畢業(yè)設(shè)計(jì)--單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)溫度控制（外文翻譯）

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)人們的生活影響越來(lái)越大。在生活中的各個(gè)方面都涉及到監(jiān)控技術(shù)。在本設(shè)計(jì)中，是以溫度為監(jiān)控研究對(duì)象并結(jié)合單片機(jī)及接口技術(shù),采用部分邊沿科技設(shè)計(jì)的一個(gè)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。利用溫度數(shù)字傳感器DS18B20采集溫度，利用CPU處理后,通過(guò)74LS47將其顯示在數(shù)碼管上。且可以通過(guò)串口設(shè)定密碼和溫度的上下限,當(dāng)所

2、測(cè)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，利用加熱器加熱；當(dāng)所測(cè)溫度高于設(shè)定溫度時(shí),發(fā)出報(bào)警,并給出一定的控制信號(hào).</p><p>　　本文主要闡述了溫度采集模塊，顯示模塊，控制隔離模塊設(shè)計(jì)，溫度采集模塊采用數(shù)字傳感器DS18B20；顯示模塊由三個(gè)八段數(shù)碼管，74LS47，ADC0808等組成；控制隔離模塊由光電隔離器，雙向可控硅整流橋、變壓器等組成。最后針對(duì)溫控系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真，通過(guò)對(duì)仿真的分析表明本文所述的基于單片機(jī)的溫控系

3、統(tǒng)的設(shè)計(jì)的合理性和有效性。</p><p>　　關(guān)鍵字:單片機(jī)、傳感器DS18B20、溫度監(jiān)控系統(tǒng)、控制隔離電路</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with the development of science and technology, the life influence of mo

4、nitoring system for people are farther. In the aspect of each life people are concerned with monitoring technology. In the design, it is a temperature monitoring system which is to take temperature as to monitor the rese

5、arch object, and combine MCU and the interface techniques. In the system, we adopt the partial edge design of science and technology. passing through 74LS47 it is able to show it to the figures tube up </p><p&

6、gt;　　This article mainly elaborated the temperature gathering electric circuit, the display circuit, the control isolation circuit design , the gathering electric circuit byDS18B20 sensor, three eight-digital,74LS47, ADC

7、0808 components; the control isolation circuit by the photoelectric isolator, a two-way SCR components. Finally, temperature control system for the experimental simulation , the analysis of simulation described in this a

8、rticle shows that the design of temperature control system based </p><p>　　Keywords: MCU、sensor 、temperature monitor system DS18B20 、control isolation circuit</p><p><b>　　目 錄</b><

9、;/p><p><b>　　緒 論1</b></p><p><b>　　1 系統(tǒng)概述2</b></p><p>　　1.1 系統(tǒng)功能描述2</p><p>　　1.2 系統(tǒng)的控制回路設(shè)計(jì)..........................................3</p>

10、<p>　　1.3 硬件設(shè)計(jì)概述4</p><p>　　2 溫度采集模塊7</p><p>　　2.1 溫度傳感器DS18B20簡(jiǎn)介7</p><p>　　2.2 輸入接口電路9</p><p>　　3 系統(tǒng)顯示模塊10</p><p>　　3.1 LED簡(jiǎn)介10</p><

11、p>　　3.1.1 LED顯示器的結(jié)構(gòu)及原理10</p><p>　　3.1.2 LED數(shù)碼管的顯示方法11</p><p>　　3.2 LED顯示驅(qū)動(dòng)器芯片74LS4711</p><p>　　3.3 顯示接口電路13</p><p>　　4 控制量隔離輸出模塊14</p><p>　　4.1 光電隔

12、離技術(shù)14</p><p>　　4.2 雙向可控硅15</p><p>　　4.3 單相橋式整流濾波電路15</p><p>　　4.4控制隔離電路16</p><p>　　5 系統(tǒng)其它模塊簡(jiǎn)介18</p><p>　　5.1 串口通信模塊18</p><p>　　5.2 系統(tǒng)抗干擾

13、模塊19</p><p>　　5.3 報(bào)警模塊簡(jiǎn)介20</p><p>　　6 設(shè)計(jì)成果及總結(jié)21</p><p>　　6.1 PCB版的設(shè)計(jì)................................................21</p><p>　　6.2 PROTEUS仿真調(diào)試......................

14、......................22 </p><p>　　謝辭.............................................................. 27</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p>　　附錄 科技文獻(xiàn)翻譯29</p><p>

15、<b>　　英文29</b></p><p><b>　　譯文35</b></p><p><b>　　緒 論 </b></p><p>　　實(shí)際生活和生產(chǎn)中許多方面都涉及到監(jiān)控技術(shù),在本設(shè)計(jì)中是以溫度監(jiān)控為研究對(duì)象。結(jié)合單片機(jī)技術(shù)及接口技術(shù),并采用部分邊沿科技設(shè)計(jì)的一個(gè)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。主要利用傳

16、感器采集溫度信號(hào),經(jīng)過(guò)CPU處理后,將其顯示在數(shù)碼管上，且可以通過(guò)鍵盤設(shè)定溫度的上下限,當(dāng)所測(cè)溫度不在所設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí),發(fā)出報(bào)警,并給出一定的控制信號(hào)。</p><p>　　溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一，在冶金、機(jī)械、食品、化工等各類企業(yè)中國(guó)廣泛使用的各種加熱爐、熱處理器、反應(yīng)爐等，對(duì)產(chǎn)品的加工、處理，對(duì)溫度都要求嚴(yán)格控制，因?yàn)闇囟鹊目刂浦苯佑绊懙疆a(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量。隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)溫度控制系統(tǒng)

17、的要求也在不斷提高，與之相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜程度也在擴(kuò)大和提高。</p><p>　　采用單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活等特點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。單片機(jī)在一塊芯片上集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)所需的CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、輸入輸出部件和時(shí)鐘電路等。單片機(jī)具有如下特點(diǎn)和趨勢(shì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的低功耗COMS化、單片機(jī)的微型化、

18、單片機(jī)的抗干擾性和穩(wěn)定性好，因而由它構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)具有體積小、集成度高、功能強(qiáng)、成本低、使用靈活、性能好、易于產(chǎn)品化、系統(tǒng)的分布性高等特點(diǎn)。所以單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能，在工業(yè)控制、家用電器、軍事裝置等方面得到廣泛的應(yīng)用。因此，單片機(jī)對(duì)溫度控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。</p><p>　　論文分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的工作原理，完成了以AT89C51單片機(jī)為核心，外裝置數(shù)字溫度傳感器、串口與顯示電路

19、、光報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、系統(tǒng)的故障自診斷等功能。</p><p><b>　　1 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　1.1 系統(tǒng)功能描述</p><p>　　在實(shí)際生活和生產(chǎn)中，有很多場(chǎng)合需要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。如水溫檢測(cè)和控制、空氣溫度檢測(cè)和控制等。我們利用單片機(jī)，完成一個(gè)完整的溫度測(cè)控系統(tǒng)，包括：溫度采集、溫度控制策

20、略、工作點(diǎn)溫度限設(shè)定、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度的變化情況并顯示、存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)、報(bào)警輸出等。</p><p>　　該溫度監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理為：所測(cè)量的溫度信號(hào)直接通過(guò)數(shù)字溫度傳感器檢測(cè)到溫度后，送到單片機(jī)中，單片機(jī)把檢測(cè)的溫度同串口設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，并顯示在顯示器上，再由單片機(jī)根據(jù)控制策略給出控制量，然后將控制量送驅(qū)動(dòng)電路、去驅(qū)動(dòng)電源裝置，從而構(gòu)成溫度控制系統(tǒng)。</p><p>　　硬件部分內(nèi)容分為：

21、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)、信號(hào)輸入模塊的設(shè)計(jì)（包括溫度傳感器選擇及應(yīng)用）、串口電路的設(shè)計(jì)、監(jiān)控顯示電路的設(shè)計(jì)、報(bào)警電路的設(shè)計(jì)、控制算法的選擇、控制量的輸出模塊設(shè)計(jì)（包括信號(hào)的隔離、放大及輸出）。</p><p>　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。</p><p>　　圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中,我們選用單片機(jī)AT89C51作為主機(jī)芯片，抗干

22、擾監(jiān)控電路采用的MAX1232芯片,報(bào)警電路主要采用的是發(fā)光二極管 ,顯示器采用的是74LS47驅(qū)動(dòng)的3位數(shù)碼管顯示,數(shù)字溫度傳感器采用的是DS18B20。在本論文中主要闡述了溫度采集模塊，顯示模塊，控制隔離模塊的設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)的控制回路設(shè)計(jì)</p><p>　　溫度控制采用PID單回路控制經(jīng)行調(diào)節(jié)，比例積分微分控制的特點(diǎn)是微分的作用使控制器的輸出與偏差變化的速度

23、成正比例，它對(duì)克服對(duì)象的容量滯后有顯著的效果。在比例基礎(chǔ)上加上微分作用，使穩(wěn)定性提高，再加上積分作用，可以消除余差。因此，PID控制適用于負(fù)荷變化大、容量滯后較大、控制品質(zhì)要求又很高的控制系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)而言，單回路控制是一種有效的控制方法，它的結(jié)構(gòu)框圖如下：</p><p>　　圖1-2 單回路控制圖</p><p>　　本系統(tǒng)單回路控制的原理：溫度控制系統(tǒng)用溫度傳感器獲取所測(cè)溫度值，根據(jù)溫

24、度給定值和穩(wěn)定測(cè)量值的偏差，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算來(lái)處理相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制量，從而達(dá)到溫度控制的目的。</p><p>　　1.3 硬件設(shè)計(jì)概述</p><p>　　系統(tǒng)包括主控芯片、數(shù)字溫度傳感器、串口通信模塊、抗干擾監(jiān)控模塊、報(bào)警模塊、控制隔離量輸出模塊等。溫度監(jiān)控系統(tǒng)總原理圖如下:</p><p>　　圖1-3 溫度監(jiān)控系統(tǒng)總原理圖</p><p>

25、;　　下面我們對(duì)主控芯片AT89C51做一下簡(jiǎn)略介紹：</p><p>　　AT89C51是由北京集成電路設(shè)計(jì)中心在MCS-51基礎(chǔ)上精心設(shè)計(jì)，由美國(guó)生產(chǎn)的高性能八位單片機(jī)。它是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，片內(nèi)有4K字節(jié)的在線可重復(fù)編程快擦快寫程序內(nèi)存，能重復(fù)寫入/擦除10000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。它與MCS-51系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)上完全兼容，不僅可完全替代MCS-51系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)

26、具有許多MCS-51系列產(chǎn)品沒(méi)有的功能。</p><p>　　AT89C51無(wú)需外擴(kuò)程序內(nèi)存和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，就可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，從而縮小系統(tǒng)的體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)成本。只要程序長(zhǎng)度小于4K，四個(gè)I/O口全部提供給用戶。可用5V電壓編程，而且擦寫時(shí)間僅需l 0ms，僅為8751/87C51擦除時(shí)間的百分之一，與8751/87C51的12V電壓擦寫時(shí)間相比，不易損壞器件，沒(méi)有兩種電源的要求，

27、改寫時(shí)不必?fù)芟滦酒?，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。工作電壓范圍2.7～6V,全靜態(tài)工作，工作頻率寬，在6MHz～24MHz，比8751/87C51等51系列的6MHz～24MHz更具有靈活性，系統(tǒng)能快能慢。 </p><p>　　AT89C51單片機(jī)的封裝管腳排列如圖1-3所示：</p><p>　　圖1-3 AT89C51管腳圖</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中P2.0、

28、P2.1、P2.2、P2.3、P2.5、P2.6及P2.7口用作與芯片（74LS47）和數(shù)碼管片選的連接，其中P2.0～P2.3口用于輸出串行數(shù)據(jù)，P2.5～P2.6口用于數(shù)碼管的片選，P1.0口和P1.1口用于報(bào)警電路的連接，P1.2口用于數(shù)字溫度傳感器DS18B20的連接。P2.7口用于監(jiān)控電路的監(jiān)控信號(hào)的輸出，如P2.7口的輸出信號(hào)顯示出不正常的情況，監(jiān)控電路通過(guò)RESET引腳對(duì)AT89C51進(jìn)行復(fù)位，P0.0口主要用于控制隔離量

29、輸出模塊。本設(shè)計(jì)中所采用的是6MHz的外部晶振。</p><p>　　其中部分用于控制信號(hào)線的端口功能如下：</p><p>　　·RST---復(fù)位輸入信號(hào),高電平有效.在振蕩器穩(wěn)定工作時(shí),在RST腳施加兩個(gè)機(jī)器周期(即24個(gè)晶振周期)以上的高電平,將器件復(fù)位。</p><p>　　·EA/Vpp---外部程序內(nèi)存訪問(wèn)允許信號(hào)EA。</p&

30、gt;<p>　　當(dāng)EA信號(hào)接地時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序內(nèi)存，地址為0000HFFFFH；當(dāng)EA接VCC時(shí)，對(duì)ROM的讀操作從內(nèi)部程序內(nèi)存開始，并可延續(xù)至外部程序內(nèi)存。在編程時(shí)，該引腳可接編程電壓。在編程校驗(yàn)時(shí)，該引腳可接VCC。</p><p>　　·PSEN---片外程序內(nèi)存讀選通信號(hào)PSEN，低電平有效。</p><p>　　在片外程序內(nèi)存取指期間，

31、當(dāng)PSEN有效時(shí)，程序內(nèi)存的內(nèi)容被送至P0；在訪問(wèn)外部RAM時(shí)，PSEN無(wú)效。</p><p>　　·ALE/PROG---低字節(jié)地址鎖存信號(hào)ALE。</p><p>　　在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE的下降沿將P0口輸出的低8位地址鎖存器中，以實(shí)現(xiàn)低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送。此外，ALE端連續(xù)輸出正脈沖，頻率為晶振頻率的1/6，可用作外部定時(shí)脈沖使用，但要注意，每次訪問(wèn)外RAM時(shí)要丟失一

32、個(gè)ALE脈沖。在編程期間，該引腳輸入編程脈沖（PROG）。</p><p><b>　　2 溫度采集模塊</b></p><p>　　2.1 溫度傳感器DS18B20簡(jiǎn)介</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中我們采用了單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20，新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì) Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS182

33、0是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B20、 DS1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器 同DS1820一樣，DS18B20也 支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范圍內(nèi),精度為±0.5°C。DS1822的精度較差為±

34、2°C 。現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V~5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 DS18B20、 DS1822 的特性 DS18B20可以程序設(shè)定9~12位的分辨率，精度為±0.5°C。可選更小的封裝方式，更寬的電壓

35、適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPR</p><p>　　DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) </p><p>　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如下: </p><p>　　DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（

36、在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 </p><p>　　光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目

37、的。 </p><p>　　DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例:用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。 </p><p>　　這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0，這5位為0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實(shí)際溫

38、度；如果溫度小于0，這5位為1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度。 </p><p>　　例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625℃的數(shù)字輸出為0191H，-25.0625℃的數(shù)字輸出為FF6FH，-55℃的數(shù)字輸出為FC90H。 </p><p>　　DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器 </p><p>　　DS18B20溫度傳

39、感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。 </p><p>　　暫存存儲(chǔ)器包含了8個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高八位。第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部

40、計(jì)算。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。 </p><p>　　該字節(jié)各位的意義如下： </p><p>　　TM R1 R0 1 1 1 1 1 </p><p>　　低五位一直都是1 ，TM是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式。在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)。R1和R0用來(lái)設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置

41、為12位） </p><p><b>　　分辨率設(shè)置表: </b></p><p>　　R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 </p><p>　　0 0 9位 93.75ms </p><p>　　0 1 10位 187.5ms </p><p>　　1 0 11位 375ms </p&g

42、t;<p>　　1 1 12位 750ms </p><p>　　根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒

43、的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。 </p><p>　　DS1820使用中注意事項(xiàng) </p><p>　　DS1820雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題： </p><p>　　(1)較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS1

44、820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS1820操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　(2)在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過(guò)8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫

45、系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 </p><p>　　(3)連接DS1820的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過(guò)50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻?。因此，在用DS1820進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布

46、電容和阻抗匹配問(wèn)題。 </p><p>　　(4)在DS1820測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。</p><p>　　2.2 輸入接口電路</p><p>

47、　　圖2-1數(shù)字輸入部分電路圖</p><p><b>　　3 系統(tǒng)顯示模塊</b></p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器簡(jiǎn)稱LED（Light Emitting Diode、液晶顯示器簡(jiǎn)稱LCD（Liquid Crystal Display）、熒光管顯示器，三種顯示器中以熒光管顯示亮度最高，發(fā)光二極管次之，而液晶顯示器最弱為被動(dòng)顯示器，

48、必須有外光源，下面主要介紹LED顯示器。</p><p><b>　　3.1 LED簡(jiǎn)介</b></p><p>　　3.1.1 LED顯示器的結(jié)構(gòu)及原理</p><p>　　LED顯示器是發(fā)光二極管顯示字段組成的，由于制造材料不同，可相應(yīng)發(fā)出紅、黃、蘭、紫等各種單色光。發(fā)光的二極管可以有多種組成形式，其中七段顯示器應(yīng)用最多，其次為“米”字型顯

49、示器，根據(jù)顯示塊內(nèi)部發(fā)光二極管的連接方式不同，又有共陽(yáng)極和共陰極兩種形式，如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 7段LED原理圖</p><p>　　由于發(fā)光二極管通常需要十幾毫安到幾十毫安的驅(qū)動(dòng)電流才能正常發(fā)光，因此，由微型機(jī)發(fā)出的顯示控制信號(hào)必須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)才能使顯示器正常工作，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)出集成電路驅(qū)動(dòng)器，以及帶有譯碼功能的多功能芯片（如74LS47），采用這類的芯片，可以同時(shí)

50、完成BCD碼-七段數(shù)碼管顯示模型的轉(zhuǎn)換和電流驅(qū)動(dòng)工作，使用起來(lái)很方便。</p><p>　　3.1.2 LED數(shù)碼管的顯示方法</p><p>　　在微型機(jī)控制系統(tǒng)中，常用顯示方法有兩種，一種為動(dòng)態(tài)顯示，一種為靜態(tài)顯示。</p><p><b>　?。?） 動(dòng)態(tài)顯示</b></p><p>　　動(dòng)態(tài)顯示，就是微型機(jī)定時(shí)地

51、對(duì)顯示器件掃描，在這種方法中，顯示器件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示。但是由于人們視覺(jué)的暫留現(xiàn)象，所以，仍感覺(jué)所有的器件都在顯示。如許多單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)及仿真器上的六位顯示器都采用這類顯示方法。這種顯示的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，因而價(jià)格底，但它占用機(jī)時(shí)長(zhǎng)，只要微型機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。由此可見，這種顯示將使計(jì)算機(jī)的開銷太大，所以，在以工業(yè)控制為主的微型機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用較少。</p><p><b&g

52、t;　　（2）靜態(tài)顯示</b></p><p>　　靜態(tài)顯示，是微型機(jī)一次輸出顯示后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次送新的顯示模型為止。這種顯示占用機(jī)時(shí)少，顯示可靠，因而在工業(yè)過(guò)程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。這種顯示方法的缺點(diǎn)是使用組件多，且線路比較復(fù)雜，因而成本比較高，但是，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，目前已經(jīng)研制出具有多功能的顯示器件，例如鎖存器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、顯示器四位一體的顯示器件，用起來(lái)比較方便。

53、</p><p>　　綜上所述，靜態(tài)顯示電路的最大優(yōu)點(diǎn)就是只要不發(fā)送新的數(shù)據(jù)，則顯示值不變，且微型機(jī)不用像動(dòng)態(tài)顯示那樣不間斷地掃描，因而節(jié)省了大量機(jī)時(shí)，適用于工業(yè)過(guò)程控制及智能化儀器中，所以我們這次設(shè)計(jì)采用的是靜態(tài)顯示。</p><p>　　3.2 LED顯示驅(qū)動(dòng)器芯片74LS47</p><p>　　74LS47是一個(gè)7段碼數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)芯片，它是低電平有效,驅(qū)動(dòng)共

54、陽(yáng)極的數(shù)碼管, 通過(guò)它譯碼，可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約了單片機(jī)的I/O開銷，因此是一個(gè)非常好的芯片！</p><p>　　74LS47管腳圖如圖3-2所示：</p><p>　　圖 3-2 74LS47 管腳圖</p><p>　　下面我們介紹一下各個(gè)管腳的功能:</p><p>　　：試燈輸入，時(shí)各筆劃段全亮

55、，顯示字型“8”則該數(shù)碼管正常發(fā)光.,平時(shí)應(yīng)置為高電平。</p><p>　?。簻缌爿斎?，設(shè)置此信號(hào)目的是為了能把不希望顯示的零熄滅，例如有一個(gè)8位數(shù)碼顯示電路，整數(shù)部分為5位，小數(shù)部分為3位，在顯示13.7這個(gè)數(shù)時(shí)將呈現(xiàn)00013.700字樣。如果將前，后多余的零熄滅，則顯示結(jié)果將更加醒目。</p><p>　　：作輸入時(shí)為滅燈輸入，=0時(shí)各筆劃段全滅。</p><p

56、>　　A、B、C、D（D為最高位）輸入二進(jìn)制代碼。</p><p>　?。?) ：作為輸出端使用時(shí)為動(dòng)態(tài)滅燈輸出，當(dāng)動(dòng)態(tài)滅燈輸入=0，</p><p>　　且DCBA=0000時(shí)，=0，使所有筆劃段全部熄滅。</p><p>　　(6) a、b、c、d、e、f、g為各筆劃段控制端，低電平輸出有效，需配共陽(yáng)極數(shù)碼管，數(shù)碼管外形圖如圖3-3所示：</p&g

57、t;<p>　　圖 3-3 數(shù)碼管外形及管腳圖</p><p>　　3.3 顯示接口電路</p><p>　　圖3-4 顯示接口電路圖</p><p>　　三個(gè)數(shù)碼管并聯(lián)，數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g 端分別與74LS47的13、12、11、10、9、15、14(即a、b、c、d、e、f、g 端)引腳相接3、4、5、16引腳(即、、、VCC端)分

58、別接入高電平5V,GND接地,7、1、2、6引腳(即A、B、C、D端)接入單片機(jī)的P2.0～P2.3，數(shù)碼管的B5、B6、B7端口分別接入單片機(jī)的P2.5～P2.7口，其中數(shù)碼管B5、B6、B7分別用于個(gè)位、十位、百位的顯示。 </p><p>　　4 控制量隔離輸出模塊</p><p>　　4.1 光電隔離技術(shù)</p><p>　　在開關(guān)控制量中，最常用的

59、器件是光電隔離器，光電隔離器的種類繁多，常用的有發(fā)光二極管/光敏三極管，發(fā)光二極管/光敏復(fù)合晶體管、發(fā)光二極管/光敏電阻以及發(fā)光二極管/光觸發(fā)可控硅等。其原理電路如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 光電隔離器原理圖</p><p>　　在圖4-1中，光電隔離器由CaAs紅外發(fā)光二極管和光敏三極管組成。當(dāng)發(fā)光二極管有正向電流通過(guò)時(shí)，即產(chǎn)生人眼看不見的紅外光，其光譜范圍為700-1

60、000nm，光敏三極管接收光以后便導(dǎo)通,而當(dāng)該電流撤去時(shí)，發(fā)光二極管熄滅，三極管截止,利用這種特性即可達(dá)到開關(guān)控制的目的。由于該器件是通過(guò)電-光-電的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出設(shè)備控制的，彼此之間沒(méi)有電氣連接，因而起到隔離作用隔離電壓范圍與光電隔離器的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，雙列直插式塑料封裝形式一般為2500V左右，陶瓷封裝形式一般為5000-10000V。不同型號(hào)的光電隔離器起輸入電流也不同，一般為10毫安左右,其輸入電流大小將決定控制外設(shè)的能力，一般

61、負(fù)載電流比較小的外設(shè)可直接帶動(dòng)，若負(fù)載電流要求比較大時(shí)可在輸出端加接驅(qū)動(dòng)器。</p><p>　　一般微機(jī)控制系統(tǒng)中，由于大都采用TTL電平，不能直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，所以通常加一驅(qū)動(dòng)器，如7404和7406等芯片。值得注意的是輸入、輸出端的兩個(gè)電源必須單獨(dú)供電,否則使用同一電源或供地的兩個(gè)電源外部干擾信號(hào)可能通過(guò)電源串到系統(tǒng)中來(lái),這樣就失去了隔離的意義了。當(dāng)數(shù)字量PC輸出高電平時(shí),經(jīng)過(guò)反相驅(qū)動(dòng)器后變?yōu)榈碗娖?此時(shí)

62、發(fā)光二極管有電流通過(guò)并發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通,從而在集電極上產(chǎn)生輸出電壓U,此電壓便可控制外設(shè)。 </p><p><b>　　4.2 雙向可控硅</b></p><p>　　雙向可控硅也叫三端雙向可控硅，簡(jiǎn)稱TRIAC。雙向可控硅功能相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向連接，如圖4-3所示，這種可控硅具有雙向?qū)üδ?，其通斷狀態(tài)由控制極G決定，在控制極G上加正脈沖（

63、或負(fù)脈沖）導(dǎo)通。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡(jiǎn)單，沒(méi)有反向耐壓?jiǎn)栴}，因此特別適合于作交流無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)使用,和大功率場(chǎng)效應(yīng)管一樣，可控硅在與微機(jī)接口時(shí)也需要加光電隔離器,觸發(fā)脈沖電壓應(yīng)大于4V,脈沖寬度應(yīng)大于20微秒。</p><p>　　. </p><p>　　圖4-3 雙向可控硅符號(hào)</p><p>　　4.3 單相橋式整流濾波電路</p

64、><p>　　整流電路的任務(wù)是將交流電變成直流電,它是有變壓器和四個(gè)二極管接成電橋的形式構(gòu)成的,圖4-4所式是單相橋式整流濾波電路的常用畫法,當(dāng)電容斷開時(shí)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:VD1、VD2陰極相連,接負(fù)載的負(fù)端;VD3、VD4的陽(yáng)極相連并接負(fù)載的負(fù)端;VD1陽(yáng)極與VD4陰極相連,VD2陽(yáng)極與VD3陰極相連,分別接到變壓器副邊兩端。下面我們對(duì)其電路簡(jiǎn)要分析一下工作情況。</p><p>　　圖4-4

65、 橋式整流電容濾波電路</p><p>　　當(dāng)變壓器副邊電壓U2在正半周時(shí)，其極性為上正下負(fù)，即a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)。電路中a點(diǎn)電位最高，b點(diǎn)最低，二極管VD1和VD3導(dǎo)通，VD2和VD4處于反向偏置而截止。電流i1由變壓器副繞組a端經(jīng)VD1到RL再經(jīng)VD3回到b端，這時(shí)負(fù)載電阻RL上得到一個(gè)半波電壓和電流，在電壓U2的負(fù)半周，a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)。電路中a點(diǎn)電位最低，b點(diǎn)電位最高，二極管VD2和VD4導(dǎo)通而VD1和VD

66、3截止，電流由b端經(jīng)VD2到RL，再由VD4回到a端，這時(shí)負(fù)載又得到一個(gè)半波電壓和電流，這樣在一個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載RL上得到兩個(gè)正半周電壓和電流。</p><p>　　當(dāng)電容閉合時(shí)就得到了一個(gè)橋式整流電容濾波電路，它的作用是，通過(guò)電容濾波，使RL端電壓得到一個(gè)平滑的曲線。這樣可使提供給雙向可控硅門級(jí)的觸發(fā)電壓更加穩(wěn)定、安全。</p><p><b>　　4.4控制隔離電路</b

67、></p><p>　　單片機(jī)輸出與電熱器功率分別屬于弱電與強(qiáng)電部分，需要進(jìn)行隔離處理這里采用光電隔離，此外采用變壓器隔離實(shí)現(xiàn)弱、強(qiáng)電的電源隔離。單片機(jī)PRXD輸出電平為1時(shí)，光電隔離器中的發(fā)光二極管導(dǎo)通，從而使光敏三極管導(dǎo)通，整流橋的電壓（約有7V）加在雙向可控硅的控制端（G端），從而使雙向可控硅導(dǎo)通，加熱電路導(dǎo)通，電熱器工作，系統(tǒng)被加熱；反之單片機(jī)輸出電平為0時(shí)，發(fā)光二極管不能導(dǎo)通，從而光敏三極管不能導(dǎo)

68、通，這樣雙向可控硅控制端門集電壓為0，當(dāng)交流電路的電流小于雙向可控硅的維持電流時(shí)，雙向可控硅截止，從而截?cái)嘟涣魍?，電阻器停止工作?lt;/p><p>　　備注：該溫度控制系統(tǒng)還應(yīng)有一個(gè)散熱裝置，當(dāng)溫度越上限報(bào)警時(shí)，通過(guò)單片機(jī)給出控制策略驅(qū)動(dòng)散熱裝置工作，從而使溫度下降到符合要求的范圍。其工作原理和加熱裝置完全一樣，只需把電熱器換成散風(fēng)機(jī)即可。</p><p>　　圖4-5 控制隔離部分電路

69、圖</p><p>　　5 系統(tǒng)其它模塊簡(jiǎn)介</p><p>　　5.1 串口通信模塊</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)的通信單元，是為了完成系統(tǒng)與上位PC機(jī)的數(shù)據(jù)設(shè)置、顯示等功能而設(shè)計(jì)的。由于PC機(jī)都帶有RS-232接口，所以可利用PC機(jī)的串行口與溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行RS-232通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)溫度控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制。</p><

70、p>　　由于RS-232總線采用負(fù)邏輯，其中邏輯1為“-5---15V”,邏輯0為“+5V--+15V”。與51MCU通信必須要轉(zhuǎn)換TTL電平，所以本文中采用MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片。</p><p>　　為了傳輸?shù)挠行院统浞掷孟到y(tǒng)資源，將從機(jī)采集的數(shù)據(jù)不經(jīng)主機(jī)直接傳輸至上位PC機(jī)。具體硬件連接圖如下所示：</p><p>　　圖5-1 串口通信部分電路圖</p>

71、<p>　　RS-232的通信范圍在15m以內(nèi)，如果通信距離要求遠(yuǎn)的話，可以采用RS-485總線。不過(guò)RS-485支持的通信節(jié)點(diǎn)數(shù)不多于32個(gè)，還可以采用目前國(guó)外最普及和實(shí)時(shí)性最高的現(xiàn)場(chǎng)總線-CAN總線。其可靠性和實(shí)用性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于RS-232和RS-485總線。</p><p>　　5.2 系統(tǒng)抗干擾模塊</p><p>　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的CPU抗干擾措施常常采用Watch

72、dog、電源監(jiān)控。復(fù)位等方法。本文中采用微處理器監(jiān)控電路MAX1232來(lái)實(shí)現(xiàn)。MAX1232微處理器監(jiān)控電路給微處理器提供輔助功能以及電源供電監(jiān)控功能，MAX1232通過(guò)監(jiān)控微處理器系統(tǒng)電源供電及監(jiān)控軟件的執(zhí)行來(lái)增強(qiáng)電路可靠性，它提供一個(gè)反彈式手動(dòng)復(fù)位輸入。</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)過(guò)電壓、欠電壓時(shí)超出芯片的容差范圍時(shí)，產(chǎn)生大于250ms的復(fù)位信號(hào)；當(dāng)系統(tǒng)程序出現(xiàn)故障，沒(méi)有定時(shí)的“喂狗”，產(chǎn)生大于250ms的復(fù)

73、位信號(hào)；3手動(dòng)復(fù)位輸入時(shí)，強(qiáng)制系統(tǒng)產(chǎn)生不少于250ms的復(fù)位信號(hào)。</p><p>　　其中MAX1232主要引腳功能如下：</p><p>　　TOL為容差輸入，TOL端接地，選擇5%的容許極限時(shí)， TOL端接Vcc，選擇10%的容許極限；</p><p>　　TD為時(shí)間延遲，Watchdog時(shí)基選擇輸出。TD=0，tpd=150ms;TD懸空，tpd=600ms

74、;TD=1時(shí)，tpd=1.2s。</p><p>　　RST為復(fù)位輸出接51mcu的REST端；</p><p>　　STB非為選通輸入Watchdog定時(shí)器輸入,接從單片機(jī)51mcu的P3.5端。</p><p>　　具體連接圖如下所示：CPU必須每隔1.2s定時(shí)喂狗，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常時(shí)RES=1復(fù)位主單片機(jī)和從單片機(jī)，系統(tǒng)重新運(yùn)行。</p><p

75、>　　圖5-2 系統(tǒng)抗干擾監(jiān)控部分電路圖</p><p>　　5.3 報(bào)警模塊簡(jiǎn)介</p><p>　　在微機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位都要設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，用以提醒操作人員注意或采取緊急措施。本次設(shè)計(jì)是將傳感器采樣的溫度值與串口設(shè)定的溫度上下限相比較，越限則報(bào)警。報(bào)警我們采用發(fā)光二極管，光信號(hào)由P1.0和P1.1給出信號(hào)控制發(fā)光二極管亮滅表征上下限報(bào)警

76、。當(dāng)P1.0給出低電平時(shí)LED1發(fā)光報(bào)警，當(dāng)P1.1給出低電平時(shí)LED2發(fā)光報(bào)警。</p><p>　　圖5-3 報(bào)警部分電路圖</p><p><b>　　6 設(shè)計(jì)成果及總結(jié)</b></p><p>　　6.1 PCB版的設(shè)計(jì)</p><p>　　在本小組人員的共同努力下，我們的硬件設(shè)計(jì)出來(lái)了，其電路總圖如圖1-2所

77、示，經(jīng)過(guò)欒老師的精心指導(dǎo),我們的硬件設(shè)計(jì)非常成功，通過(guò)電氣規(guī)則檢查,生成的ERC表,網(wǎng)絡(luò)表完全正確,這也為下面制作PCB打下了基礎(chǔ),通過(guò)PROTEL自動(dòng)布線工具，做成了PCB版，其系統(tǒng)組件布局圖,系統(tǒng)3D效果圖如圖6-1、6-2所示。</p><p>　　圖6-1 PCB布線圖</p><p>　　圖6-2 系統(tǒng)3D效果圖</p><p>　　6.2 PROTEUS

78、仿真及調(diào)試</p><p>　　硬件仿真主要采用的是Proteus軟件。Proteus軟件是來(lái)自英國(guó)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，除了具有和其他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)

79、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，Proteus為我們建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。</p><p>　　首先對(duì)PROTEUS的安裝</p><p>　　1.先安裝Setup71.exe,提示選擇Setup Type時(shí)默認(rèn)選擇即可； 若提示No LICENCE 選擇安裝文件中"crack"-->MAX

80、IM_LICENCE.lxk,打開安裝。</p><p>　　2.安裝完成后將crack-->文件夾BIN 和文件夾 MODELS 下的文件 復(fù)制到安裝目錄相應(yīng)的文件夾內(nèi)覆蓋。</p><p>　　3.安裝proteus.7.x-patch,選擇patch,提示can not find the file. search the file,選擇yes即可；然后選擇bin文件中的are

81、s.exe ;在選擇models 中的avr.dll安裝完畢退出即可。</p><p>　　4.安裝keil C518.08 uVision3 setup。</p><p>　　5．進(jìn)入Keil uVision3界面。點(diǎn)File > license management</p><p>　　打開Keil_lic-v3.2 注冊(cè)機(jī)</p><

82、p>　　產(chǎn)生LICO 將其復(fù)制填入 NEW LICENSE ID中， 同時(shí)復(fù)制COMPUTER ID</p><p>　　或者通過(guò)KEGGEN產(chǎn)生填入 NEW LICENSE ID中。</p><p>　　6．Keil 與Proteus連接，連接開始必須在Proteus安裝目錄下 VDM51.dll文件復(fù)制到Keil安裝目錄的 \C51\BIN 目錄中，但新版本中沒(méi)有，所以必須下載安

83、裝補(bǔ)丁vdmagdi.exe，則在Keil安裝目錄的 \C51\BIN 目錄中有文件：VDM51.dll同時(shí)還需下載一破解文件PROSPICE.dll替換\Proteus 6 Professional\BIN目錄下的相同文件（新版本的Proteus可能不需要）。</p><p>　　7.修改keil安裝目錄下 Tools.ini文件</p><p>　　用記事本(其它的編輯軟件也可以,如U

84、ltra Edit)打開Keil 根目錄下的 TOOLS.INI 文件，在[C51] 欄目下加入 TDRV3=BIN\VDM51.DLL ("Proteus VSM Monitor-51 Driver" ) ，其中“TDRV3” 中的 “3”要根據(jù)實(shí)際情況寫，不要和原來(lái)的重復(fù)。</p><p>　　8.打開proteus，畫出相應(yīng)電路。在proteus的debug菜單中選中use remote

85、 debug monitor 。在keil中編寫MCU的程序。 進(jìn)入KEIL的project菜單option for target '工程名'。在DEBUG選項(xiàng)中右欄上部的下拉菜選中 Proteus VSM Monitor-51 Driver。在進(jìn)入seting，如果同一臺(tái)機(jī)IP 名為127.0.0.1,如不是同一臺(tái)機(jī)則填另一臺(tái)的IP地址。端口號(hào)一定為8000。</p><p>　　9.完成kei

86、l C51 uVision2 setup</p><p>　　版本號(hào)是7.50a記下安裝序列號(hào)SN = K1DZP-5IUSH-A01UE, 進(jìn)入setup目錄點(diǎn)擊setup.exe進(jìn)行安裝</p><p>　　在本次仿真中方針的是溫度控制器，按照以上的步驟，安裝好相應(yīng)的軟件后，操作步驟如下：</p><p><b>　　打開軟件</b><

87、;/p><p><b>　　放置相應(yīng)的元器件</b></p><p><b>　　連接好電路</b></p><p>　　在KEIL軟件中輸入程序，并編譯生成HEX文件</p><p>　　單擊畫好原理圖中控制器AT89C51，在裝載程序項(xiàng)中找到相關(guān)程序并轉(zhuǎn)載單片機(jī)中并保存</p><

88、;p>　　單擊PROTEUS中的運(yùn)就開始仿真了。</p><p>　　仿真的電路原理圖如下所示：</p><p>　　6-3系統(tǒng)正常工作仿真圖</p><p>　　此外軟件程序也編譯的比較成功！各種功能實(shí)現(xiàn)達(dá)到了我們預(yù)期目的，本系統(tǒng)的仿真是在Proteus環(huán)境下進(jìn)行的，例如我們?cè)O(shè)定溫度監(jiān)控上下限的溫度分別為20℃-35℃，當(dāng)系統(tǒng)溫度低于20℃時(shí)、高于35℃時(shí)系

89、統(tǒng)通過(guò)發(fā)光二極管報(bào)警電路報(bào)警，該電路在仿真中采用“高”“低”電平來(lái)導(dǎo)通發(fā)光二極管，P1.0口輸出為低電平時(shí)LED1下限報(bào)警，P1.1口輸出為低電平時(shí)LED2上限報(bào)警；由于PROTUES元件庫(kù)中沒(méi)有MAX1232，而且在仿真中不會(huì)出現(xiàn)“程序死循環(huán)”所以沒(méi)有加入抗干擾電路，僅用復(fù)位電路代替，其下、上限仿真報(bào)警圖如圖6-4、6-5所示。</p><p>　　6-4 系統(tǒng)下限仿真報(bào)警圖</p><p&

90、gt;　　6-5 系統(tǒng)上限仿真報(bào)警圖</p><p>　　本系統(tǒng)是一個(gè)硬件與結(jié)軟件合的系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，在調(diào)試過(guò)程中我們將整個(gè)分成多個(gè)模塊，從微處理器向周邊模塊進(jìn)行調(diào)試，這樣調(diào)試能夠使我們及時(shí)的發(fā)現(xiàn)在哪個(gè)模塊出現(xiàn)錯(cuò)誤，并通過(guò)調(diào)試加以修正。此次設(shè)計(jì)調(diào)試使我們掌握了一定的查錯(cuò)方法，及如何通過(guò)正確的途徑去解決問(wèn)題。通過(guò)對(duì)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題的討論與研究，使我們對(duì)整個(gè)溫控系統(tǒng)有了更深的理解。</p>

91、<p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)近半個(gè)學(xué)期，從設(shè)計(jì)方案的提出、設(shè)計(jì)電路原理圖、PCB布線布局到軟件程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的調(diào)試直至最終設(shè)計(jì)的完成，每一步都遇到了一些新的問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)我們小組不懈的努力還是一一克服了。由于條件的限制，設(shè)計(jì)過(guò)程中也有一些不如人意的地方，但最終還是完成了預(yù)定的任務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能明確，思路清晰，造價(jià)低廉，是個(gè)非常實(shí)用的溫度控制系統(tǒng)。這半個(gè)學(xué)期的設(shè)計(jì)是我對(duì)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)的系統(tǒng)總結(jié)過(guò)程，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們

92、對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了進(jìn)一步的深化，尤其當(dāng)遇到新的問(wèn)題時(shí)，我們大家都會(huì)想新的辦法去解決，這也培養(yǎng)了我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　在此論文完成之際，我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師：表示衷心的感謝！此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)半個(gè)學(xué)期，從課題方案的選擇到硬件電路圖的設(shè)計(jì)，及軟件的編寫整個(gè)過(guò)程都是在欒老師的精心指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，欒

93、老師自始至終都給了我們悉心的指導(dǎo)，廢寢忘食，感人至深。在此，我再次向他表示我最誠(chéng)摯的謝意。在此，我們要向這些老師們表示感謝！同時(shí)也感謝系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的關(guān)懷和支持！</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)我們遇到問(wèn)題時(shí)，我們?nèi)w組員都會(huì)認(rèn)真的去思考，去尋找解決辦法。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，也加深了我們組員之間的感情。為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此，也向我們的其它組員表示感謝！</

94、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2005.</p><p>　　孫涵芳 徐愛卿.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：北京航天大學(xué)出版社，1996.</p>

95、<p>　　胡壽松.自動(dòng)控制原理.北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2007.</p><p>　　施仁 劉文江.自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制.北京：電子工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　周荷琴 吳秀清.微型計(jì)算機(jī)原理與技術(shù).合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社，2008.</p><p>　　Protel99SE或者Protel DXP 2004電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)<

96、/p><p><b>　　傳感器技術(shù)及應(yīng)用</b></p><p>　　C51程序設(shè)計(jì)、Keil軟件的使用</p><p>　　Proteus軟件的使用</p><p>　　Texas Insiruments. Understanding. The TM320F240 External Memory Interface.19

97、98.</p><p>　　Sullvan G J.Rate-distortion optimization for video compression. IEEE Signal Processing. Ma.1998.</p><p><b>　　附錄 科技文獻(xiàn)翻譯</b></p><p><b>　　英文</b><

98、;/p><p>　　The Art of Assembly Language</p><p>　　1. What's Wrong With Assembly Language？</p><p>　　2. What's Right With Assembly Language？</p><p>　　1. What's Wro

99、ng With Assembly Language</p><p>　　Assembly language has a pretty bad reputation. The common impression about assembly language</p><p>　　programmers today is that they are all hackers or misguid

100、ed individuals who need enlightenment.</p><p>　　Here are the reasons people give for not using assembly:</p><p>　　??（1）Assembly is hard to learn.</p><p>　　??（2）Assembly is hard to r

101、ead and understand.</p><p>　　??（3）Assembly is hard to debug.</p><p>　　??（4）Assembly is hard to maintain.</p><p>　　??（5）Assembly is hard to write.</p><p>　　??（6）Assembly

102、 language programming is time consuming.</p><p>　　?? （7）Improved compiler technology has eliminated the need for assembly language.</p><p>　　?? （8）Today, machines are so fast that we no longer n

103、eed to use assembly.</p><p>　　??（9）If you need more speed, you should use a better algorithm rather than switch to assembly language.</p><p>　　??（10）Machines have so much memory today, saving sp

104、ace using assembly is not important.</p><p>　　??（11）Assembly language is not portable.</p><p>　　These are some strong statements indeed!</p><p>　　Given that this is a book which tea

105、ches assembly language programming, written for college level students, written by someone who appears to know what he's talking about, your natural tendency is to believe something if it appears in print. Having jus

106、t read the above, you're starting to assume that assembly must be pretty bad. And that, dear friend, is eighty percent of what's wrong with assembly language. That is, people develop some very strong misconceptio

107、ns about assembly language based on w</p><p>　　Assembly language users also use high level languages (HLLs); assembly's most outspoken opponents rarely use anything but HLLs. Who would you believe, an ex

108、pert well versed in both types of programming languages or someone who has never taken the time to learn assembly language and develop an honest opinion of its capabilities?</p><p>　　In a conversation with s

109、omeone, I would go to great lengths to address each of the above issues.Indeed, in a rough draft of this chapter I spent about ten pages explaining what is wrong with each of the above statements. However, this book is l