基于proteus的簡單溫度測量系統(tǒng)設(shè)計說明

1、課程設(shè)計二 基于 proteus 的簡單溫度測量系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計要求 本課程設(shè)計的基本要求是使學(xué)生熟悉掌握 51 系列單片機(jī)的編程方法， 學(xué)習(xí)應(yīng)用 proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與仿真。 要求同學(xué)們設(shè)計一款簡易的溫度測量裝置， 設(shè)計要求溫 度測量范圍為 0-120 度，測量精度為 1 度。有精力的同學(xué)可以將測溫通道擴(kuò)展為 8 通道（不 限測溫通道數(shù)目） 。要求設(shè)計基于單片機(jī)的簡單溫度測量系統(tǒng)電路原理圖，實現(xiàn)溫度測量系統(tǒng) 的仿真，并最終提交仿真結(jié)果。 設(shè)計的基本要求：（ 1 ）測量范圍為 0 120 ，精度為 1 ；（ 2 ）利用溫度傳感器 測量某一點環(huán)境溫度；（ 3 ）利用 A/

2、D 轉(zhuǎn)換將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；（4）在 LED 數(shù)碼 管上顯示；（ 5） Proteus 軟件進(jìn)行仿真。 、設(shè)計思路（僅供參考） 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求， 溫度傳感器 TC1 輸出信號經(jīng)信號差動放大到 05V ，放大器的輸 出送 ADC80C51 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換， A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果送單片機(jī)進(jìn)行處理，最后將所測的溫度在 LED 數(shù)碼管上顯示。 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計框圖 、相關(guān)設(shè)計知識 （一）硬件設(shè)計部分 1、 AT89C51 單片機(jī)選擇及特點 由于此設(shè)計需要編寫程序，需要將程序載入單片機(jī)中，因此單片機(jī)必須具有 足夠多的存儲空間，其具有 8K 字節(jié)的 Flash 完全滿足要求。 16 位的定時計數(shù)

3、器使得讀取數(shù) 據(jù)變得更加簡單， 同時其結(jié)構(gòu)有利于晶振電路和復(fù)位電路的連接。 最重要的是， 能夠在掉電狀 態(tài)下保存 RAM 內(nèi)的數(shù)據(jù)。因此，對于本設(shè)計來說，選擇 AT89C51 是最有利的。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位 微處理器，俗稱單片機(jī)。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器 的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高 密度非易失存儲器

4、制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一 種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式 控制系統(tǒng)提供。 主要特性 （1 ） 與 MCS-51 兼容 （2 ） 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 （3 ） 32 可編程 I/O 線 （4） 1288 位內(nèi)部 RAM （5 ） 全靜態(tài)工作： 0Hz-24MHz 6 ） 5 個中斷源 7) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 8) 壽命： 1000 寫/ 擦循環(huán) 9) 兩個 16 位定時器 / 計

5、數(shù)器 10 ) 三級程序存儲器鎖定 11 ) 可編程串行 UART 通道 12 ) 低功耗的閑置和掉電模式 13 ) 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明 圖 2 AT89C51 引腳電路圖 VCC ：供電電壓。 GND ：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可 以被定義為數(shù)據(jù) / 地址的第八位。 在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口， 當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口：P1 口是一個

6、內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸 出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下 拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1 ”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外

7、部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址 的高八位。在給出地址“1 ”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器 進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收 高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門 電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1 ”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由 于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL ）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下： 端口引腳 第二功能 P3.0 R

8、XD （串行輸入口） P3.1 TXD （串行輸出口） P3.2 /INT0 （外部中斷 0 ） P3.3 /INT1 （外部中斷 1 ） P3.4 T0 （記時器 0 外部輸入） P3.5 T1 （記時器 1 外部輸入） 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） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST ：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時 間。 ALE/PROG ：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地 位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，

9、ALE 端以不變的頻 率周期輸出正脈沖信號， 此頻率為振蕩器頻率的 1/6 。因此它可用作對外部輸出的脈沖 或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈 沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0 。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX ， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀 態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN ：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器 周期兩次 /PSEN 有效。 但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出 現(xiàn)。 /EA/V

10、PP ：當(dāng) /EA 保持低電平時， 則在此期間外部程序存儲器 （ 0000H-FFFFH ）， 不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET ；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP ）。 XTAL1 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2 ：來自反向振蕩器的輸出。 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi) 振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要

11、通過一個二分頻觸發(fā)器， 因此對外部時鐘信號的脈寬無任何 要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 晶振電路 所謂晶振電路即指單片機(jī)的時鐘電路。該電路通常有內(nèi)部時鐘電路和外部時鐘電路。一 般選用前者。單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個反相放大器構(gòu)成的振蕩器。反相放大器的輸入端為 XTAL1 ，輸出端為 XTAL2 ，吧 XTAL1 和XTAL2 與外部石英晶體及兩個電容連接起來可構(gòu)成一 個石英晶體振蕩器如圖 3-4 所示。時鐘發(fā)生器是一個 2分頻電路。 它把晶體振蕩器的頻率 2 分頻 后供給片內(nèi)其他電路。一般電容 C1和C2 起到穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。 4 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位時 RESET 需保持

12、 96 個晶振周期的高電平（即需 8 個機(jī)器周期）。復(fù)位以后 P0-P3 口輸出高電平，堆棧指針 SP指向 07H ，其他特殊功能寄存器和程序計數(shù)器 PC清零。只 要 RESET 保持高電平， AT89C51 就會循環(huán)復(fù)位。 RESET 當(dāng)由高電平變?yōu)榈碗娖揭院螅瑔纹?機(jī)從程序存儲器 0 地址開始執(zhí)行程序。但單片機(jī)復(fù)位部 RAM 狀態(tài)，包括工作寄存器 R0-R7 。 常見的復(fù)位電路有： 上電復(fù)位電路和上電按鈕復(fù)位電路， 在本設(shè)計中均采用上電按鈕復(fù)位電路， 如圖所示： 2.4 復(fù)位電路 2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇 ADC0831 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道帶有串行接口的 A/

13、D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其 目前已經(jīng)有很高的普及率。 工作原理 ADC0831 的工作時序如下圖， ADC0831 的工作過程如下： 首先， 將 ADC0831 的 時鐘拉低，再將片選端 CS 置低，啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。接下來在第一個時鐘的下降沿到來時， ADC0831 的數(shù)據(jù)輸出端被拉低，準(zhǔn)備輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。從時鐘的第二個下降沿到來開始， ADC0831 開始輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)， 直到第九個下降沿為止， 共 8 位，輸出的順序從最高位到最 低位 3,8,12 。 ADC0831 啟動程序如下： AD_CONV: SETB CS CLR NOP NO

14、P CLK CS CLR NOP NOP SETB CLK NOP NOP CLR CLK NOP NOP SETB CLK NOP NOP MOV R0, #08H 芯片接口說明 2.5 ADC0831 引腳圖 CS ： 片選使能，低電平芯片使能。 VREF ： 參考電壓輸入端，接 +5V 。 GND ： 芯片參考 0 電位。 CLK ： 芯片時鐘輸入（復(fù)用） 。 V IN （ + ）： 接電源正極。 V IN （ -）： 接電源負(fù)極。 D0 ： A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出端 技術(shù)指標(biāo)： 8 位分辨率； 一般功耗為 15mW ； 轉(zhuǎn)換時間為 32us 5V 電源供電時輸入電壓為 0 5V 之間 四

15、位一體 LED 發(fā)光二極管簡稱為 LED 。由鎵（ Ga ）與砷（ AS ）、磷（ P）的化合物制成的二極 管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀 器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā) 綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。 它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為 LED 。發(fā)光二極管 與普通二極管一樣是由一個 PN 結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向 電壓后，從 P 區(qū)注入到 N 區(qū)的空穴和由 N 區(qū)注入到 P 區(qū)的電子，在 PN 結(jié)附近數(shù)微米 內(nèi)分別與 N 區(qū)的電子和 P 區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)

16、輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中 電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。 當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同， 釋放出 的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。 從而把電能直 發(fā)光二極管的核心部分是由 P 型半導(dǎo)體和由 N 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 P 型半導(dǎo) 體和 N 型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為 PN 結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入 的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來， 接轉(zhuǎn)換為光能。 PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式 電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED 。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時

17、（即 兩端加上正向電壓） ，電流從 LED 陽極流向陰極時， 半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不 同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 本次設(shè)計選用的是四位一體共陽極數(shù)碼管。 這類數(shù)碼管可以分為共陽極和共陰極， 共陽極 就是把所有 LED 的陽極連接到共同節(jié)點 com ，而每個 LED 的陰極非別為 a、b、c、 d、e、 f、g 及 dp ；共陰極則是把所有 LED 的陰極連接到共同接點 com ，而每個 LED 的陽極分別 為a、b、c、d、e、f、 g及dp ，如下圖所示，圖中的 8 個LED 分別圖中 adp 各段對應(yīng)， 通過控制各個 LED 的亮滅來顯示數(shù)字。 數(shù)碼管使用條件： a、段及小

18、數(shù)點上加限流電阻 b 、使用電壓：段，小數(shù)點，根據(jù)發(fā)光顏色決定 c、使用電壓 : 靜態(tài)： 80mA 動態(tài)：平均電流 4 5mA 峰值電流： 100Ma OP07 放大器介紹 OP07 是一種高精度單片運算放大器， 具有極低的輸入失調(diào)電壓， 極低的失調(diào)電壓溫漂， 非常低的輸入噪聲電壓幅度及長期穩(wěn)定等特點。 可廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、 精密絕對值電路、 比 較器及微弱信號的精確放大， 尤其適應(yīng)于宇航、 軍工及要求微型化、 高可靠的精密儀器儀表中 6 OP07 作為一種低噪聲高精度運算放大器，特別適合做前級放大器。 具有以下特點： 1) 低的輸入噪聲電壓幅度0.35 -P (0.V1PHz 10Hz)

19、2) 極低的輸入失調(diào)電壓 10 V 3) 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂 0.2 V/ 4) 具有長期的穩(wěn)定性 0.2 V/MO 5) 低的輸入偏置電流 1nA 6) 高的共模抑制比 126dB 7) 寬的共模輸入電壓范圍 14V 8) 寬的電源電壓范圍3V 22V 9) 可替代 725 、108A 、741 、AD510 、 1875 等電路 3 溫度測量電路設(shè)計 12 溫度測量電路要實現(xiàn)的目標(biāo)是：將0 120 度通過傳感器測量，運算放大器放大的 0 5V 的電壓信號。 溫度傳感器選用 Pa-t 傳感器， 放大器采用 OP07E 放大器， 溫度信號輸入采用差動放大 形式，放大器輸出為： U0 R3U

20、i 20000 U i 100U i R1200 即放大倍數(shù)為 100 倍。 在 Proteus 中實測放大器輸出數(shù)據(jù)為： 溫 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 度 電 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.9 3.3 3.7 4.1 4.5 5.0 壓 0 3 3 4 6 7 9 1 3 5 7 8 0 從測試數(shù)據(jù)來看，本設(shè)計符合 0 120 0C 對應(yīng)輸出 0 5V 電壓要求。 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換的目標(biāo)是將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，在本例中，選用 ADC0831 串行 A/D 轉(zhuǎn)換 芯片做為溫度測試系統(tǒng)的 A/

21、D 轉(zhuǎn)換芯片，設(shè)計電路如圖所示： A/D 轉(zhuǎn)換電路 由于設(shè)計誤差要求為 1 0C ，1 0C 對應(yīng)的輸入電壓為（ 1/120 ） 5=0.04167V ，8 位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的分辨率為 1 28 5=0.019531V ，從而說明選用 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器測量誤差 要小于 10C 。另外，之所以選擇串行 的，理由是串行的電路設(shè)計簡單，在性能上符合 要求。 LED 顯示電路設(shè)計 LED 顯示電路 報警電路設(shè)計 當(dāng)溫度低于 80 度時，綠燈亮；當(dāng)溫度高于 80 度時，紅燈亮。 報警電路 系統(tǒng)整體硬件電路設(shè)計 整體電路設(shè)計 二）軟件部分設(shè)計 1 Proteus 軟件介紹 Proteus 軟件

22、是英國 Labcenter electronics公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件 中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司） 。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功 能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然 目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī) 開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 （ 仿真軟件 ） ，從原 理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計，真正實現(xiàn) 了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計軟件和虛 擬模型

23、仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 8051 、HC11 、AVR 、 ARM 、 8086 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33和 MSP430 等，2010 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR 、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 Proteus 與其他單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也 能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其他電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)用時， 關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機(jī)寄存器和儲存器內(nèi)容的改變， 而是從工程的角度直接

24、看程 序運行和電路工作過程和結(jié)果。 Proteus 主要由 ISIS 和 ARES 兩部分組成， ISIS 的主要功能是原理圖設(shè)計及與 電路原理圖的交互仿真， ARES 主要用于印制電路板的設(shè)計 8 。 本次設(shè)計主要用的是 ISIS 部分。Proteus ISIS 是一種操作簡便而又功能強(qiáng)大的原 理圖編譯工具，它運行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬器件和集成 電路，該軟件的特點有： 實現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真結(jié)合。 具有模擬電路仿真、 數(shù)字電路仿真、 2 單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I 2 C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、 鍵盤

25、和 LCD 系統(tǒng)仿真等功能；有各種虛擬儀器。如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器 等。 支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有 68000 系列、 8051 系 列、 ARM 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 PIC24 系列、 BSTAMP 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能， 同時可以觀察各種變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有 這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境。如 KeiluVision3 等軟件。 具有強(qiáng)

26、大的原理圖繪制功能。 Proteus 的工作過程 運行 Proteus 的 ISIS 程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置 VIEW 菜 單下的捕捉對齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工作欄中的P（從庫中選擇 元件命令） 命令。在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對位置， 元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜單的 Define code generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名的項目：在 source 菜單的 Add/remove source files 命令下，

27、加入單片機(jī)硬件電路的對應(yīng)程序：通過 debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程 序和電路的運行情況。 Proteus 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。 對于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào) 試， Proteus 提供了兩種方法 ;一種是系統(tǒng)總執(zhí)行效果，一種是對軟件的分部調(diào)試以看具體的 執(zhí)行情況。 對于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行 debug 菜單下的 execute 菜單項或 F12 快捷鍵啟動執(zhí)行， 用 debug 菜單下的 pause animation 菜單項或 pause 鍵暫停系統(tǒng)的運行。 對于軟件的分部調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行 debug 菜單下的 start/restart debugging

28、 菜單項命 令， 此時可以選擇 step over 、step into 和 step out 命令執(zhí)行程序， 執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、 進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了 start/restart debugging 命令后，在 debug 菜單的下面要出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片機(jī)的系統(tǒng)資源等， 可供調(diào)劑時分析和查看 8 。 2. Proteus 仿真調(diào)試及結(jié)果 根據(jù)設(shè)計要求：分為顯示電路，報警電路，測溫電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路，按步驟完成電路 圖的連接。 第一步 完成 LED 顯示電路的連接，如下圖所示： 第二步 繪制報警燈電路，如下圖： 第三步 完成晶振復(fù)位電路：如下圖示：

29、 第四步 繪制 A/D 轉(zhuǎn)換電路，如圖： 最后完成核心部分溫度測量電路： 完成電路連接后，在 Proteus ISIS 界面中單擊 Source （源程序），在彈出的下拉菜中單擊 Add/Remove Source Files ”（添加/ 移開源程序 ）選項，如下圖 單擊“ Code Generation Tool 目標(biāo)代碼生成工具）選取 ASEM51 單 擊 “ New ” 按 鈕 ， 彈 出 如 圖 所 示 對 話 框 ， 在 文 件 名 框 中 輸 入 新 建 源 程 序 單擊打開，選擇“是”按鈕。 這樣將在 Source 下建立 Tem.ASM 文件，如下圖 點擊新建成的“ Tem.A

30、SM ”進(jìn)入?yún)R編語言編譯窗口 將程序敲入其中。如圖： 擊 Source 下的“ Build All ”編譯結(jié)果在彈出的對話框中顯示。如果沒有錯誤便成功生成目 標(biāo)代碼” Tem.hex ” 文件。這樣便成功的將目標(biāo)代碼加載到單片機(jī)中。 點擊 OK 后，點擊左下角仿真按鈕進(jìn)行仿真。 當(dāng)給溫度傳感器輸入 0 度時，可以發(fā)現(xiàn)電壓表顯示 0.03V ，誤差在 1 度范圍內(nèi)，電壓和溫度 測量電路的輸出電壓成 10 倍關(guān)系，與此同時綠色報警燈亮說明符合設(shè)計要求，但 LED 顯示 值為 002 ，如果電路和程序均無錯誤 LED 顯示值應(yīng)該為 000 ，因此說明系統(tǒng)某部分仍存在錯 誤。 給溫度傳感器設(shè)置 10

31、度時，電壓表顯示值為 0.43V ，綠燈亮，仍符合要求。 LED 顯示值為 022 。 以此類推當(dāng)給溫度傳感器輸入 20,30,40 度時； 當(dāng)改變溫度傳感器溫度值，使 LED 顯示為 080 時，綠燈亮。當(dāng) LED 顯示大于 80 度時，紅 燈亮，此時報警指示電路工作正常。 4 結(jié)果分析 根據(jù)仿真結(jié)果可以看出，溫度測量電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路以及報警燈電路均顯示正常，只 有 LED 顯示結(jié)果與理論值有誤差， 正常情況下 LED 上顯示值和溫度傳感器輸入值是一樣的， 然而仿真時， 0 度對應(yīng)的是 002 ，1 度對應(yīng)的是 004 ，10 度對應(yīng)的是 022 ，顯示數(shù)以 2 為基 準(zhǔn)跳變。因此我

32、首先想到的是程序問題，在程序中加一個除 2 的語句，但 LED 顯示仍無大變 化。因此造成 LED 顯示錯誤可能有其他原因， 經(jīng)過分析造成誤差的原因可能有以下幾點： 1. 2. 3. 4. 四、結(jié)論 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中， 對溫度控制系統(tǒng)的要求， 主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變 化， 穩(wěn)定性好， 不振蕩， 對系統(tǒng)的快速性要求不高。 在論文中簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng) 設(shè)計過程及實現(xiàn)方法。本系統(tǒng)的測溫范圍為0 120 ，溫度檢測系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度 范圍完成一定范圍的溫度控制。 本次設(shè)計的測溫系統(tǒng)主要有 AT89C51 和 A/D 轉(zhuǎn)換器及溫度傳感器來實現(xiàn)功能的并通過 proteus 軟

33、件進(jìn)行仿真。 因此需要通過查閱資料來了解這些器件的基本結(jié)構(gòu)， 主要功能和注意 事項等等。 通過了解器件， 在觸類旁通之下， 能夠知道與所選器件相似的器件， 比較彼此之間 的優(yōu)缺點， 來確定設(shè)計選擇的器件是否合適， 如何更好的利用器件的特點成為了本次設(shè)計重要 的一方面。 在確定了器材之后， 如何利用使之最大限度的體現(xiàn)設(shè)計的功能， 完成設(shè)計目標(biāo)， 這 又是需要花大量時間去思考的。 在設(shè)計完成之后， 設(shè)計合理的程序和通過仿真軟件模擬仿真， 又再一次檢驗了設(shè)計的成果。 整個設(shè)計從確定題目， 到尋找相關(guān)資料， 再到選擇合適的器件， 接著對電路圖的繪制， 程序的 編寫，仿真的進(jìn)行，最終調(diào)試。一步步走過來，

34、一點點的進(jìn)步，花了大量的時間和精力，而成 果也是喜人的。 經(jīng)過一段時間的方案論證、 系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計、 系統(tǒng)的調(diào)試。 查閱了大量的關(guān)于傳 感器、 單片機(jī)及其接口電路、 以及控制方面的理論。 經(jīng)過了一番特殊的體驗后， 經(jīng)歷了失敗的 痛苦，也嘗到了成功的喜悅。 第一次靠用所學(xué)的專業(yè)知識來解決問題。 檢查了自己的知識水平， 使我對自己有一個全新的認(rèn)識。 通過這次畢業(yè)設(shè)計， 不僅鍛煉自己分析問題、 處理問題的能力， 還提高了自己的動手能力。 但由于時間有限，本次設(shè)計過于簡單，未能實現(xiàn)其他功能，如語音報警、鍵盤控制等。 五 參考文獻(xiàn) 1 張建波 ,韓崧 . 淺談溫度測量發(fā)展史 J. 測量技術(shù) ,2

35、001 ， 14-15 2 陳慕君 ,唐慧剛 ,劉其 ,袁富娟 基于 AT89C51 單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計設(shè)計 J. 科技信息 009(14) 3 張靖武 ,周靈彬 . 單片機(jī)系統(tǒng) PROTEUS 設(shè)計與仿真 M 北京：電子工業(yè)出版社， 2007 4 周潤景 ,張麗娜 . 基于 proteus 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真 M. 北京：北京航空航天 大學(xué)出版社， 2006 5 李廣弟 . 單片機(jī)基礎(chǔ) M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 , 2008 6 田鑫. OP07 功率放大器 J. 武漢理工大學(xué)， 2009 ，5-6 7 吉武慶 ,耿凡娜 . 基于單片機(jī)溫度測溫系統(tǒng)仿真設(shè)計 J. 科技

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