按鍵與顯示電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

學(xué)習(xí)情境4

按鍵與顯示電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.1學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)外圍顯示和按鍵電路的設(shè)計(jì)和制作；

(2)掌握按鍵和顯示電路的C51程序的編寫和調(diào)試。4.2任務(wù)分析：任務(wù)名稱：在獨(dú)立電路板上設(shè)計(jì)制作單片機(jī)單片機(jī)的按鍵和顯示電路，滿足：（1）在萬用板上制作單片機(jī)的按鍵和顯示電路，使該電路具有和單片機(jī)最小系統(tǒng)的接口，電路的結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；（2）編寫基本控制程序，下載調(diào)試，使該電路實(shí)現(xiàn)基本的按鍵輸入和字符顯示功能。任務(wù)背景：按鍵和顯示是各種電子設(shè)備最基本的人機(jī)交互界面，良好的按鍵和顯示界面是電子產(chǎn)品美觀易用的基礎(chǔ)。本次工作任務(wù)是為一小型溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作按鍵和顯示電路。4.2任務(wù)分析：4.2任務(wù)分析：任務(wù)要求：（1）學(xué)習(xí)單片機(jī)按鍵和顯示電路的原理和電路設(shè)計(jì)方法，合理選擇按鍵和顯示電路的控制芯片和電路結(jié)構(gòu)；（2）完成全電路理論設(shè)計(jì)、繪制電路圖，自制電路板、焊接調(diào)試；（3）撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、調(diào)試總結(jié)報(bào)告及使用說明書。4.2任務(wù)分析：工作任務(wù)所需要的設(shè)備、工具和材料：具有232串行口的計(jì)算機(jī)、雙蹤示波器、5V直流電源、萬用表（模擬或數(shù)字）、電烙鐵、導(dǎo)線，自制電路板的各種工具一套及元器件若干。4.3任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：4.3.1七段LED顯示器4.3.2LED顯示器的顯示方式4.3.3LED顯示器與單片機(jī)接口4.3.4LED的驅(qū)動(dòng)電路4.3.5鍵盤抖動(dòng)及其消除方法4.3.6獨(dú)立式鍵盤4.3.7矩陣式鍵盤4.3.1七段LED顯示器：4.3.1七段LED顯示器：顯示字符共陰極字型碼共陽極字型碼顯示字符共陰極字型碼共陽極字型碼03FHC0HA77H88H106HF9Hb7CH83H25BHA4HC39HC6H34FHB0Hd5EHA1H466H99HE79H86H56DH92HF71H8EH67DH82HP73H8CH707HF8H—40HBFH87FH80H全滅00HFFH96FH90H問題：單片機(jī)控制電路中，應(yīng)如何選擇LED顯示器的結(jié)構(gòu)？4.3.2LED顯示器的顯示方式：N位LED靜態(tài)顯示原理圖4.3.2LED顯示器的顯示方式：N位LED動(dòng)態(tài)顯示原理圖問題：根據(jù)顯示電路的要求，應(yīng)如何選用數(shù)碼管的顯示控制方式？4.3.3LED顯示器與單片機(jī)接口：軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示電路4.3.3LED顯示器與單片機(jī)接口：硬件譯碼驅(qū)動(dòng)器與單片機(jī)及顯示器的接口4.3.3LED顯示器與單片機(jī)接口：元件名稱功能驅(qū)動(dòng)能力備注74LS46、47BCD-七段譯碼/輸出驅(qū)動(dòng)器段驅(qū)動(dòng)8mA輸出開路74LS48BCD-七段譯碼/輸出驅(qū)動(dòng)器段驅(qū)動(dòng)8mA輸出需上拉電阻74LS49BCD-七段譯碼/輸出驅(qū)動(dòng)器段驅(qū)動(dòng)8mAOC輸出4511BCD-七段譯碼/輸出驅(qū)動(dòng)器段驅(qū)動(dòng)8mACMOS器件，輸出鎖存MC14558BCD-七段譯碼無驅(qū)動(dòng)能力MC14547BCD-七段譯碼/輸出驅(qū)動(dòng)器段驅(qū)動(dòng)8mAMC14513BCD-七段譯碼/輸出驅(qū)動(dòng)器段驅(qū)動(dòng)12mA輸出鎖存ICM7212BCD-七段譯碼/輸出驅(qū)動(dòng)器段驅(qū)動(dòng)8mA可靜態(tài)驅(qū)動(dòng)四位共陽極LEDICM72188位動(dòng)態(tài)BCD-七段譯碼器段驅(qū)動(dòng)20mA位驅(qū)動(dòng)170mA可動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8位共陽極LED動(dòng)態(tài)掃描頻率250HZ常用的硬件譯碼集成電路問題：LED顯示器與單片機(jī)接口，應(yīng)選用哪種譯碼方式？為什么?4.3.4LED的驅(qū)動(dòng)電路：靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路4.3.4LED的驅(qū)動(dòng)電路：動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路問題：在LED顯示電路設(shè)計(jì)中，段碼驅(qū)動(dòng)和位碼驅(qū)動(dòng)應(yīng)選用何種驅(qū)動(dòng)方式？有什么差別？工作任務(wù)：如何用74HC373芯片設(shè)計(jì)一種廉價(jià)的基于總線的LED顯示電路？4.3.5鍵盤抖動(dòng)及其消除方法：

鍵被按下閉合穩(wěn)態(tài)按下抖動(dòng)釋放抖動(dòng)

按鍵抖動(dòng)波形4.3.5鍵盤抖動(dòng)及其消除方法：硬件削抖電路4.3.6獨(dú)立式鍵盤：4.3.6矩陣式鍵盤：矩陣式鍵盤工作原理4.3.6矩陣式鍵盤：

掃描法4.3.6矩陣式鍵盤：

線反轉(zhuǎn)法4.3.7鍵盤工作方式：掃描方式：中斷方式：4.4任務(wù)實(shí)施：1.仿真2.焊接、調(diào)試3.編寫程序模塊4.整理制作報(bào)告第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過。滑(葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動(dòng)慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動(dòng)慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計(jì)算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機(jī)軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指示效率機(jī)械效率總效率（絕熱、等溫）二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4.功率和效率三、多極壓縮和中間冷卻第一級(jí)工作循環(huán)o-