基于proteus的溫度測控系統(tǒng)仿真設(shè)計說明

基于proteus的溫度測控系統(tǒng)仿真設(shè)計摘要：如今在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中，溫度的實時監(jiān)測占據(jù)著非常重要的地位。例如在消防場合的溫度檢測，我們家用中的電器設(shè)備熱故障監(jiān)測，各類運輸工具的某些設(shè)備的溫度檢測，醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的溫度測試，化工車間和機械車間等設(shè)備溫度過熱檢測，溫度檢測與其息息相關(guān)。本次論文設(shè)計的溫度檢測系統(tǒng)是利用單片機 AT89C51單片機作控制器,用C語言來進行軟件設(shè)計，而且能達到指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。它采用溫度傳感器傳感器DS18B20進行溫度測量,實現(xiàn)各個環(huán)境以及場合下的溫度實時檢測并通過LED顯示器件顯示溫度的功能,能方便地應用于各種溫度檢測場合。本論文設(shè)計的溫度測控系統(tǒng)功能是能夠?qū)崟r的檢測某一環(huán)境下的溫度，測量的溫度圍是-20C到70C,一旦超過最高或者是最低的溫度都會通過蜂鳴器來達到報警效果。另外我給該系統(tǒng)加了個復位開關(guān)，一旦出現(xiàn)亂碼或者一般的故障可以通過該復位開關(guān)來進行復位。本論文采用軟、硬件相結(jié)合的方式,來進行各功能的編寫。本設(shè)計采用的是 DS18B20和AT89C51單片機的一種溫度檢測系統(tǒng)。論文中對用單片機溫度控制原理的設(shè)計思想和軟、硬件調(diào)試作了詳細的論述。關(guān)鍵詞： 89C51單片機；DS18B20;溫度TemperatureMonitoringSystemBased

proteussimulationdesignAbstract：Todayintheindustrialagriculturalproductionandourdailylifes,Real-timemeasurementoftemperatureplayaveryimportantposition.For example,temperaturedetectioninfiresituations, electrical equipmentthermalfaultmonitoringinourhousehold,temperaturedetectingsomeequipmentofallkindsoftransportion,thetemperaturetestinhospitalmedicalequipment,chemicalplantandmachineryplant... Equipmenttemperaturedetection,Sotemperaturedetectionwiththecloselyrelatedto.Thistemperaturemonitoringsystemisdesignedusingsingleappliedinmanyoccations.thistemperaturemonitoringsystemappliedinmanyoccations.thistemperaturemonitoringsystemcanmeasurereal-timetemperatureincertaincanmeasurereal-timetemperatureincertainenvironment,temperaturerangesfrom-20environment,temperaturerangesfrom-20°Cto70°C,oncereachingitslimit,therewillbeabuzzerwarning.Ialsoaddedaresetbuttontothesystemincaseofanyglichoritslimit,therewillbeabuzzerwarning.IalsoaddedaresetbuttontothesystemincaseofanyglichorchipmachineAT89C51ascontroller,it's usingCprogramminglanguagetofulfillfast executingcommandsandsavingstorage.we usedDS18B20temperaturesensortomonitor,itallowedustomonitortemperatureindifferentconditions andthendisplaydigitsonLEDscreen,thistechnologycanbechipsDS18B20andAT89C51astemperature monitoringsystem.there'smoredetailedinformationaboutthesinglechiptemperature control principleanddesignidea,debugginginsoftwareandhardwares.Keywords:display89C51;DS18B20；Temperature目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"前言 1\o"CurrentDocument"設(shè)計要求及方案. 3\o"CurrentDocument"溫度自動檢測系統(tǒng)技術(shù)指標 3\o"CurrentDocument"溫度檢測系統(tǒng)的原理功能 3\o"CurrentDocument"溫度檢測方案 4\o"CurrentDocument"單片機以及所用的元器件介紹 5\o"CurrentDocument"單片機 5\o"CurrentDocument"AT89C51單片機單片機基本結(jié)構(gòu) 5\o"CurrentDocument"單片機外部引腳功能 7\o"CurrentDocument"溫度傳感器(DS18B20)封裝及功能介紹 10\o"CurrentDocument"LED顯示器 112.5.1LED的優(yōu)點. 12LED工作方式 13\o"CurrentDocument"3硬件設(shè)計 16\o"CurrentDocument"系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu) 16\o"CurrentDocument"單片機最小系統(tǒng) 16\o"CurrentDocument"溫度采集傳感電路 19\o"CurrentDocument"溫度顯示電路 20\o"CurrentDocument"4系統(tǒng)軟件設(shè)計 22\o"CurrentDocument"系統(tǒng)程序總設(shè)計 22\o"CurrentDocument"溫度檢測子程序設(shè)計 2323溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度程序設(shè)計23TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"5系統(tǒng)仿真及結(jié)果. 25\o"CurrentDocument"仿真Proteus軟件簡介 25\o"CurrentDocument"軟件介紹與組成 26\o"CurrentDocument"5.3Proteus原理圖設(shè)計 26Keil與Proteus聯(lián)機仿真 27\o"CurrentDocument"總結(jié) 28\o"CurrentDocument"致 29\o"CurrentDocument"參考文獻 30\o"CurrentDocument"附錄 32、八、-前言如今在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的車間和設(shè)備以及我們的日常生活中的某些場合對溫度的測量以及對它控制有著重要的作用。在這些領(lǐng)域中，經(jīng)常需要對某些系統(tǒng)進行溫度的監(jiān)控，基本上普遍時間了監(jiān)控。當今文用單片機技術(shù)通過方正可以很容易實現(xiàn)系統(tǒng)溫度實時檢測。有很多種方式都能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的自動檢測。本論文設(shè)計的溫度自動檢測系統(tǒng)是利用單片機AT89C51作控制器，通過數(shù)字式傳感器 DS18B20進行溫度傳感從而實現(xiàn)溫度的測量，并通過LED數(shù)碼顯示管進行溫度自動顯示，并通過Proteus軟件進行仿真最終實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。本文單片機溫度測量系統(tǒng)的總體方案如下：(1)溫度的測量的上下限為 -20C和70C；(2)通過溫度傳感器來檢測某一環(huán)境的溫度；(4)通過LED數(shù)碼管來顯示；(5)Proteus軟件進行仿真1設(shè)計要求及方案溫度的檢測系統(tǒng)是工業(yè)和農(nóng)業(yè)以及化工生產(chǎn)過程中重要的被控參數(shù)。在各個行業(yè)生產(chǎn)以及處理過程中普便使用的各種加熱器件、熱處器件、反應爐等對處理過程中必須要對溫度進行嚴格檢測。本論文通過計算機控制技術(shù)可以實現(xiàn)對溫度的實時檢測并將它變成智能化、自動化而且能夠?qū)崟r全面的監(jiān)控到溫度，使其達到安全的保障。溫度自動檢測系統(tǒng)技術(shù)指標根據(jù)本系統(tǒng)需求所需要的技術(shù)指標如下：1工作溫度圍：本論文是檢測某一環(huán)境下的溫度，由于我選擇的溫度的圍有限所以不適合那些溫度很高的環(huán)境或設(shè)備溫度。2分比率：本論文用的是DS18B20溫度傳感器，DS18B20有著自身的最小解析來自環(huán)境的熱輻射差異的能力。測量溫度的圍：本論文所設(shè)計的溫度測控系統(tǒng)的溫度上下限為最低溫度-20C，最高的溫度為70C。4工作電壓：本論文是以單片機為主要芯片其工作電壓為 5V,其次溫度傳感器DS18B20的工作電壓是3.3V—5.5V，所以Protues軟件仿真所以必須在5V以下的電壓下進行。溫度檢測系統(tǒng)的原理功能系統(tǒng)原理是通過DS18B20傳感器來檢測某一環(huán)境下的溫度高低。并將所測得熱轉(zhuǎn)變成所對應的的電信號，最后將轉(zhuǎn)變成電信號進行處理最終顯示到 LED1.3溫度檢測方案本論文主要任務(wù)是完成某一環(huán)境溫度的檢測。并且系統(tǒng)具有操作便力，易操作等優(yōu)點。本論文設(shè)計所需要的元器件有：單片機 AT89C51，溫度傳感器DS18B20,LED顯示模塊等。本論文通過 pretues仿真來實現(xiàn)溫度的實時監(jiān)控。其總體電路圖如圖1所示圖1系統(tǒng)總體電路框圖2單片機以及所用的元器件介紹單片機單片機還可以叫做單片微控制器，它是把一個計算機系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)全部集成到一個芯片上，這就是它區(qū)別于邏輯功能芯片的原因。一個微控制器包括運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設(shè)備，我們可以看到，它就好似于一個微小的計算機，不過它不同于計算機，因為相較計算機，它缺少了很多外圍設(shè)備。單片機具有小巧靈活，成本低廉，應用圍非常廣的優(yōu)點，這就我們?yōu)閷W習和開發(fā)電子設(shè)備創(chuàng)造了有利條件。AT89C51單片機單片機基本結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)所用的AT89C51是8位單片機，具有體積小，功能全，面向控制，開發(fā)應用方便等特點。是測控應用領(lǐng)域較理想的8位微型計算機[4]。AT89C51其實就是只讀存儲器這個存儲器可以用來編程也可以將原有程序進行擦出存為4K字節(jié)其英文名稱是(FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory )并且是一種性能很高的CMOS8位微型處理器。所以AT89C51被很多的嵌入式系統(tǒng)所提供的一款高性能的單片機。期主要的特性包括有：與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲器、32可編程I/O線、 128>8位部RAM全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz、5個中斷源、數(shù)據(jù)保留時間為10年、壽命：1000寫/擦循環(huán)、兩個16位定時器/計數(shù)器、三級程序存儲器鎖定、可編程串行UART通道、低功耗的閑置和掉電模式、片振蕩器和時鐘電路。其單片機部結(jié)構(gòu)的截圖如下圖2所示：圖2AT89C51系列單片機部結(jié)構(gòu)框圖AT89C51單片機的部結(jié)構(gòu)框圖如圖 2所示。AT89C51單片機部結(jié)構(gòu)由8大部分組成的，這8大部分是：?一個8位中央處理器CPU其主要是由控制部件、運算部件所組成。其中還包括時鐘電路和振蕩電路，它的主要功能是用來完成單片機的運算和控制。從而成為了單片的核心，成為其主要的功能特性。?單片機片的可讀寫存儲器RAM存為128字節(jié)。其主要的功能就是存放可讀寫的數(shù)據(jù)，這樣可以計算出運算的中間結(jié)果或者是最后的結(jié)果 ⑸。?片程序只讀存儲器ROM功能是用來存放已經(jīng)編制好的的程序，也包括可以存放一些原始的數(shù)據(jù)和一些表格。?集齊18個特殊功能為一體的一個 SFR寄存器。其主要的功能就是于控制

模塊的工作功能。?P0口、P1口、P2口、P3口4個8位并行輸入輸出 I/O的接口，用來同時輸入和輸出所計算出來的數(shù)據(jù)。?個能夠使數(shù)據(jù)1位串行數(shù)據(jù)在計算機與外接設(shè)備之間的傳遞的串行 I/O接口。其主要用于軟件的 4種工作方式和與處理機通訊。?2個16位定時器/計數(shù)器。它可以設(shè)置為計數(shù)方式對外部事件進行計數(shù)，也可以設(shè)置為定時方式進行定時。?個功能強大的中斷系統(tǒng)包括 5個中斷源，可編程為 2個優(yōu)先級的。它可以接收外部中斷申請、定時器 /計數(shù)器中斷申請和串行口中斷申請。2.3單片機外部引腳功能?XTALIX.TAL2poO/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3PO4/A[34PO5/ADSPO6/AD5PO7/AD7P20/A8R?1/A9P2.3/A11P2-4/A12I■?s?XTALIX.TAL2poO/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3PO4/A[34PO5/ADSPO6/AD5PO7/AD7P20/A8R?1/A9P2.3/A11P2-4/A12I■?s；A口F'2G/A1*4P2.7/AV338..h1ab1h131!二2132.:ALE￡LaPPRPPPPRP3.0/RXDP3vrxn,P3.3/INTCIP3.3/l'N"[11^34/roP35/T1門3ewi?P37/RDIO:11:13:圖3AT89C51單片機引腳圖如圖3所是AT89C51芯片引腳結(jié)構(gòu)。其部有 40個引腳，其引腳的分布示意圖以及功能的分類很直觀。從上示意圖我們看出其中兩個是主電源的引腳一個接主電源一個接地，有兩個是晶體（外接）的引腳其主要是用于晶振和最小震蕩，還有四個引腳是控制其它電源備用的引腳，生下來最后的是三十二個引腳是用于條輸入或輸出I/O引腳。下面介紹4個引腳的功能源引腳Vcc和Vss第40腳：這個引腳必須接+ 5V作為單片機的主電源；第20腳：這個引腳必須接+ 5V的地端作為單片機的備用。兩個晶體引腳XTAL1，XTAL2外部晶體XTAL1（引腳第十九）：該引腳連接一個外部石英晶體。它在AT89C51單片機也作為一個反相放大器的輸入端從而構(gòu)成片振蕩器。當采用外部時鐘時這個晶振引腳接地；但是有時也可以作為外部振蕩的輸入端。比如CHMO單片機。晶振引腳XTAL2（第18引腳）：位于AT89C51單片機的部該引腳接外部晶體的另一端。在單片機接反相放大器輸入端。除此之外當采用外部時鐘時，對于AT89C51單片機外部震蕩信號的輸入端就是這個引腳；除此之外該引腳是懸空不接任何電源。控制信號的復用引腳也可以用作備用電源的引腳。首先該引腳也可以用作備用電源的引腳控例如RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP這4種控制型號形式。（1）首先RST/VPD（第9引腳）：RST就是RESET另一個VPD是備用電源的引腳，其原理就是當AT89C51振蕩器開始工作的時候，具有高電平的兩個機械周期以便完成復位操作當Vcc不穩(wěn)定故障時，把該引腳接上VPD就可以實現(xiàn)部供電，保證存儲器中的數(shù)據(jù)不丟失或損壞起到保護作用。（2） ALE/PROG（第30引腳）：其引腳的功能是當在外部存儲器 ALE主要中用在信號輸出以每兩個機械震蕩的周期，鎖定兵器存儲來自 P0引腳的低8位地址。當不在外部存儲器時，其引腳還是保持不原有頻率，原有的周期，原有的來自晶振脈沖信號，用于定時或者是產(chǎn)生一些類的時鐘鐘擺型號。ALE/PROG引腳也可以于接接在電源 VPP上。P0口、P1口、P2口及P3口四個輸入/輸出引腳（1） P0口（從39到32引腳）：P0口是一個雙向I/O口，含有8位TTL門電流、漏級開路，各個管腳能夠汲取。高阻輸入為 P1口的管腳第一次寫1。P0端口可以使用外部程序數(shù)據(jù)存儲器，為數(shù)據(jù)/地址的第八位使用。P0口輸入作為原始代碼編程快閃，檢查閃光， P0口輸出圖元，然后P0外部必須被拉。在AT89C51中P0口主要是端口輸入指令字節(jié)。（2） P1口（從1到8引腳）：P1口是一個8位雙向I/O口，在里面有上拉電阻，起到緩沖器的功用。里面拉高是因為P1口引腳寫1，能夠用作輸入，外部拉低P1口，由于里面上拉，可以輸出電流。Flash編程和校驗時，可使八分之一位地址。（3） P2口（從21至V28引腳）：P2口是指從P2.0至UP2.7口。輸出電流是因為P2口作為輸入引腳是外部拉低。因為部上拉[7]。P2口主要以高8位地址輸出的例如：外部程序、數(shù)據(jù)存儲器地址。在。寫 "1”時,由于部上拉的優(yōu)點,當外部數(shù)據(jù)存儲器讀寫8個地址,P2口輸出的特殊功能寄存器的容（4）P3口（從10到17引腳）：P3端口不僅是可以用來接收單片機的 4個TTL門的輸出電流而且可以作為時間的輸入， "1”是寫在P3口在里面，然后拉到較高水平作為輸入，由于外部拉低，因為 P3引起出口將輸出電流［7］。2.4溫度傳感器（DS18B20）封裝及功能介紹下圖為本論文所選用的 DS18B20溫度傳感器的封裝圖DALLAS18B20NC匚NCDQDALLASDALLAS18B20NC匚NCDQDALLAS1S20NQNCfiNDS-PiiiMOinilSOTO-92(DSLWHJ'J).1\1算1 J0TO-92(DSLWHJ'J).1\1算1 J0171=1NC113 20L1zu1— 1O43—MGNCNC<-NDS-PiHp^OP<DS)8BJ0U?圖4DS18B20的封裝示意圖如上圖4所示DS18B20是一種單線數(shù)字溫度傳感器，這個傳感器在生活中被普片的使用，主要是因為它具有體積較小，并且 DS18B20的開銷成本很低,比較廉價容易接受，抗干擾的能力非常好及精準度非常高的特點所以這是一款非常不錯的傳感器。如圖所示我們可以看到DS18B20從封裝原理圖上看出DS18B20接線引腳少，所以較容易接線，封裝成管道式狀，螺紋式狀，還有磁鐵吸附式狀，不銹鋼封裝式等多種多樣的形式在各種場合都能一一體現(xiàn)，比如DS18B20可用LTM8874等等。其體積小可以做成各種形狀從而美觀。封裝后的于工業(yè)農(nóng)業(yè)以及化工業(yè)生產(chǎn)過程中各個溫度設(shè)備以及生產(chǎn)間的溫度檢測，比如說高爐生產(chǎn)車間，機房，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大棚中溫的溫度監(jiān)控。這個傳感器主要是DallasDS18B20可用本論文所用的這個傳感器的一線接口主要的就是只需要用一個借口通信實現(xiàn)多能化，這樣就實現(xiàn)了不光是DS18B20溫度傳感器，對于大多數(shù)傳感器對其功能得到了不需外部的原件得到簡化。電壓圍3.0V—5.5V無需備用電源。溫度的上下限時-20C—+70C⑹。2.5LED顯示器LightEmittingDiode是LED的英文名稱，也就是我們所說的發(fā)光二極管，所謂的LED就是能夠直接把電轉(zhuǎn)化為光的半導體（固態(tài)）芯片器件。 LED顯示屏最核心的部件就是固體半導體芯片（也是晶片），該半導體焊在三豐LED的支架上，該發(fā)光二極管的一端是接正極就是接在電源的正極上 [3]。另一端是接在電源的負極，然后整個晶片用一種叫做環(huán)氧的樹脂抱起來進行封裝。其實該晶片是由兩部分組成的，第一是P型的半導體跟書上說的一樣主要是空穴，離子電荷多。第二就是N半導體，當然就是電子占據(jù)著主導地位。這樣兩部分連接起來就形成了“P-N結(jié)”就這樣當電流經(jīng)過“P-N結(jié)”在我們所說的晶片珊瑚中，在N區(qū)的電子就會受到推理送到 P區(qū)跟里面的電子組合又被叫做空穴復合，然后通過能量轉(zhuǎn)換電能以光子的形式轉(zhuǎn)換成光能發(fā)出兩關(guān)從而形成LED顯示屏的發(fā)光原理。2.5.1LED的優(yōu)點LED顯示屏憑借自己獨特的優(yōu)點和它的靈巧性被公眾場所廣泛使用下面介紹其功能特點（1） 耐用性：上面說到LED是被一種叫做環(huán)氧樹脂抱起來進行封裝的，所以比起我們一些家用的燈泡或者一般的熒光燈到要堅固許多許多，不像他們里面比較松動那是不可能的，具有很好的耐用性不易損壞。（2） 節(jié)能性：LED功耗低其單管功率不到0.06具有很百分之九十九的的電光轉(zhuǎn)換率，而且節(jié)約能耗沒有污染能夠達到環(huán)保標準。比一般的照明燈能夠節(jié)能許多，具有很高的節(jié)能性。（3） 使用時間長：LED有被譽為人類的長壽燈可以看出他的壽命時間很長，有著永不熄滅的稱號，由于被環(huán)氧樹脂封裝不存在封裝上的松動，不會產(chǎn)生發(fā)熱影響其壽命，一般的LED可用到6小時萬以上的時間比一般的節(jié)能燈使用壽命多出好幾倍。（4） 多彩性：利用LED的三基色原理（紅、綠、藍）在通過電腦技術(shù)可以實現(xiàn)256級不同級別的色彩計算一下?lián)碛?67000000多種顏色。隨便選想什么樣的顏色就什么樣的顏色達到多樣的千邊萬化的顏色形成各種豐富多彩的栩栩如生的效果圖像。（5） 環(huán)保性：LED是一種大眾所知的綠色健康照明光源，不會產(chǎn)生熱量而且不會發(fā)出紫外線和紅外線因而不對產(chǎn)生輻射，到使命使用完時，可以回收達到可再利用其環(huán)保性號。無論怎么說在環(huán)保環(huán)節(jié)是非常完美的。6）高新性：LED光源的發(fā)光效果是一種通過了計算機、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像處理、嵌入式控制等技術(shù)融合在一起的低壓微電子所發(fā)出來的光，其效果可想而知非常完美可設(shè)計出多種多長的不同的圖案等屬于數(shù)字信息化時代的半導體光電件的高新技術(shù)融合了在線編程、在線升級靈活多變技術(shù)和特點。LED工作方式LED有以下兩種工作方式一種是靜態(tài)顯示工作方式，另一種是動態(tài)顯示方式(1).LED靜態(tài)顯示方式所謂的LED靜態(tài)顯示方式就是把所有的共陰極通過電路線連接到一條線路進行拼接接到電源的負極或者正極但是必須保證電壓5V。然后把顯示器的(a~dp)每位的我們稱之為斷碼線分別和一個有八位的鎖存器的輸出端連接。這樣就到到了各個顯示字符一旦定下來其相之對應的鎖存器的斷碼會保持不變，一只持續(xù)到下一個字符命令輸入為止，具有很高的亮度。其工作原理電路圖如圖2-5-1所示：圖3.3圖54位靜態(tài)LED顯示電路

圖所示的給我看到的很明顯這個 4位靜態(tài)電路的各個位都是獨立顯示的，如果在這兩條斷碼線上把與之相對應字符的電平進行保持不變，這樣會產(chǎn)生顯示出來我們所需要的字符。由于我們所想得到的是在一定時間里能夠顯示出來不同的字符只有在顯示方式接口進行編程。這樣代價比較大而且花費也比較大，所以LED的靜態(tài)顯示方式適用于一個一個顯示器的。當顯示器的為數(shù)增多也就是鎖存器必須與之相對應的增多這種靜態(tài)顯示方式很明顯不適合了。2.LED動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式適用于顯示器位數(shù)也就是鎖存器教的的時候。當 LED顯示位數(shù)增加時，為了不把電路復雜化 我們將所有的LED顯示位的斷碼線找到，然后并聯(lián)到一起用一個串行 I/O口進行控制。這樣就會形成多路復用，相對印的I/O口各自控制著自己的 LED顯示位的共陽極或者是共陰極。從而達到分時選通。其電路圖如圖6所示:1/0(8位1/0(8位圖6LED動態(tài)顯示電路圖LED的動態(tài)顯示方式可以給人一種余暉和人眼的視覺暫留作用，要避免這種效果需要做的就是把LED顯示的顯示位的顯示間隔足夠留的短，這樣不僅僅可以達到多位同時亮的效果還可以進行同時顯示總體來說是靜態(tài)顯示方式也好還是動態(tài)顯示方式也罷。會根據(jù)LED顯示位不同位顯示的時間和 LED顯示位的顯示間隔效果一起共同作用。給 LED顯示器供電也就是給它的晶片供電使本身的發(fā)光二極管導通然后使其發(fā)光會產(chǎn)生一點點時間上的時延，所以如果給其供電時間短的話， LED顯示器的發(fā)光會有點弱，或?qū)е挛覀円曈X上的模糊；相反要是他的供電時間太長的話也不好，因為會使其的頻率受限，會使晶片部的 CPU—直處于高占用的狀態(tài) [8]。33硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)其整體的電路圖如圖 7所示示DS18B20-J1AT89C51單片機DS18B20-J1AT89C51單片機LED電溫度顯示值74LS245外部晶振圖7系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)圖3.2單片機最小系統(tǒng)單片機的最小系統(tǒng)指的是來自系統(tǒng)完成我們所需要的位操作的時鐘信號。我們所指的這個時鐘信號是由單片機我們所設(shè)計的時鐘電路產(chǎn)生而來的。它跟單片機外部的時鐘信號直接連接起來。并且和外部時鐘信號有著相同的作用。所以我們說的單片機的最小系統(tǒng)包括兩種形式。一種是外部振蕩的方式，一種是部振蕩的方式。如下圖 8我們看到的是單片機最小系統(tǒng)中的部振蕩方式。圖9使我們所使用的外部振蕩方式的電路圖我們設(shè)計的溫度測控系統(tǒng)的振

口 XTAL1-1~~T C3C2丁圖8單片機部振蕩方式電路圖圖9單片機外部振蕩方式電路圖復位方式的選擇：復位方式就是我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的清零，很多時候在產(chǎn)生下一個數(shù)據(jù)時需要用到復位。 AT89C51的復位方式在通常情況下有兩種一種是上電復位，還有一種就是開關(guān)復位。磁芯復位電路如前所述，必須保證高水平的10ms的更穩(wěn)定的RET引腳，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)可靠復位。如下圖所示看到開關(guān)復位和上電復位的兩者復位方式的電路圖CLRESAT39C5122uFJ1K圖10上電復位的組合電路圖圖11開關(guān)復位的組合電路圖本論文的溫度測控系統(tǒng)選擇的是第一種復位方式也就是上電復位可以在溫度檢測時不會被其他電路占用，而且復位方式簡單易懂操作起來很容易。設(shè)置一個上電開關(guān)復位鍵就可以了。溫度采集傳感電路在前面章節(jié)我們看到我們所選用的溫度傳感器是用 DS18B20來進行傳感，下面我們介紹其電路的連接。獨特的單線“一線口線”的接口方式， DS18B20的一線口線功能優(yōu)點體現(xiàn)他僅僅需要一線口線就可以了實現(xiàn)與單片機之間的雙向通訊。而且效果毋庸置疑非常棒。本論文所選用的的溫度傳感器 DS18B20可以實現(xiàn)多組網(wǎng)功能效果，我們可以將多個溫度傳感器 DS18B20通過電路中的并聯(lián)方式并聯(lián)在一個三線上面這樣的話我們可以實現(xiàn)在一個場合多個地方溫度的檢測功能。本論文設(shè)計的溫度測量系統(tǒng)我選用的是通過溫度分辨路在百分之零點五攝氏度的精度將問的的上下線控制 -20C到+70To工作電壓：3—5V。溫度傳感器最簡單連接方法是傳感器輸出直接與微處理器相連，而多個連接的時候最好接上+5V電壓，避免因為數(shù)量過多，電源電壓過低，從而造成信號傳輸不穩(wěn)定。連接如圖 12DS18B20 溫度傳感器可將所采集的溫度信號處理成數(shù)字信號信息通過端口直接傳給單片機AT89C51進行處理，因為 DS18B20用12位存儲溫度值，最高位為符號位，負溫度S=1,正溫度S=0.如：0550h,+85C,0191h+25.0625C-55C,fc90h3.4溫度顯示電路溫度顯示采用LED數(shù)碼顯示管動態(tài)顯示，顯示有 4個LED數(shù)碼顯示管共同完成，小數(shù)點在LED4上面。第一個LED顯示溫度的正負由單片機 P3.7口直

口1E07rPBCDEFQDPpnirA&iPDLS'A&ZPDfAUSpci.井.叭PDIS/A&S卩口⑺帕POL7W.O?FZDW口1E07rPBCDEFQDPpnirA&iPDLS'A&ZPDfAUSpci.井.叭PDIS/A&S卩口⑺帕POL7W.O?FZDWFZ-VMPZ^AIOFZ^AHP3.WA12P2-*.*13PH期II*旦！—ET?XTAL1XTALIABiW.圖13溫度顯示電路圖溫度顯示通道是由一個 LED直接顯示，它是通過單片機P2口控制，這樣可以明確的知道當前顯示的溫度是那個地方的溫度。這樣不容易出錯。某一環(huán)境下的溫度可以通過LED數(shù)碼管直接顯示出來！達到實時檢測的必備條件。4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)程序總設(shè)計如圖14所示，在系統(tǒng)啟動的同時，系統(tǒng)程序會對系統(tǒng)進行初始化操作，當系統(tǒng)的初始化完成之后，就進入了溫度檢測，系統(tǒng)會啟動溫度傳感器進行溫度的采集、并進行標度轉(zhuǎn)換，然后顯示出來，當溫度都顯示完后，系統(tǒng)將會延時些許時間進行下一次的溫度檢測并顯示出來，這樣循環(huán)顯示所采集的溫度。~開始~系統(tǒng)程序初始11DS18B20傳感器掃1J溫度檢測圖14溫度自動檢測的主流程圖4.2溫度檢測子程序設(shè)計對于溫度檢測DS18B20都需要一次檢測是否在工作，如果在系統(tǒng)給它一個轉(zhuǎn)換命令，并讀出 DS18B20檢測的溫度數(shù)。如圖15為溫度檢測子程序流程圖：圖15溫度子程序檢測圖4.3溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度程序設(shè)計此次的設(shè)計是在 keil的環(huán)境下進行編程的，必須輸入正確的程序才可以實現(xiàn)最終的仿真。進過查閱資料和書籍我寫出了溫度檢測的程序如下本論文所設(shè)計的整體思路就是單片機的主要芯片，運用其最小系統(tǒng)來進行的設(shè)計，通過傳感器的檢測，然后通過轉(zhuǎn)換到單片機最后實現(xiàn)溫度的檢測，仿真的過程中必須運用到keil，沒有keil提供程序環(huán)境無法完成溫度的測量的仿真，其次程序見附錄。5系統(tǒng)仿真及結(jié)果仿真Proteus軟件簡介Proteus是英國LabcenterElectronics公司的一種EDA畫圖工具軟件其最早是在1989年推出的。Proteus由于其功能的強大融合了原理分布圖、各種模式下的SPICE仿真、以及我們在做各種原理圖的 PCB版的布線等等強大的功能可以說現(xiàn)在的Proteus是一款非常完美的電子設(shè)計系統(tǒng)。我們用它可以來實現(xiàn)我們所需要的仿真（通過單片機最小系統(tǒng)所組成的各種仿真圖也可以用來與外部設(shè)備比如說 RS232終端和我們上面所提到的 LED顯示器外設(shè)進行交互從而來達到交互仿真[11]。其軟件打開如圖5-1-1所示圖16proteus軟件仿真圖軟件介紹與組成Proteus軟件主要由兩個部分組成的：一個是Ares軟件和一個是ISIS軟件。所謂Ares的軟件就是指的是我們在進行PCB畫圖時的電路的仿真非常實用；第二個就是ISIS軟件，該軟件就是指我們在做仿真要用繪制原理圖的方法來繪制我們所需要的電路然后進行仿真 [12]。Proteus軟件主要有以下特點：支持許多通用的單片機，目前最新版支持 ARM7/LPC2000的仿真；包括設(shè)備型號：LED,LED數(shù)碼管，液晶顯示器，通用鍵盤等；調(diào)試的功能強大，在寄存器和存儲器中調(diào)試流暢，除此之外在斷單步和斷點模式的調(diào)試中其效果顯而易彰；可以和KeiluVision2等開發(fā)工具接口。我們現(xiàn)在所使用Proteus軟件進行仿真時不難看出在該軟件里面的仿真元件庫里面的元件數(shù)目是龐大的。英國的這家公司與其第三方共同開發(fā)了總共6000多個模擬和數(shù)字元件，包括我們課堂中所使用的電路中的基本元件；正是由于仿真元件庫的數(shù)目龐大，我們很容易的找到我們在畫原理圖時所需要的元件從而完成布線和元件的屬性設(shè)置來達到我們所需要的原理圖具有高效性 [13]。5.3Proteus原理圖設(shè)計將元件在Proteus中找出并全部放好連接好如圖17：圖17Proteus原理圖5.4Keil與Proteus聯(lián)機仿真溫度才測控系統(tǒng)的程序在上章節(jié)已經(jīng)給出，通過在Keil軟件中程序的調(diào)試，然后將所調(diào)試的單片機hex文件放入Proteus中。這樣就可以使用Keil軟件仿真單片機程序，而在Proteus軟件窗口中查看運行的結(jié)果。下面給一最終的顯示效果圖。此圖可以看出仿真的結(jié)果很好的顯示了此時的溫度。圖18Proteus仿真結(jié)果圖總結(jié)總的來說，此次畢業(yè)設(shè)計基本完成了任務(wù)書規(guī)定的各項要求，在學習單片機的基礎(chǔ)上，進一步學習并實踐了單片機與C語言、Proteus軟件仿真、繪制電路圖等多種實用技術(shù)，成功設(shè)計出一個基本達到性能指標的溫度自動檢測系統(tǒng)。在畢業(yè)論文的編寫及排版過程中，我不僅加深了對Protues畫圖軟件的學習，還學到了如何利用辦公軟件Word設(shè)計流程圖和其他工具，由于親身體驗仿真系統(tǒng)設(shè)計的整個過程，個人覺得收獲頗豐。本次畢業(yè)設(shè)計有所缺憾就是沒有把實物做出來，這是我要改進的地方。通過這次畢業(yè)設(shè)計，掌握了溫度檢測控制系統(tǒng)的基本原理，了解了它的方法和具體步驟。學會了如何設(shè)計一個符合要求的系統(tǒng)，此設(shè)計要求有溫度上下AT89C51編程的理線、溫度的報警系統(tǒng)和復位開關(guān)。這次畢業(yè)設(shè)計加深了我對AT89C51編程的理的芯片并加以編程，并完成系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計。在以后的學習過程中我希望進一步的對單片機進行更深層次的了解。到此，本文已經(jīng)完成了對某一環(huán)境下溫度自動檢測系統(tǒng)的全部設(shè)計。本文首先對系統(tǒng)的方案進行了描述，然后設(shè)計了系統(tǒng)的硬件電路，接著完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，最后在軟件Proteus上進行了仿真。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，它可能會在以下幾個方面得到發(fā)展：（1）適用于各種不同的環(huán)境，尤其是對人們有危害的地方，進一步提高測量的精度，和系統(tǒng)的集成度、可靠性；（2）考慮加入自動報警場合和自動改變溫度，對功能數(shù)字化的提高，實現(xiàn)“一機多能”和“一機多用”；（3）在顯示上面可向液晶顯示上面發(fā)展，不斷地提高顯示的精度和可靠性；（4）溫度控制程序與報警程序有一定關(guān)聯(lián)，即都需要將測量值和設(shè)定值進行比較，因此在溫度控制程序中作了比較后，應把結(jié)果保存在某一部RAM中，或建立一定標志，以便在報警程序中直接引用，而不必從頭再來。致感老師一直以來的辛勤工作和教導使我能順利地度過這難忘的四年，使我的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識學習能力都有了提高，此次畢業(yè)設(shè)計和論文撰寫過程中，也得到了許多同學包括指導老師的關(guān)心、指導和幫助，沒有他們的幫助，我的論文及設(shè)計也不會順利地完成。最后，向論文老師表示意！感在論文的設(shè)計當中給我的指導以及給我的各種建議，對我的畢業(yè)論文的完成起著至關(guān)重要的指導作用。參考文獻.敏.基于單片機的多點濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].中國儀器儀表,2008,06:74-76..鴻圖.基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微計算機信息,2008,26:54-56.

.宗濤.集成式LED多芯片封裝的設(shè)計與制造[D].華南理工大學,2013..光偉.基于單片機的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].燕山大學,2012..龍諾春.基于單片機三總線結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)擴展研究與應用[J].電腦,2012,07:153-155+158.⑹?王文?基于ARM和DS18B20的溫度監(jiān)測系統(tǒng) [D].科技大學,2012..宋建峰.單片機是什么?[J].電子制作,2012,04:64-69..年慶娟，鄂德海?基于單片機的 LED動態(tài)顯示設(shè)計與仿真 [J].師大學學報（自然科學版）,2011,04:83-87..龐斌.基于AVR單片機的路基溫度采集系統(tǒng)研究與設(shè)計 [D].長安大學,2013..吳碧.基于AT89S52溫度測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學,2011..周靈彬，靖武.單片機應用產(chǎn)品的 PROTEUS設(shè)計與仿真[J].今日電子,2008,01:64-[D].華中科技大學[D].華中科技大學,2008..唐正.Proteus在單片機教學中的應用.閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育，2006..余小平，奚大順.電子系統(tǒng)設(shè)計-基礎(chǔ)篇[M].航空航天大學2007..薛鈞義，彥斌.MCS-51系列單片微型計算機及其應用[M].交通大學，1997..丁元杰.單片微機原理及應用[M].機械工業(yè)，1994..理工大學工程技術(shù)學院.電路原理圖與電路板設(shè)計實用教程 [M].電信系電子技術(shù)應用教研室.2008..偉人.MCS-51系統(tǒng)單片機實用子程序集錦[M].清華大學，1993.[9]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育，2006[10]Ting-FangChang,Jung-SanLeeandChin-ChenChang,SecurityenhancementofanIC-card-basedremoteloginmechanism,ComputerNetworks,Volume51,Issue9,20June2007[11]KeithH.Bilings,C.Eng.,M.I.E,E,.SwitchModePOWERSUPPLY.[11]KeithH.Bilings,C.Eng.,M.I.E,E,.SwitchModePOWERSUPPLY.HANDBOOK[M],HawmondManufacturingCompany,Ltd,2005,36-258附錄附錄程序如下：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<math.h>

#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitDQ=P3A6;sbitsounder=P3A7;//定義蜂鳴器口sbitD1=P1A4; //高溫報警燈sbitD2=P1A5; //低溫報警燈uchartemperature1,temperature0,TH,TL;floattt; //注意變量類型intt; //注意變量類型intbaojing[]={700,-200};ucharcodesmg[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; //共陰極數(shù)碼管編碼ucharcodesmg1[]={0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0xF7,0xFC,0xB9,0xDE,0xF9,0xF1};//帶小數(shù)點共陰極數(shù)碼管編碼voiddelayms(intj){intaa,kk;for(aa=0;aa<j;aa++)for(kk=120;kk>0;kk--);voiddelay5us()//延時5us{_nop_();}voiddelay10us()// 延時10us，{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}voiddelay102us()//延時102us{delay10us();delay10us();delay10us();delay10us();delay10us();delay10us();delay10us();delay10us();delay10us();delay10us();}voiddelay614us()//{delay102us();delay102us();delay102us();delay102us();delay102us();delay102us();}/********************DS18B20***************************/ucharinit_DS18B20(){ucharstatus;DQ=1;delay10us();//延時614us初始化操延時10usDQ=0;delay614us();DQ=1;//delay10us();delay10us();delay10us();status=DQ;//DQ=1;//delay10us();delay10us();delay10us();status=DQ;//延時等待30us這個時間一定要長最少204usdelay102us();delay102u