2.6 显示与操作单元电路工作原理
2.6.1 面板显示电路详解
电磁炉中按显示器件的不同，常有发光二极管显示（低档机用）、液晶显示（中、低档机用）、LED数码显示（中、低档机用）及荧光显示VFD（高档机用）等几种。
（1）发光二极管显示电路
发光二极管显示常有三种电路形式，即直接驱动式、带一级放大电路驱动式和移位寄存器驱动式等。
①直接驱动式。尚朋堂SR-1602/06机型发光二极管直接驱动式电路原理图如图2-43所示。单片机U1的
脚输出低电平SB（开机指令）信号时，开机指示灯LED1得到正向偏置而导通，从而达到发光显示。
图2-43 发光二极管直接驱动式电路原理图
②带一级放大电路驱动式。万宝牌DCZ-13机型发光二极管带一级放大电路驱动式原理图如图2-44所示。以开机功能为例，当按下开机按键ON/OFF时，单片机的⑥脚输出低电平，三极管2Q2导通，电源+5V通过插排2CN1→2Q2发射极→集电极加至4个二极管的正极，与此同时，单片机的⑩脚也输出低电平，从而使开机发光二极管得到正偏电压而点亮。其余发光二极管的点亮规律读者可自行分析。
图2-44 带一级放大电路驱动式原理图
③移位寄存器驱动式。目前电磁炉的面板显示项目较多，与之相对应的控制端口也需要较多，然而单片机的端口是非常有限的，为了解决这个矛盾，就需要采用移位寄存器来扩展端口。
电磁炉中常用的移位寄存器为74HC164，它是一个8位串行输入并行输出单向移位寄存器，逻辑符号图如图2-45所示，各脚主要功能如表2-3所示。
图2-45 移位寄存器（74HC164）逻辑符号图
表2-3 74HC164各脚主要功能
以奔腾PC19N-B机型为例，发光二极管移位寄存器驱动式电路原理如图2-46所示。
图2-46 发光二极管移位寄存器驱动式电路
（2）LED数码显示电路
LED数码显示是以发光二极管作为7个显示笔画并按照共阴或共阳方式连接而成的。为了方便使用，就将多个数字字符封装在一起成为多位数码管，电磁炉中常用3位、4位数码管。常见的3位、4位LED数码管外形如图2-47所示。
图2-47 3位、4位LED数码管外形图
LED数码管的7个笔画电极分别为A～G，DP为小数点，如图2-48（a）所示。LED数码管内部的LED有共阴极与共阳极两种连接方式，如图2-48（b）、（c）所示。共阴极就是内部的LED阴极（负极）连接在一起作为一个公共端引出，阳极作为单独的引出端；共阳极就是内部的LED阳极（正极）连接在一起作为一个公共端引出，阴极作为单独的引出端。LED数码管的引脚通常有两排，当字符面朝向自己时，左上角的引脚为①脚，顺时针依次排列其他引脚。
图2-48 LED数码管电极及内部两种连接方式
以奔腾PC19N-B机型为例，LED数码管移位寄存器驱动式电路原理如图2-46所示。
单片机的⑥脚输出串行信号送至移位寄存器IC102（74LS164）的①脚、②脚，单片机的⑦脚输出时钟振荡信号送至IC102的⑧脚，移位寄存器得到串行输入信号后，经内部译码处理从③脚、④脚、⑤脚、⑥脚、⑩脚、
脚、
脚、
脚输出八段码信号至显示屏，此时单片机的⑩脚、⑧脚、⑤脚输出位驱动信号，经Q3、Q2和Q5放大也加至显示屏，从而使显示屏发光点亮。
在操作开机、定时、定温、加热等功能时，由于单片机的⑩脚、⑧脚输出高电平，Q1或Q4导通，驱动后级对应所带的发光二极管点亮。
（3）荧光显示（VFD）电路
荧光显示，也称VFD显示，它主要由显示驱动电路和真空荧光屏等组成。其中真空荧光屏内部由灯丝（阴极）、栅极、笔画电极（阳极）等组成，外形结构如图2-49（a）所示；苏泊尔T0310机型荧光显示电路如图2-49（b）所示。
图2-49 真空荧光屏及荧光显示电路图
单片机IC1（TM87C809N）的
脚、
、
脚输出显示信号，通过插排CN1A送至显示驱动电路AD16311，显示驱动电路的+5V、-23V供电也通过插排CN1A供给。经显示驱动电路放大后的信号直接驱动真空荧光屏VFD发光，其灯丝电压（3.5VAC）是由电源通过插排CN1A的①脚、②脚直接供给。
2.6.2 按键操作电路详解
电磁炉中的单片机应用系统常用简单的按键（键盘）来完成输入操作，命令及指令都可以通过它输入到系统中，实现人机通话。为了防止水分及油烟渗入电路板，电磁炉操作面板上的按键一般不外露，而是采用全封闭微动式或触摸式按键电路。微动式按键多用于中低档电磁炉上，触摸式按键主要用于高档电磁炉中。
电磁炉电路中按键接口电路形式一般有分压式、独立式和矩阵式等。
（1）分压式按键接口电路
尚朋堂SR-1604A机型分压式按键接口电路原理图如图2-50所示。单片机U4（HT46R47）的⑥脚为键扫描（KEY）I/O接口，若SW1按键按下，则+5V电压经R64、R1分压，得到+1.67V的电压送至单片机的⑥脚，单片机得到这个指令后，按照内部预先设定的程序启动该功能项工作；若SW2按键按下，则+5V电压经R64、R1、R2分压，得到+2.91V的电压送至单片机的⑥脚，单片机得到这个指令后，按照内部预先设定的程序启动该功能项工作。同样道理，按键SW3～SW10都是如此工作的。图中电阻R64为上拉电阻，上拉电阻保证了按键断开时，输入/输出（I/O）口线有确定的高电平；C26为滤波电容。
图2-50 尚朋堂SR-1604A机型分压式按键接口电路原理图
（2）独立式按键接口电路
独立式按键接口电路是指直接用I/O构成的单个按键电路，每个按键单独占有一根I/O口线，每根I/O口线的工作不会影响其他I/O口线的状态。独立式按键接口电路（美的MC-PF10E机型）原理图如图2-51所示。
图2-51 立式按键接口电路
在此电路中，按键输入为低电平有效，上拉电阻R17保证了按键断开时，I/O口线有确定的高电平。当I/O口线内部有上拉电阻时，外电路可以不配置上拉电阻。独立式按键接口电路配置灵活，结构简单，但每个按键必须占一根I/O口线，在按键较多时，I/O口线浪费较大，故只有在按键数量不多时才使用这种电路。
（3）行列式按键及接口
行列式按键又称矩阵式按键，美的MC-SY2012电磁炉的行列式按键及接口电路如图2-52所示。
图2-52 行列式按键及接口电路
这个按键电路为两组8行1列，需要10个接口线来完成16个按键功能。如果键SN3按下，则第一行的行线与第一列的列线接通。当前第一列若为低电平，则第一行也输出低电平，而没有按下的行输出都为高电平。CPU根据键位扫描的信息，通过内部的设定程序，输出相应的控制信号。