溫度檢測(cè)系統(tǒng)畢業(yè)論文1

摘 要摘 要在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。其中，溫度控制也越來越重要。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各環(huán)境中的溫度進(jìn)行檢測(cè)。采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的控制問題。單片機(jī)是一種集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，只需要外加電源和晶振就可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息的處理和控制。因此，單片機(jī)廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中。本論文側(cè)重介紹“單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)”的軟件設(shè)計(jì)及相關(guān)內(nèi)容。論文的主要內(nèi)容包括：采樣、濾波、鍵盤、LED顯示和報(bào)警系統(tǒng)。單片機(jī)AT89S52的開發(fā)以及系統(tǒng)應(yīng)用硬件開發(fā)等。作為控制系統(tǒng)中的一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)綜合運(yùn)用了微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、鍵盤顯示技術(shù)等諸多方面的知識(shí)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合測(cè)試。關(guān)鍵詞：AT89S52、DS18B20、溫度控制I目 錄目 錄第一章 緒論- 1 -1.1概述- 1 -1.2系統(tǒng)的性能要求及特點(diǎn)- 1 -1.3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想- 2 -第二章 系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)- 3 -2.1系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)- 3 -2.2 輸入通道設(shè)計(jì)- 3 -2.2.1溫度傳感器的選擇- 3 -2.2.2 DSl8B20傳感器- 4 -2.3復(fù)位電路及時(shí)鐘電路- 5 -2.3.1復(fù)位電路- 5 -2.3.2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)- 5 -2.4鍵盤電路設(shè)計(jì)- 6 -2.5顯示電路設(shè)計(jì)- 7 -3.5.1數(shù)碼管顯示電路- 7 -2.5.2液晶顯示電路- 8 -第三章 軟件設(shè)計(jì)- 10 -3.1 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)- 10 -3.2 顯示子程序設(shè)計(jì)- 10 -第四章 開發(fā)環(huán)境及硬件調(diào)試- 11 -4.1 軟件環(huán)境- 11 -4.1.1 Proteus- 11 -4.1.2. Protel99Se- 12 -4.2硬件調(diào)試- 15 -4.2.1測(cè)試調(diào)試- 15 -結(jié)束語- 16 -致 謝- 17 -參考文獻(xiàn)- 18 -附 件- 19 -II第一章 緒 論第一章 緒論1.1 概述目前，我國溫室控制設(shè)備的現(xiàn)狀時(shí)一小部分比較先進(jìn)的設(shè)備和大部分比較落后的設(shè)備并存。整體上，我國的溫室控制系統(tǒng)與國外發(fā)達(dá)國家相比還比較落后。占主導(dǎo)地位的是儀表控制，這種系統(tǒng)的控制參數(shù)由人工選擇，需要配置專門的儀表調(diào)試人員，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且不準(zhǔn)確?？刂凭纫蕾囉谠囼?yàn)者的調(diào)節(jié)。控制精度不高，一旦生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化就需要重新設(shè)置。操作不方便，控制數(shù)據(jù)無法保存。因而，對(duì)生產(chǎn)工藝的研究很困難，因此造成產(chǎn)品質(zhì)量低、廢品率高、工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)效率低，這些都影響企業(yè)的效率。在現(xiàn)實(shí)生活中溫控系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛，工業(yè)中電阻加熱爐的溫控系統(tǒng)，大棚生產(chǎn)的溫度控制，啤酒發(fā)酵溫度控制系統(tǒng)，水電解制氫中的溫控系統(tǒng)等。1.2 系統(tǒng)的性能要求及特點(diǎn)溫度控系統(tǒng)應(yīng)能達(dá)到以下功能要求：1、溫度檢測(cè)；可采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器或AD590等溫度傳感器作為檢測(cè)端，以AT89S52或其他微控制芯片作為MCU，還可以利用VB實(shí)現(xiàn)PC與單片機(jī)通信交互界面。2、具有顯示功能：利用數(shù)碼管或液晶顯示器顯示溫度。3、具有用戶輸入功能：利用鍵盤輸入對(duì)溫度的上下限進(jìn)行設(shè)置，復(fù)位等。4、具有報(bào)警功能。5、整套儀器可靠性好，設(shè)計(jì)不易出故障。6、具有自動(dòng)加熱保護(hù)功能的安全性要求。如果實(shí)際測(cè)得的溫度值超過了系統(tǒng)要求的溫度范圍，單片機(jī)就會(huì)發(fā)出斷電指令，并進(jìn)行報(bào)警?；谏鲜龉δ芤蠹爸悄軆x表應(yīng)具有的體積小、成本低、功能強(qiáng)、抗千擾并盡可能達(dá)到更高精度的要求。本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)方面具有如下特點(diǎn)：主機(jī)采用AT89S52系列的單片機(jī)價(jià)格便宜，有開發(fā)環(huán)境 。根據(jù)測(cè)溫范圍的要求，該系統(tǒng)適合用DS18B20數(shù)字溫度傳感器作為傳感器。1.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想目前，溫度控制儀的硬件電路一般采用模擬電路(Analog Circuit)和單片機(jī)(Single-chip Computer)兩種形式。模擬控制電路的各控制環(huán)節(jié)一般由運(yùn)算放大器、電壓比較器、模擬集成電路及電容、電阻等外圍元器件組成。它的最大優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)響應(yīng)速度快，能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。根據(jù)計(jì)算機(jī)控制理論可知，數(shù)字控制系統(tǒng)的采樣速率并非越快越好，還取決于被控系統(tǒng)的響應(yīng)特性。在本系統(tǒng)中，由于溫度的變化是一個(gè)相對(duì)緩慢的過程，對(duì)溫控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求不高，所以模擬電路的優(yōu)勢(shì)得不到體現(xiàn)。另外，模擬電路依靠元器件之間的電氣關(guān)系來實(shí)現(xiàn)控制算法，很難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法。單片機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。它是把中央處理器CPU(Centeral Processing Unit)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM(Random Access Memory)、只讀存儲(chǔ)器ROM(ReadOnly Memory)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及I/0(Input/Output)接口電路等主要計(jì)算機(jī)部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)，它的特點(diǎn)是:功能強(qiáng)大、運(yùn)算速度快、體積小巧、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠。由此可見，采用單片機(jī)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，不僅可以降低開發(fā)成本，精簡(jiǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且控制算法由軟件實(shí)現(xiàn)，可以提高系統(tǒng)的兼容性和可移植性。目前，市面上的單片機(jī)不僅種類繁多，而且在性能方面也各有所長(zhǎng)。針對(duì)這些單片機(jī)的不同特點(diǎn)，尤其從降低成本和方便實(shí)驗(yàn)的角度出發(fā)，以AT89S52為核心器件組成的控制系統(tǒng)是比較理想的選擇。此外，在選取外圍擴(kuò)展芯片時(shí)，本著節(jié)約成本的原則，盡量選取典型的、易于擴(kuò)展和替換的芯片及器件。- 2 -第二章 系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)第二章 系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)在該系統(tǒng)中使用DBS18B20傳感器在所在的環(huán)境中采集溫度參數(shù)值，再將DBS18B20所采集到的溫度傳輸?shù)紸T89S52芯片中對(duì)其進(jìn)行處理，最在將處理過后的信號(hào)發(fā)送到儲(chǔ)存器74HC573中儲(chǔ)存，最終將信號(hào)才、發(fā)送給LED顯示出來或者直接通過AT89S52芯片處理傳送到兩側(cè)顯示所測(cè)到的溫度。在本系統(tǒng)中我我們還可以對(duì)其設(shè)置溫度的上下限，當(dāng)溫度超出其限值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，讓人能對(duì)其進(jìn)行控制。從而達(dá)到溫度控制的目的。報(bào)警顯示及控制USB電源傳感器按鍵AT89S52單片機(jī)串口電平轉(zhuǎn)換LCD/LED 顯示PC接口圖2-1 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)框圖2.2 輸入通道設(shè)計(jì)2.2.1 溫度傳感器的選擇溫度是實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要測(cè)試的參數(shù)，從鋼鐵制造到半導(dǎo)體生產(chǎn)，很多工藝都要依靠溫度來實(shí)現(xiàn)，溫度傳感器是應(yīng)用系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)世界之間的橋梁。溫度測(cè)量應(yīng)用非常廣泛，不僅生產(chǎn)工藝需要溫度控制，有些電子產(chǎn)品還需對(duì)它們自身的溫度進(jìn)行測(cè)量，如計(jì)算機(jī)要監(jiān)控CPU的溫度，馬達(dá)控制器要知道功率驅(qū)動(dòng)IC的溫度等等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。溫度傳感器種類繁雜，各種不同的傳感器由于構(gòu)成材料、構(gòu)成方式及測(cè)溫原理的不同，使得測(cè)量溫度的范圍、測(cè)量精度也不同。因此，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)選擇不同的溫度傳感器。DS18B20，用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度值，不需要外部組件，能測(cè)量55+125 范圍內(nèi)的溫度，10 +85 范圍內(nèi)的測(cè)溫準(zhǔn)確度為05，通過編程可實(shí)現(xiàn)9l2位的數(shù)字讀數(shù)方式，可在至多750 ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成12 位的數(shù)字，測(cè)溫分辨率可達(dá)00625 。這些特點(diǎn)使得DS18B20溫度傳感器具有信號(hào)強(qiáng)、精度高、穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好的特點(diǎn)。在本課題中，測(cè)溫范圍較大，且要求檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好，因此考慮選用DS18B20傳感器。2.2.2 DSl8B20傳感器DSl8B20的管腳及特點(diǎn)DS18B20可編程溫度傳感器有3個(gè)管腳。(如圖：1) GND為接地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一個(gè)較弱的上拉電阻與單片機(jī)相連。VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍3.O5.5 V。本文使用外部電源供電。主要特點(diǎn)有：1.用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度值。2.不需要外部組件，能測(cè)量55+125 范圍內(nèi)的溫度。3.10 +85 范圍內(nèi)的測(cè)溫準(zhǔn)確度為0.5 。4.通過編程可實(shí)現(xiàn)9l2位的數(shù)字讀數(shù)方式，可在至多750 ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成12 位的數(shù)字，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625 。5.獨(dú)特的單總線接口方式，與微處理器連接時(shí)僅需要一條線即可實(shí)現(xiàn)與微處理器雙向通訊。圖2-2 (DS18B20的系統(tǒng)結(jié)構(gòu))圖2-3 在該系統(tǒng)中DBS18B20的應(yīng)用2.3復(fù)位電路及時(shí)鐘電路2.3.1復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需給AT89S52的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可得AT89S52復(fù)位，復(fù)位時(shí)，PC初始化為0000H，使AT89S52從OUT單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤而使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為擺脫死鎖狀態(tài)，也需按復(fù)位鍵使得RST腳為高電平，使AT89S52重新啟動(dòng)。在系統(tǒng)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)顯示不正常，也為了調(diào)試方便，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路，在系統(tǒng)中，復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)用戶的按鍵復(fù)位功能。復(fù)位電路可由簡(jiǎn)單的RC電路構(gòu)成，也可使用其它的相對(duì)復(fù)雜，但功能更完善的電路。工作原理是：上電瞬間，RC電路充電，RESET引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要RESET保持10ms以上高電平，就能使單片機(jī)有效的復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用6MHz時(shí)，C取22F，R取1K。2.3.2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種是外部時(shí)鐘方式。此設(shè)計(jì)選用內(nèi)部時(shí)鐘方式見下圖：圖2-4 時(shí)鐘電路部分原理圖單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2這兩個(gè)引腳跨接在石英晶體振蕩器和微調(diào)電路，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的電容C1和C2典型值通常選擇30pF左右，該電容大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶振的振蕩器頻率的范圍通常在1.212MHz之間，晶體的頻率越高，則系統(tǒng)得時(shí)鐘頻率也就變高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。但反過來運(yùn)行速度快，對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高。對(duì)印刷電路板的工藝要求也高，即要求淺間的寄生電容要??；晶體和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生生活，更好的保證振蕩器穩(wěn)定，可靠地工作。2.4鍵盤電路設(shè)計(jì)程序啟動(dòng)后，通過延時(shí)去抖判斷是否有K1按下，是則執(zhí)行時(shí)循環(huán)：把與P20口相接的數(shù)碼管設(shè)置為顯示按鍵按下的次數(shù)m及所設(shè)溫度，把與 P21、 P22、 P23口相接的數(shù)碼管設(shè)置為顯示0，再通過延時(shí)去抖判斷是否有K2按下，是則執(zhí)行m自加及按一次自加一次，再通過延時(shí)去抖判斷是否有K3按下，是則推出此程序。圖2-5系統(tǒng)鍵盤電路原理圖2.5顯示電路設(shè)計(jì)顯示處理模塊主要完成人機(jī)交互作用，具體實(shí)現(xiàn)將采樣溫度值、設(shè)定溫度值及以參數(shù)值形式在LED數(shù)碼管上顯示出來的功能。2.5.1數(shù)碼管顯示電路它作為一個(gè)通用模塊可以被其它各模塊調(diào)用，模塊的入口是把要顯示的數(shù)值分別放在顯示緩沖區(qū)的74HC573存儲(chǔ)單元中，并且分別對(duì)應(yīng)八個(gè)數(shù)碼管LED1LED8。其中LED1LED4顯示溫度的整數(shù)位，LED5LED8顯示溫度的小數(shù)位，當(dāng)某一功能模塊計(jì)算處理完畢后，將計(jì)算結(jié)果存入到顯示緩沖區(qū)的寄存單元，然后調(diào)用顯示處理模塊。顯示處理模塊首先將顯示緩沖區(qū)的首地址裝入Z指針，并置計(jì)數(shù)值為4，然后采用相對(duì)尋址的方式將顯示緩沖區(qū)中的第一個(gè)字節(jié)以串行的方式發(fā)送到74HC573，發(fā)送時(shí)通過置位和清除PB7的方式來模擬74HC573的串行時(shí)鐘，74HC573接收后進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換并鎖存以供LED實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。由于74 HC573采用首尾相連的連接方式，當(dāng)發(fā)送第二個(gè)字節(jié)時(shí)第一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)的字符將移到第二個(gè)LED。每發(fā)送一個(gè)字節(jié)使Z指針加一，并且計(jì)數(shù)值減一。當(dāng)字節(jié)發(fā)送完畢時(shí)，在LED數(shù)碼管上顯示字符。圖2-6數(shù)碼管顯示電路2.5.2液晶顯示電路液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 這里介紹的字符型液晶模塊是一種用5x7點(diǎn)陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為1行16個(gè)字、2行16個(gè)字、2行20個(gè)字等等，這里以常用的2行16個(gè)字的1602液晶模塊來介紹它的編程方法圖2-7 1602液晶顯示器1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第1516腳：空腳圖2-8 液晶顯示器和單片機(jī)圖2-9系統(tǒng)整體電路圖- 9 -第三章 開發(fā)環(huán)境及硬件調(diào)試第三章 軟件設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)方面具有如下特點(diǎn)：（1）盡量采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，使整個(gè)程序結(jié)構(gòu)清晰，具有開放性的特點(diǎn)，易于移植、修改和擴(kuò)展。（2）全部用C語言編寫，以提高程序的執(zhí)行速度，滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。（3）為了提高運(yùn)算精度及方便程序的編寫，算法程序全部采用雙字節(jié)定點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)。算法中的各項(xiàng)既有正數(shù)也有負(fù)數(shù)，為此，以高字節(jié)最高位作為符號(hào)位（最高位為0表示正數(shù)，為1表示負(fù)數(shù)），采用補(bǔ)碼形式進(jìn)行運(yùn)算。3.1 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集時(shí)，再跳過讀序列號(hào)，讀溫度寄存器的前兩個(gè)，讀出溫度的高低位，再溫度值得處理得出實(shí)際溫度值。開 始初始化DS18B20跳過讀序列號(hào)啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換延 時(shí)跳過讀序列號(hào)讀寄存器數(shù)據(jù)處理得出溫度值3.2 顯示子程序本設(shè)計(jì)的顯示部分采用74HC573來驅(qū)動(dòng)四位數(shù)碼顯示器，單片機(jī)的I/O口P1.0、P1.1、P1.2分別與74HC573的14腳、11腳、12腳相連。14腳為SER為串行數(shù)據(jù)輸入端；12為腳RCLK為移位時(shí)鐘端，上升沿時(shí)將14腳數(shù)據(jù)移入寄存器，11腳SRCLK為鎖存器，上升沿時(shí)鎖存數(shù)據(jù)；13腳E三態(tài)輸出控制端，接低電平時(shí)數(shù)據(jù)輸出。單片機(jī)輸出數(shù)據(jù)和移位時(shí)鐘，在時(shí)鐘上升沿將數(shù)據(jù)移入74HC573。- 11 -第四章 開發(fā)環(huán)境及硬件調(diào)試第四章 開發(fā)環(huán)境及硬件調(diào)試4.1 軟件環(huán)境在本系統(tǒng)開發(fā)過程中我們應(yīng)用了多種軟件包括Proteus、keil、Protel99Se等，在這里我們著重介紹keil、Protel99S三個(gè)用得較多的軟件。4.1.1 ProteusProteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動(dòng)的，針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，您不需要?jiǎng)e的，Proteus為您建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境！ Proteus組合了高級(jí)原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被電子世界在其對(duì)PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)的比較文章中評(píng)為最好產(chǎn)品“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。其功能模塊:個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真; ARES PCB設(shè)計(jì). PROSPICE 仿真器的一個(gè)擴(kuò)展PROTEUS VSM:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動(dòng)態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕，LED，甚至LCD顯示CPU模型. 在該系統(tǒng)中proteus主要用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能及AT89S52的程序測(cè)試等，在溫控系統(tǒng)中我們用proteus的ISIS原理布圖工具將原理圖輸入其中，對(duì)他進(jìn)行仿真以便觀察整個(gè)系統(tǒng)的功能能否實(shí)現(xiàn)。在這使用的過程中主要應(yīng)用了圖形編輯窗口中的：坐標(biāo)系統(tǒng)（CO-ORDINATE SYSTEM）、實(shí)時(shí)捕捉（Real Time Snap）、預(yù)覽窗口（The Overview Window）、對(duì)象放置（Object Placement）、選中對(duì)象（Tagging an Object）、刪除對(duì)象（Deleting an Object）、拖動(dòng)對(duì)象（Dragging an Object）等功能，這這些方面也是使用proteus基本應(yīng)用步驟。圖4-1 圖形編輯窗口4.1.2. Protel99SeProtel99SE是Protel公司近10年來致力于Windows平臺(tái)開發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。因而今天的Protel最新產(chǎn)品已不是單純的PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。Protel 設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一套建立在IBM兼容PC環(huán)境下的EDA電路集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由于其高度的集成性與擴(kuò)展性，一經(jīng)推出，立即為廣大用戶所接受，很快就成為世界PC平臺(tái)上最流行的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。 在繪制電路圖時(shí)液晶顯示器、LED、DS18B20都需要進(jìn)行元器件封裝，最終所得的電路圖如圖4-2：當(dāng)繪制完電路圖后再生成網(wǎng)絡(luò)表最后制成PCB板如圖4-3：圖4-2 Protel99S繪制的電路圖圖4-3 溫度控制制系統(tǒng)的PCB板圖圖4-4 銅線面圖4-5 PCB板的3D效果圖由于由制作一面PCB版的價(jià)格較貴，所以我們?cè)趯?shí)物時(shí)采用了面包板。如果大量生產(chǎn)那么它的價(jià)格就將相當(dāng)?shù)谋阋?。這樣這個(gè)控制系統(tǒng)得總造價(jià)將比較低4.2硬件調(diào)試在系統(tǒng)設(shè)計(jì)最后階段，我們要做好的工作是硬件測(cè)試一保證系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，在這里使用的主要方法是 ：1、對(duì)各關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行電壓，電流測(cè)試，2、檢查整體電路連接是否正確。3、檢測(cè)焊接是否有效。4.2.1測(cè)試調(diào)試一、單片機(jī)不能正常工作：首先是將程序下載到單片機(jī)上，結(jié)果系統(tǒng)未能正常的工作，在這時(shí)我們首先考慮到是單片機(jī)出了問題，經(jīng)過對(duì)單片機(jī)晶振引腳（18、19腳）的對(duì)地電壓進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)18腳對(duì)地約為1.5V，19腳對(duì)地也約為1.5V。均低于他們的工作所需要的電壓值2.2V和2V。二、復(fù)位功能鍵檢測(cè)：為了根好了的提高效率，我們還對(duì)單片機(jī)的復(fù)位功能進(jìn)行了檢測(cè)，采用模擬復(fù)位的方法來判斷，單片機(jī)正常工作時(shí)第9腳對(duì)地電壓為零，可以用導(dǎo)線短時(shí)間和5V連接一下，模擬一下上電復(fù)位，如果單片機(jī)能正常工作了，說明這個(gè)復(fù)位電路沒有問題。經(jīng)過檢測(cè)復(fù)位功能鍵正常。三、數(shù)碼管不能正常工作：在調(diào)試完以上幾步后系統(tǒng)仍然不能正常工作。問題主要是在顯示模塊，當(dāng)使用液晶顯示器時(shí)，系統(tǒng)能夠顯示當(dāng)前所測(cè)溫度值，當(dāng)使用數(shù)碼管時(shí)不能正常顯示當(dāng)前溫度。在該過程中首先對(duì)74HC573各個(gè)引腳進(jìn)行了檢查，他們每個(gè)引腳都在他的正常值內(nèi)，然后又對(duì)數(shù)碼管的引腳進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)LED5到LED8的10號(hào)引腳未連通，經(jīng)過仔細(xì)的檢查10號(hào)引腳沒有焊接好。四、溫度傳感器DS18B20問題：當(dāng)上面問題解決后，突然液晶顯示器和數(shù)碼管顯示器都只顯示為25使用復(fù)位鍵復(fù)位，后溫度沒有變化，有手給DS18B20傳熱仍無變化。這就是DS18B20被損壞，可能是靜電或在硬件調(diào)試時(shí)把DS18B20給損壞，換一個(gè)好的恢復(fù)正常。- 16 -結(jié)束語結(jié)束語本文介紹了以51單片機(jī)為核心的溫度采集系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了各個(gè)部分的功能的結(jié)構(gòu)，原理，本系統(tǒng)所選的AT89S52芯片精度高，信號(hào)檢測(cè)部分抑制了一定的非線形，因而檢測(cè)的溫度值精度高，具有重大的實(shí)際意義。在論文制作的整個(gè)過程中，本人最深的體會(huì)是做一定要認(rèn)真，仔細(xì)。這一點(diǎn)與只寫一篇文章的論文有很大的不同。在畫原理圖，焊器件，調(diào)試的過程中，都必須以認(rèn)真、仔細(xì)的態(tài)度去對(duì)待每一個(gè)細(xì)節(jié)，任何不慎都將導(dǎo)致最終的失敗。當(dāng)然，這些都是我未來學(xué)習(xí)和工作的重要步驟，相信有了這一步，我將會(huì)走得更遠(yuǎn)。- 17 -致 謝致 謝本文的研究工作是在老師的精心指導(dǎo)