護；具有熱關(guān)斷保護；滿足或超過eia rs-485和iso/iec 8482：1993（e）標準；低禁止電源電流：300ua（最大）。r: “接收器輸出端”。 如果a比b高200mv時“r0”將為高電平a比b低200mv時“r”將為低電平.d:“發(fā)送器輸入端”。在“d”上的低電平,迫使輸出“a”為低電平輸出“b”

54、為高電平。同樣在“d” 上的高電平, 迫使，輸出“a”為高電平輸出“b” 為低電平/re: “接收器輸出使能”de:“發(fā)送器輸出使能端”。當置“de”為高電平時,發(fā)送器輸出“a” 和“b”使能。當置 “de”為低電平時，他們?yōu)楦咦钁B(tài).如果發(fā)送器輸出使能,器件功能為發(fā)送器，而他們?yōu)楦咦钁B(tài)時，如果“/re”為低,則器件功能為接收器。a:不變化的接收器輸入和不變化的發(fā)送器輸出。b:隨之翻轉(zhuǎn)的接收器輸入和發(fā)送器輸出。 發(fā)送功能表： 使能端de輸出端a輸出端bhhlhlhlzz表3.3 sn75lbc184發(fā)送功能表接收功能表：差分輸入a-b使能短輸出端rvid0.2vlh-0.2vid0.2vl?vi

55、d-0.2vllxhzopenlh表3.4 sn75lbc184接收功能表注：h：高電平，l：低電平，z：高阻態(tài)，x：任意電平，?：狀態(tài)不定，vid： a和b兩線的電壓差a-b與sn75lbc184的1到4好引腳相連的是4個光電耦合器。 光耦是通過輸入信號使發(fā)光二極管發(fā)光，其光線又使光敏三極管產(chǎn)生電信號輸出，從而既完成了信號的傳遞又實現(xiàn)了電氣上的隔離，有抗干擾的作用。3.2.5 鍵盤與顯示器的設(shè)計本系統(tǒng)鍵盤采用的是2行x 8列的矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)如圖3.5，顯示器采用的是led顯示器如圖3.8，之所以不用lcd顯示器是因為lcd是液晶材料制成的，利用外部光的反射起顯示作用，本身并不發(fā)光，晚上很難看清楚，而led顯示器是由發(fā)光二極管組成，亮度高。led采用靜態(tài)顯示方式，各位的共陰極連接在一起并接地；每位的段選線（a-dp）分別與一8為的鎖存輸出相連。顯示器中的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。所以，靜態(tài)顯示的亮度都較高。由于鍵盤和顯示器分別屬于輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，可以共用一部分i/o接口，把鍵盤和顯示器組合在一起，以節(jié)省 i/o口線。 下方的一個移位寄存器74hc165用于掃描鍵盤，其余的74hc164用于外接led數(shù)碼顯示器。該電路用i/o口較少，靜態(tài)顯示亮度較大，