基于proteus的溫度測(cè)控系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)說明

基于proteus的溫度測(cè)控系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)占據(jù)著非常重要的地位。例如在消防場(chǎng)合的溫度檢測(cè)，我們家用中的電器設(shè)備熱故障監(jiān)測(cè)，各類運(yùn)輸工具的某些設(shè)備的溫度檢測(cè)，醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的溫度測(cè)試，化工車間和機(jī)械車間等設(shè)備溫度過熱檢測(cè)，溫度檢測(cè)與其息息相關(guān)。本次論文設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)是利用單片機(jī) AT89C51單片機(jī)作控制器,用C語(yǔ)言來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，而且能達(dá)到指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲(chǔ)空間。它采用溫度傳感器傳感器DS18B20進(jìn)行溫度測(cè)量,實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)境以及場(chǎng)合下的溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)并通過LED顯示器件顯示溫度的功能,能方便地應(yīng)用于各種溫度檢測(cè)場(chǎng)合。本論文設(shè)計(jì)的溫度測(cè)控系統(tǒng)功能是能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)某一環(huán)境下的溫度，測(cè)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(huì)通過蜂鳴器來達(dá)到報(bào)警效果。另外我給該系統(tǒng)加了個(gè)復(fù)位開關(guān)，一旦出現(xiàn)亂碼或者一般的故障可以通過該復(fù)位開關(guān)來進(jìn)行復(fù)位。本論文采用軟、硬件相結(jié)合的方式,來進(jìn)行各功能的編寫。本設(shè)計(jì)采用的是 DS18B20和AT89C51單片機(jī)的一種溫度檢測(cè)系統(tǒng)。論文中對(duì)用單片機(jī)溫度控制原理的設(shè)計(jì)思想和軟、硬件調(diào)試作了詳細(xì)的論述。關(guān)鍵詞： 89C51單片機(jī)；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(jì)要求及方案. 3\o"CurrentDocument"溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 3\o"CurrentDocument"溫度檢測(cè)系統(tǒng)的原理功能 3\o"CurrentDocument"溫度檢測(cè)方案 4\o"CurrentDocument"單片機(jī)以及所用的元器件介紹 5\o"CurrentDocument"單片機(jī) 5\o"CurrentDocument"AT89C51單片機(jī)單片機(jī)基本結(jié)構(gòu) 5\o"CurrentDocument"單片機(jī)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(diǎn). 12LED工作方式 13\o"CurrentDocument"3硬件設(shè)計(jì) 16\o"CurrentDocument"系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu) 16\o"CurrentDocument"單片機(jī)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(jì) 22\o"CurrentDocument"系統(tǒng)程序總設(shè)計(jì) 22\o"CurrentDocument"溫度檢測(cè)子程序設(shè)計(jì) 2323溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的溫度程序設(shè)計(jì)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(jiǎn)介 25\o"CurrentDocument"軟件介紹與組成 26\o"CurrentDocument"5.3Proteus原理圖設(shè)計(jì) 26Keil與Proteus聯(lián)機(jī)仿真 27\o"CurrentDocument"總結(jié) 28\o"CurrentDocument"致 29\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 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(chǎng)合對(duì)溫度的測(cè)量以及對(duì)它控制有著重要的作用。在這些領(lǐng)域中，經(jīng)常需要對(duì)某些系統(tǒng)進(jìn)行溫度的監(jiān)控，基本上普遍時(shí)間了監(jiān)控。當(dāng)今文用單片機(jī)技術(shù)通過方正可以很容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)。有很多種方式都能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的自動(dòng)檢測(cè)。本論文設(shè)計(jì)的溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是利用單片機(jī)AT89C51作控制器，通過數(shù)字式傳感器 DS18B20進(jìn)行溫度傳感從而實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量，并通過LED數(shù)碼顯示管進(jìn)行溫度自動(dòng)顯示，并通過Proteus軟件進(jìn)行仿真最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。本文單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)的總體方案如下：(1)溫度的測(cè)量的上下限為 -20C和70C；(2)通過溫度傳感器來檢測(cè)某一環(huán)境的溫度；(4)通過LED數(shù)碼管來顯示；(5)Proteus軟件進(jìn)行仿真1設(shè)計(jì)要求及方案溫度的檢測(cè)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(gè)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(yīng)爐等對(duì)處理過程中必須要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。本論文通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)并將它變成智能化、自動(dòng)化而且能夠?qū)崟r(shí)全面的監(jiān)控到溫度，使其達(dá)到安全的保障。溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)根據(jù)本系統(tǒng)需求所需要的技術(shù)指標(biāo)如下：1工作溫度圍：本論文是檢測(cè)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(cè)量溫度的圍：本論文所設(shè)計(jì)的溫度測(cè)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(jī)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(jìn)行。溫度檢測(cè)系統(tǒng)的原理功能系統(tǒng)原理是通過DS18B20傳感器來檢測(cè)某一環(huán)境下的溫度高低。并將所測(cè)得熱轉(zhuǎn)變成所對(duì)應(yīng)的的電信號(hào)，最后將轉(zhuǎn)變成電信號(hào)進(jìn)行處理最終顯示到 LED1.3溫度檢測(cè)方案本論文主要任務(wù)是完成某一環(huán)境溫度的檢測(cè)。并且系統(tǒng)具有操作便力，易操作等優(yōu)點(diǎn)。本論文設(shè)計(jì)所需要的元器件有：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89C51，溫度傳感器DS18B20,LED顯示模塊等。本論文通過 pretues仿真來實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)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(jī)以及所用的元器件介紹單片機(jī)單片機(jī)還可以叫做單片微控制器，它是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)全部集成到一個(gè)芯片上，這就是它區(qū)別于邏輯功能芯片的原因。一個(gè)微控制器包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備，我們可以看到，它就好似于一個(gè)微小的計(jì)算機(jī)，不過它不同于計(jì)算機(jī)，因?yàn)橄噍^計(jì)算機(jī)，它缺少了很多外圍設(shè)備。單片機(jī)具有小巧靈活，成本低廉，應(yīng)用圍非常廣的優(yōu)點(diǎn)，這就我們?yōu)閷W(xué)習(xí)和開發(fā)電子設(shè)備創(chuàng)造了有利條件。AT89C51單片機(jī)單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)所用的AT89C51是8位單片機(jī)，具有體積小，功能全，面向控制，開發(fā)應(yīng)用方便等特點(diǎn)。是測(cè)控應(yīng)用領(lǐng)域較理想的8位微型計(jì)算機(jī)[4]。AT89C51其實(shí)就是只讀存儲(chǔ)器這個(gè)存儲(chǔ)器可以用來編程也可以將原有程序進(jìn)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(jī)。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(chǔ)器、32可編程I/O線、 128>8位部RAM全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz、5個(gè)中斷源、數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年、壽命：1000寫/擦循環(huán)、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、三級(jí)程序存儲(chǔ)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(shí)鐘電路。其單片機(jī)部結(jié)構(gòu)的截圖如下圖2所示：圖2AT89C51系列單片機(jī)部結(jié)構(gòu)框圖AT89C51單片機(jī)的部結(jié)構(gòu)框圖如圖 2所示。AT89C51單片機(jī)部結(jié)構(gòu)由8大部分組成的，這8大部分是：?一個(gè)8位中央處理器CPU其主要是由控制部件、運(yùn)算部件所組成。其中還包括時(shí)鐘電路和振蕩電路，它的主要功能是用來完成單片機(jī)的運(yùn)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(jī)片的可讀寫存儲(chǔ)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(jì)算出運(yùn)算的中間結(jié)果或者是最后的結(jié)果 ⑸。?片程序只讀存儲(chǔ)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(gè)特殊功能為一體的一個(gè) 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(gè)8位并行輸入輸出 I/O的接口，用來同時(shí)輸入和輸出所計(jì)算出來的數(shù)據(jù)。?個(gè)能夠使數(shù)據(jù)1位串行數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)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(jī)通訊。?2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。它可以設(shè)置為計(jì)數(shù)方式對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置為定時(shí)方式進(jìn)行定時(shí)。?個(gè)功能強(qiáng)大的中斷系統(tǒng)包括 5個(gè)中斷源，可編程為 2個(gè)優(yōu)先級(jí)的。它可以接收外部中斷申請(qǐng)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器中斷申請(qǐng)和串行口中斷申請(qǐng)。2.3單片機(jī)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(jī)引腳圖如圖3所是AT89C51芯片引腳結(jié)構(gòu)。其部有 40個(gè)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(gè)是主電源的引腳一個(gè)接主電源一個(gè)接地，有兩個(gè)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(gè)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(gè)引腳是用于條輸入或輸出I/O引腳。下面介紹4個(gè)引腳的功能源引腳Vcc和Vss第40腳：這個(gè)引腳必須接+ 5V作為單片機(jī)的主電源；第20腳：這個(gè)引腳必須接+ 5V的地端作為單片機(jī)的備用。兩個(gè)晶體引腳XTAL1，XTAL2外部晶體XTAL1（引腳第十九）：該引腳連接一個(gè)外部石英晶體。它在AT89C51單片機(jī)也作為一個(gè)反相放大器的輸入端從而構(gòu)成片振蕩器。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)這個(gè)晶振引腳接地；但是有時(shí)也可以作為外部振蕩的輸入端。比如CHMO單片機(jī)。晶振引腳XTAL2（第18引腳）：位于AT89C51單片機(jī)的部該引腳接外部晶體的另一端。在單片機(jī)接反相放大器輸入端。除此之外當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于AT89C51單片機(jī)外部震蕩信號(hào)的輸入端就是這個(gè)引腳；除此之外該引腳是懸空不接任何電源?？刂菩盘?hào)的復(fù)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(hào)形式。（1）首先RST/VPD（第9引腳）：RST就是RESET另一個(gè)VPD是備用電源的引腳，其原理就是當(dāng)AT89C51振蕩器開始工作的時(shí)候，具有高電平的兩個(gè)機(jī)械周期以便完成復(fù)位操作當(dāng)Vcc不穩(wěn)定故障時(shí)，把該引腳接上VPD就可以實(shí)現(xiàn)部供電，保證存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)不丟失或損壞起到保護(hù)作用。（2） ALE/PROG（第30引腳）：其引腳的功能是當(dāng)在外部存儲(chǔ)器 ALE主要中用在信號(hào)輸出以每?jī)蓚€(gè)機(jī)械震蕩的周期，鎖定兵器存儲(chǔ)來自 P0引腳的低8位地址。當(dāng)不在外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(hào)，用于定時(shí)或者是產(chǎn)生一些類的時(shí)鐘鐘擺型號(hào)。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(gè)輸入/輸出引腳（1） P0口（從39到32引腳）：P0口是一個(gè)雙向I/O口，含有8位TTL門電流、漏級(jí)開路，各個(gè)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(chǔ)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(gè)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?yàn)镻1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(yàn)時(shí)，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?yàn)镻2口作為輸入引腳是外部拉低。因?yàn)椴可侠璠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(chǔ)器地址。在。寫 "1”時(shí),由于部上拉的優(yōu)點(diǎn),當(dāng)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀寫8個(gè)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(jī)的 4個(gè)TTL門的輸出電流而且可以作為時(shí)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?yàn)?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(gè)傳感器在生活中被普片的使用，主要是因?yàn)樗哂畜w積較小，并且 DS18B20的開銷成本很低,比較廉價(jià)容易接受，抗干擾的能力非常好及精準(zhǔn)度非常高的特點(diǎn)所以這是一款非常不錯(cuò)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(chǎng)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(gè)溫度設(shè)備以及生產(chǎn)間的溫度檢測(cè)，比如說高爐生產(chǎn)車間，機(jī)房，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大棚中溫的溫度監(jiān)控。這個(gè)傳感器主要是DallasDS18B20可用本論文所用的這個(gè)傳感器的一線接口主要的就是只需要用一個(gè)借口通信實(shí)現(xiàn)多能化，這樣就實(shí)現(xiàn)了不光是DS18B20溫度傳感器，對(duì)于大多數(shù)傳感器對(duì)其功能得到了不需外部的原件得到簡(jiǎn)化。電壓圍3.0V—5.5V無需備用電源。溫度的上下限時(shí)-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(dǎo)體（固態(tài)）芯片器件。 LED顯示屏最核心的部件就是固體半導(dǎo)體芯片（也是晶片），該半導(dǎo)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(fù)極，然后整個(gè)晶片用一種叫做環(huán)氧的樹脂抱起來進(jìn)行封裝。其實(shí)該晶片是由兩部分組成的，第一是P型的半導(dǎo)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(dǎo)體，當(dāng)然就是電子占據(jù)著主導(dǎo)地位。這樣兩部分連接起來就形成了“P-N結(jié)”就這樣當(dāng)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(huì)受到推理送到 P區(qū)跟里面的電子組合又被叫做空穴復(fù)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(diǎn)LED顯示屏憑借自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和它的靈巧性被公眾場(chǎng)所廣泛使用下面介紹其功能特點(diǎn)（1） 耐用性：上面說到LED是被一種叫做環(huán)氧樹脂抱起來進(jìn)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(jiān)固許多許多，不像他們里面比較松動(dòng)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(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)間長(zhǎng)：LED有被譽(yù)為人類的長(zhǎng)壽燈可以看出他的壽命時(shí)間很長(zhǎng)，有著永不熄滅的稱號(hào)，由于被環(huán)氧樹脂封裝不存在封裝上的松動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱影響其壽命，一般的LED可用到6小時(shí)萬以上的時(shí)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(lán)）在通過電腦技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)256級(jí)不同級(jí)別的色彩計(jì)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(dá)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(huì)產(chǎn)生熱量而且不會(huì)發(fā)出紫外線和紅外線因而不對(duì)產(chǎn)生輻射，到使命使用完時(shí)，可以回收達(dá)到可再利用其環(huán)保性號(hào)。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(jì)算機(jī)、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(jì)出多種多長(zhǎng)的不同的圖案等屬于數(shù)字信息化時(shí)代的半導(dǎo)體光電件的高新技術(shù)融合了在線編程、在線升級(jí)靈活多變技術(shù)和特點(diǎn)。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(dòng)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(jìn)行拼接接到電源的負(fù)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(gè)有八位的鎖存器的輸出端連接。這樣就到到了各個(gè)顯示字符一旦定下來其相之對(duì)應(yīng)的鎖存器的斷碼會(huì)保持不變，一只持續(xù)到下一個(gè)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(gè) 4位靜態(tài)電路的各個(gè)位都是獨(dú)立顯示的，如果在這兩條斷碼線上把與之相對(duì)應(yīng)字符的電平進(jìn)行保持不變，這樣會(huì)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(shí)間里能夠顯示出來不同的字符只有在顯示方式接口進(jìn)行編程。這樣代價(jià)比較大而且花費(fèi)也比較大，所以LED的靜態(tài)顯示方式適用于一個(gè)一個(gè)顯示器的。當(dāng)顯示器的為數(shù)增多也就是鎖存器必須與之相對(duì)應(yīng)的增多這種靜態(tài)顯示方式很明顯不適合了。2.LED動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)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(shí)候。當(dāng) LED顯示位數(shù)增加時(shí)，為了不把電路復(fù)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(gè)串行 I/O口進(jìn)行控制。這樣就會(huì)形成多路復(fù)用，相對(duì)印的I/O口各自控制著自己的 LED顯示位的共陽(yáng)極或者是共陰極。從而達(dá)到分時(shí)選通。其電路圖如圖6所示:1/0(8位1/0(8位圖6LED動(dòng)態(tài)顯示電路圖LED的動(dòng)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(dá)到多位同時(shí)亮的效果還可以進(jìn)行同時(shí)顯示總體來說是靜態(tài)顯示方式也好還是動(dòng)態(tài)顯示方式也罷。會(huì)根據(jù)LED顯示位不同位顯示的時(shí)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(dǎo)通然后使其發(fā)光會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間上的時(shí)延，所以如果給其供電時(shí)間短的話， LED顯示器的發(fā)光會(huì)有點(diǎn)弱，或?qū)е挛覀円曈X上的模糊；相反要是他的供電時(shí)間太長(zhǎng)的話也不好，因?yàn)闀?huì)使其的頻率受限，會(huì)使晶片部的 CPU—直處于高占用的狀態(tài) [8]。33硬件設(shè)計(jì)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(jī)DS18B20-J1AT89C51單片機(jī)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(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)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(shí)鐘信號(hào)。我們所指的這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)是由單片機(jī)我們所設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路產(chǎn)生而來的。它跟單片機(jī)外部的時(shí)鐘信號(hào)直接連接起來。并且和外部時(shí)鐘信號(hào)有著相同的作用。所以我們說的單片機(jī)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(jī)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?cè)O(shè)計(jì)的溫度測(cè)控系統(tǒng)的振

口 XTAL1-1~~T C3C2丁圖8單片機(jī)部振蕩方式電路圖圖9單片機(jī)外部振蕩方式電路圖復(fù)位方式的選擇：復(fù)位方式就是我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的清零，很多時(shí)候在產(chǎn)生下一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)需要用到復(fù)位。 AT89C51的復(fù)位方式在通常情況下有兩種一種是上電復(fù)位，還有一種就是開關(guān)復(fù)位。磁芯復(fù)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(fù)位。如下圖所示看到開關(guān)復(fù)位和上電復(fù)位的兩者復(fù)位方式的電路圖CLRESAT39C5122uFJ1K圖10上電復(fù)位的組合電路圖圖11開關(guān)復(fù)位的組合電路圖本論文的溫度測(cè)控系統(tǒng)選擇的是第一種復(fù)位方式也就是上電復(fù)位可以在溫度檢測(cè)時(shí)不會(huì)被其他電路占用，而且復(fù)位方式簡(jiǎn)單易懂操作起來很容易。設(shè)置一個(gè)上電開關(guān)復(fù)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(jìn)行傳感，下面我們介紹其電路的連接。獨(dú)特的單線“一線口線”的接口方式， DS18B20的一線口線功能優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)他僅僅需要一線口線就可以了實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)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(shí)現(xiàn)多組網(wǎng)功能效果，我們可以將多個(gè)溫度傳感器 DS18B20通過電路中的并聯(lián)方式并聯(lián)在一個(gè)三線上面這樣的話我們可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)場(chǎng)合多個(gè)地方溫度的檢測(cè)功能。本論文設(shè)計(jì)的溫度測(cè)量系統(tǒng)我選用的是通過溫度分辨路在百分之零點(diǎn)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(jiǎn)單連接方法是傳感器輸出直接與微處理器相連，而多個(gè)連接的時(shí)候最好接上+5V電壓，避免因?yàn)閿?shù)量過多，電源電壓過低，從而造成信號(hào)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(hào)處理成數(shù)字信號(hào)信息通過端口直接傳給單片機(jī)AT89C51進(jìn)行處理，因?yàn)?DS18B20用12位存儲(chǔ)溫度值，最高位為符號(hào)位，負(fù)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(dòng)態(tài)顯示，顯示有 4個(gè)LED數(shù)碼顯示管共同完成，小數(shù)點(diǎn)在LED4上面。第一個(gè)LED顯示溫度的正負(fù)由單片機(jī) 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(gè) LED直接顯示，它是通過單片機(jī)P2口控制，這樣可以明確的知道當(dāng)前顯示的溫度是那個(gè)地方的溫度。這樣不容易出錯(cuò)。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(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)的必備條件。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)程序總設(shè)計(jì)如圖14所示，在系統(tǒng)啟動(dòng)的同時(shí)，系統(tǒng)程序會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作，當(dāng)系統(tǒng)的初始化完成之后，就進(jìn)入了溫度檢測(cè)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)溫度傳感器進(jìn)行溫度的采集、并進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換，然后顯示出來，當(dāng)溫度都顯示完后，系統(tǒng)將會(huì)延時(shí)些許時(shí)間進(jìn)行下一次的溫度檢測(cè)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(cè)圖14溫度自動(dòng)檢測(cè)的主流程圖4.2溫度檢測(cè)子程序設(shè)計(jì)對(duì)于溫度檢測(cè)DS18B20都需要一次檢測(cè)是否在工作，如果在系統(tǒng)給它一個(gè)轉(zhuǎn)換命令，并讀出 DS18B20檢測(cè)的溫度數(shù)。如圖15為溫度檢測(cè)子程序流程圖：圖15溫度子程序檢測(cè)圖4.3溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的溫度程序設(shè)計(jì)此次的設(shè)計(jì)是在 keil的環(huán)境下進(jìn)行編程的，必須輸入正確的程序才可以實(shí)現(xiàn)最終的仿真。進(jìn)過查閱資料和書籍我寫出了溫度檢測(cè)的程序如下本論文所設(shè)計(jì)的整體思路就是單片機(jī)的主要芯片，運(yùn)用其最小系統(tǒng)來進(jìn)行的設(shè)計(jì)，通過傳感器的檢測(cè)，然后通過轉(zhuǎn)換到單片機(jī)最后實(shí)現(xiàn)溫度的檢測(cè)，仿真的過程中必須運(yùn)用到keil，沒有keil提供程序環(huán)境無法完成溫度的測(cè)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(jiǎn)介Proteus是英國(guó)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(qiáng)大融合了原理分布圖、各種模式下的SPICE仿真、以及我們?cè)谧龈鞣N原理圖的 PCB版的布線等等強(qiáng)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(jì)系統(tǒng)。我們用它可以來實(shí)現(xiàn)我們所需要的仿真（通過單片機(jī)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(jìn)行交互從而來達(dá)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(gè)部分組成的：一個(gè)是Ares軟件和一個(gè)是ISIS軟件。所謂Ares的軟件就是指的是我們?cè)谶M(jìn)行PCB畫圖時(shí)的電路的仿真非常實(shí)用；第二個(gè)就是ISIS軟件，該軟件就是指我們?cè)谧龇抡嬉美L制原理圖的方法來繪制我們所需要的電路然后進(jìn)行仿真 [12]。Proteus軟件主要有以下特點(diǎn)：支持許多通用的單片機(jī)，目前最新版支持 ARM7/LPC2000的仿真；包括設(shè)備型號(hào)：LED,LED數(shù)碼管，液晶顯示器，通用鍵盤等；調(diào)試的功能強(qiáng)大，在寄存器和存儲(chǔ)器中調(diào)試流暢，除此之外在斷單步和斷點(diǎn)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(jìn)行仿真時(shí)不難看出在該軟件里面的仿真元件庫(kù)里面的元件數(shù)目是龐大的。英國(guó)的這家公司與其第三方共同開發(fā)了總共6000多個(gè)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(kù)的數(shù)目龐大，我們很容易的找到我們?cè)诋嬙韴D時(shí)所需要的元件從而完成布線和元件的屬性設(shè)置來達(dá)到我們所需要的原理圖具有高效性 [13]。5.3Proteus原理圖設(shè)計(jì)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(jī)仿真溫度才測(cè)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(jī)hex文件放入Proteus中。這樣就可以使用Keil軟件仿真單片機(jī)程序，而在Proteus軟件窗口中查看運(yùn)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(shí)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(jì)基本完成了任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)要求，在學(xué)習(xí)單片機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)并實(shí)踐了單片機(jī)與C語(yǔ)言、Proteus軟件仿真、繪制電路圖等多種實(shí)用技術(shù)，成功設(shè)計(jì)出一個(gè)基本達(dá)到性能指標(biāo)的溫度自動(dòng)檢測(cè)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(duì)Protues畫圖軟件的學(xué)習(xí)，還學(xué)到了如何利用辦公軟件Word設(shè)計(jì)流程圖和其他工具，由于親身體驗(yàn)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，個(gè)人覺得收獲頗豐。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)有所缺憾就是沒有把實(shí)物做出來，這是我要改進(jìn)的地方。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握了溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)的基本原理，了解了它的方法和具體步驟。學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的系統(tǒng)，此設(shè)計(jì)要求有溫度上下AT89C51編程的理線、溫度的報(bào)警系統(tǒng)和復(fù)位開關(guān)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)加深了我對(duì)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(jì)。在以后的學(xué)習(xí)過程中我希望進(jìn)一步的對(duì)單片機(jī)進(jìn)行更深層次的了解。到此，本文已經(jīng)完成了對(duì)某一環(huán)境下溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的全部設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)系統(tǒng)的方案進(jìn)行了描述，然后設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件電路，接著完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，最后在軟件Proteus上進(jìn)行了仿真。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，它可能會(huì)在以下幾個(gè)方面得到發(fā)展：（1）適用于各種不同的環(huán)境，尤其是對(duì)人們有危害的地方，進(jìn)一步提高測(cè)量的精度，和系統(tǒng)的集成度、可靠性；（2）考慮加入自動(dòng)報(bào)警場(chǎng)合和自動(dòng)改變溫度，對(duì)功能數(shù)字化的提高，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”和“一機(jī)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(bào)警程序有一定關(guān)聯(lián)，即都需要將測(cè)量值和設(shè)定值進(jìn)行比較，因此在溫度控制程序中作了比較后，應(yīng)把結(jié)果保存在某一部RAM中，或建立一定標(biāo)志，以便在報(bào)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(dǎo)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(shí)學(xué)習(xí)能力都有了提高，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文撰寫過程中，也得到了許多同學(xué)包括指導(dǎo)老師的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助，沒有他們的幫助，我的論文及設(shè)計(jì)也不會(huì)順利地完成。最后，向論文老師表示意！感在論文的設(shè)計(jì)當(dāng)中給我的指導(dǎo)以及給我的各種建議，對(duì)我的畢業(yè)論文的完成起著至關(guān)重要的指導(dǎo)作用。參考文獻(xiàn).敏.基于單片機(jī)的多點(diǎn)濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)儀器儀表,2008,06:74-76..鴻圖.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2008,26:54-56.

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#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitDQ=P3A6;sbitsounder=P3A7;//定義蜂鳴器口sbitD1=P1A4; //高溫報(bào)警燈sbitD2=P1A5; //低溫報(bào)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(diǎn)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(shí)5us{_nop_();}voiddelay10us()// 延時(shí)10us，{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}voiddelay102us()//延時(shí)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(shí)614us初始化操延時(shí)10usDQ=0;delay614us();DQ=1;//delay10us();delay10us();delay10us();status=DQ;//DQ=1;//delay10us();delay10us();delay10us();status=DQ;//延時(shí)等待30us這個(gè)時(shí)間一定要長(zhǎng)最少204usdelay102us();delay102u