基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)(可提供源代碼和仿真圖-蔡泉權(quán))

1、摘 要溫度的測量與控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研、醫(yī)療等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器在溫度測控領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計的基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)，采用INTEL公司推出的MCS-51系列單片機(jī)89C52為控制核心，具有靈活設(shè)定溫度上下限、超限報警、自行調(diào)節(jié)溫度、置位復(fù)位及數(shù)字顯示等功能。論文從硬件和軟件兩方面介紹了基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)，并對硬件原理圖和程序圖作了簡潔的描述。此次設(shè)計的基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)主要是由單片機(jī)、溫度采集電路、繼電器控制電路、顯示電路等模塊組成，其中溫度采集部分采用ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器，顯示部分采用LED數(shù)碼管。

2、ADC0808將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給單片機(jī)，單片機(jī)對信號進(jìn)行相應(yīng)處理，當(dāng)溫度超過設(shè)定的限定值時，單片機(jī)控制報警系統(tǒng)進(jìn)行報警，同時驅(qū)動繼電器打開相應(yīng)的開關(guān)使相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行，通過控制繼電器控制外部加熱裝置或制冷裝置使環(huán)境溫度處于設(shè)定的溫度上下限范圍之內(nèi)，并把溫度數(shù)據(jù)送至LED顯示，從而實現(xiàn)恒溫控制的目的。本設(shè)計不僅擬定了基本原理設(shè)計方案，而且進(jìn)行了keil軟件的調(diào)試和protues軟件的仿真操作。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，ADC0808，LED，恒溫控制ABSTRACTTemperature measurement and control in industry, agriculture,

3、national defense, scientific research, medical and other industries widely used. With the continuous development of power electronics technology, a variety of high-performance analog-in temperature measurement and control field has been very widely used.The design of the temperature control system b

4、ased on single chip, using the company launched INTEL MCS-51 series 89C52 microcontroller to control the core, with the flexibility to set upper and lower temperature, limit alarm, self-adjust the temperature, set-reset, and digital display.Papers from both hardware and software aspects introduced m

5、icrocontroller-based temperature control system, and the hardware schematic diagram and made a concise description of the program. The design of microcontroller-based temperature control system is mainly by the microcontroller, temperature acquisition circuit, relay control circuit, display circuit

6、modules, some of which temperature acquisition using ADC0808 ADC, some with LED digital tube. Will be collected ADC0808 analog signal into a digital signal to the microcontroller, the microcontroller signals dealt with accordingly, when the temperature exceeds the set limit value, the MCU control al

7、arm system, alarm, and drive the relay opens the corresponding switch so that the corresponding actuator operation, by controlling the relay control an external heating means or cooling means that the ambient temperature is set within the upper and lower temperature range, and the temperature data t

8、o the LED display, in order to achieve temperature control. This design not only developed the basic principles of design programs, but were protues keil software debugging and simulation software operation.KEY WORDS: Microcontroller,ADC0808, LED, Thermostatically controlled目 錄摘 要IAbstractII1 緒論1.1

9、本課程設(shè)計的設(shè)計背景11.2 本課程設(shè)計的主要內(nèi)容和意義12 整體方案設(shè)計2.1 整體方案32.1.1 系統(tǒng)分析32.1.2 系統(tǒng)功能劃分32.2 方案選擇32.2.1 單片機(jī)選擇32.2.2 鍵盤電路選擇42.2.3 顯示電路選擇42.2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇52.2.5 其它器件選擇52.2.6 軟件程序選擇53 硬件設(shè)計3.1 89C52單片機(jī)簡介73.2 硬件電路設(shè)計概述83.3 時鐘電路設(shè)計93.4 復(fù)位電路設(shè)計93.5 按鍵輸入電路設(shè)計103.6 蜂鳴器報警電路設(shè)計113.7 繼電器控制加熱電路設(shè)計123.8 繼電器控制制冷電路設(shè)計133.9 溫度采集電路設(shè)計143.10 LED數(shù)碼

10、管顯示電路設(shè)計164 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計4.1 主程序設(shè)計184.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器子程序設(shè)計204.1 數(shù)碼管顯示子程序設(shè)計204.1 中斷子程序設(shè)計215 系統(tǒng)調(diào)試5.1 Keil軟件調(diào)試235.2 Protues軟件調(diào)試255.1 Protues軟件仿真296 總結(jié)與展望33致 謝35參考文獻(xiàn)36附錄1 電路原理圖37附錄2 程序清單381 緒論1.1 本課程設(shè)計的背景在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，溫度是常用的主要被控參數(shù)，任何化學(xué)反應(yīng)和物理變化過程都與溫度息息相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動化的重要任務(wù)。例如：在電力工程、冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、機(jī)械制造、造紙行業(yè)和食品加工等許多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱

11、爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制?？梢院敛豢鋸埖恼f，溫度控制應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷?，在我們的生產(chǎn)生活中是必不可少的一部分。單片機(jī)是一種集中央處理器、只讀存儲器 、隨機(jī)存儲器、輸入輸出接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，我們只需要外加電源和晶振就可實現(xiàn)對數(shù)字信息的控制和處理。因此，單片機(jī)廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中?；趩纹瑱C(jī)的控制具有價格低、體積小、重量輕、耗電少、靈活機(jī)動和可靠性高等很多優(yōu)點(diǎn)，假如我們能夠利用單片機(jī)進(jìn)行溫度的測量和控制，那么這將會大幅度提高溫度測量和控制的靈活性和可靠性。單片機(jī)對溫度的測量和控制過程是借助于模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及擴(kuò)展接口和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來進(jìn)行的。在閉環(huán)控制系

12、統(tǒng)中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器實時采集參數(shù)，并通過單片機(jī)自動記錄、處理并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作來進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。因此我們需要對單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展和開發(fā)，來形成整個單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)。常用的溫度控制電路根據(jù)所要求的性能指標(biāo)和應(yīng)用場合有所不同，例如在工業(yè)中，怎樣提高溫度控制對象的運(yùn)行性能一直以來都是技術(shù)人員和控制人員努力解決的問題。這類控制對象不僅滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，而且慣性大，存在很多不確定的因素，我們難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳，甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控的現(xiàn)象。在很久以前人們使用溫度計來采集溫度，通過人工操作加熱、通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫度，這樣不僅控制精度低，而且操作人員的勞動強(qiáng)度大。采用單片機(jī)對溫度

13、進(jìn)行控制，不僅具有組態(tài)簡單、控制方便和操作靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大大提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大幅度提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對溫度的控制問題是一個工業(yè)中經(jīng)常遇到的問題。1.2 本課程設(shè)計的主要內(nèi)容和意義基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)，以89C52單片機(jī)和ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器為主要功能部件，單片機(jī)控制的各個模塊電路聯(lián)合作用，可以實現(xiàn)溫度的測量并顯示、超過上下限報警、自動調(diào)節(jié)溫度等功能。在設(shè)計的過程中我充分考慮到性價比和精度的因素，在選用通用元件、低價格的的基礎(chǔ)上，盡量滿足設(shè)計要求，并且使恒溫控制系統(tǒng)具有較高的精度。本恒溫控制系統(tǒng)以單片機(jī)的控制為核心，實時監(jiān)測環(huán)境的溫度，并設(shè)定了這個參

14、數(shù)的上下限定值，并且具有相應(yīng)的報警系統(tǒng)，當(dāng)超過設(shè)定的限定值時，單片機(jī)控制報警系統(tǒng)進(jìn)行報警，而且同時驅(qū)動繼電器打開相應(yīng)的開關(guān)使相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行。當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度上限時，驅(qū)動降溫裝置執(zhí)行降溫工作；當(dāng)環(huán)境溫度低于溫度下限時，驅(qū)動升溫裝置執(zhí)行升溫工作。當(dāng)參數(shù)值恢復(fù)到設(shè)定值范圍內(nèi)時，單片機(jī)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，使環(huán)境的溫度在一定的范圍內(nèi)得到控制，從而實現(xiàn)恒溫的目的。本論文的設(shè)計理念緊扣時代的步伐，順應(yīng)當(dāng)今世界科技發(fā)展的潮流?；趩纹瑱C(jī)的恒溫控制系統(tǒng)對于工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，可以起到非常大的作用。我們都知道科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，只要將科學(xué)技術(shù)運(yùn)用得當(dāng)，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不僅能夠節(jié)約更多的人力和物力，還可

15、以降低生產(chǎn)過程中的能源材料的消耗，省略一些繁瑣的細(xì)節(jié)，使各種產(chǎn)品的生產(chǎn)效益更上一個臺階。 本論文是基于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流趨勢下，我經(jīng)過慎重考慮后決定執(zhí)筆的，也是對自己所學(xué)知識的一次檢驗，我期望能夠獲得溫故而知新的效果。我只有不斷地學(xué)習(xí)才能有不斷的進(jìn)步，通過結(jié)合社會發(fā)展的實際情況，然后根據(jù)自己的愛好和特點(diǎn)，更好的去了解自己，充分挖掘自己的潛力。學(xué)以致用是老師要求我們?nèi)ヅΦ姆较?，只有靠自己鍥而不舍的奮發(fā)圖強(qiáng)，才能爭取自己的一片美好天地，才能為自己未來的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)！2 整體方案設(shè)計2.1 整體方案2.1.1 系統(tǒng)分析基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)主要包含單片機(jī)、溫度采集電路、輸入控制電路、時

16、鐘電路、復(fù)位電路、顯示電路、蜂鳴器報警電路、繼電器控制加熱和制冷電路等電路。其功能模塊圖如圖2.1所示： 時鐘電路 復(fù)位電路 溫度采集單片機(jī)顯示電路 輸入控制 蜂鳴器報警繼電器控制制冷電路繼電器控制加熱電路圖2.1 基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)功能模塊圖2.1.2 系統(tǒng)功能劃分本次設(shè)計整個恒溫控制系統(tǒng)主要分為硬件部分和軟件部分。硬件部分是包括該恒溫控制系統(tǒng)各個電路模塊的統(tǒng)稱，是整個設(shè)計中的核心；軟件部分是系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期功能的必要保證，也是本系統(tǒng)中必不可少的部分。硬件部分主要包括單片機(jī)、溫度采集電路、輸入控制電路、時鐘電路、復(fù)位電路、顯示電路、蜂鳴器報警電路、繼電器控制加熱和制冷電路等，其中最主要

17、的部分是單片機(jī)控制電路，基于不同型號的單片機(jī)可以有不同的功能，選擇不同的單片機(jī)會有不同的硬件設(shè)計方案。軟件部分指的就是控制單片機(jī)實現(xiàn)預(yù)期功能所必須的語言程序，就我目前所能掌握的知識來說，可以是匯編程序，也可以是C語言程序。2.2 方案選擇2.2.1 單片機(jī)選擇方案一：選擇8031單片機(jī)8031單片機(jī)是Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)中的一種，除無片內(nèi)只讀存儲器外，其余特性與MCS-51單片機(jī)基本一樣。采用40個引腳的8031單片機(jī)，有4個8位并行I/O接口：P0、P1、P2、P3和128個字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，但沒有片內(nèi)程序存儲器，需要擴(kuò)展程序存儲器，外圍器件較多，功耗較高。方案二：

18、 選擇89C52單片機(jī)89C52單片機(jī)運(yùn)行速度快，算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活，不僅可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制 ，而且具有成本低、體積小、功耗低、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。相對于51系列單片機(jī)來說，89C52單片機(jī)具有51單片機(jī)內(nèi)核，價格比較便宜，便于程序的下載，而且具有更強(qiáng)的加密性能和抗干擾能力1?；谝陨戏治鰯M訂方案二，由89C52單片機(jī)作為控制核心，對溫度采集、實時顯示和加熱裝置以及制冷裝置進(jìn)行控制。2.2.2 鍵盤電路選擇一般鍵盤電路有兩種：獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。方案一：選擇獨(dú)立式鍵盤 在獨(dú)立式鍵盤中，各按鍵互相獨(dú)立，每個按鍵各接一根輸入線，每根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它輸入線

19、上的工作狀態(tài)。所以，我們通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易的判斷按鍵是否被按下了。獨(dú)立式鍵盤電路軟件結(jié)構(gòu)簡單，配置靈活。但是每個按鍵都需要占用一根輸入線，在按鍵數(shù)量比較多的時候，輸入口浪費(fèi)較大，電路結(jié)構(gòu)顯得比較繁雜，故獨(dú)立式按鍵適用于按鍵較少或操作速度較高的場合2。方案二：選擇矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤由列線和行線組成，按鍵位于列、行的交叉點(diǎn)上，分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線由上拉電阻連接到VCC上。在平時沒有按鍵動作的時候，行線處于低電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下的時候，列線為低電平狀態(tài)，行線為高電平狀態(tài)。這一點(diǎn)是識別矩陣式鍵盤是否被按下的關(guān)鍵所在。因此，各按鍵彼此將互相影響，所以必須將列、行線信號配

20、合起來并作適當(dāng)?shù)奶幚恚趴梢源_定閉合鍵的位置。我們可以很明顯地看到，在按鍵數(shù)量較多的場合，矩陣式鍵盤和獨(dú)立式鍵盤相比較，要節(jié)省很多的輸入輸出口。由于本設(shè)計共使用5個普通按鍵，一個用于置位復(fù)位，另外4個用于切換數(shù)碼管顯示的內(nèi)容，調(diào)整小數(shù)位和整數(shù)位，調(diào)節(jié)溫度上下限，故選擇獨(dú)立式鍵盤。2.2.3 顯示電路的選擇在單片機(jī)系統(tǒng)中常用的顯示電路有LED顯示、LCD顯示。方案一：選擇LED顯示LED就是我們所說的發(fā)光二極管的英文縮寫，這種發(fā)光二極管工作的時候耗電量小，時尚簡約，節(jié)能環(huán)保，工作原理就是把電能直接轉(zhuǎn)化為光能，不產(chǎn)生熱量或產(chǎn)生少量的熱量，對人體的輻射也比較小。LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的，

21、它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有耗電少、成本低、使用壽命長、亮度高、視角大、故障少、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。同時數(shù)碼管采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。方案二：選擇LCD顯示液晶顯示屏具有功耗小、輕薄短小、無輻射危險、平面直角顯示以及影象穩(wěn)定不閃爍，畫面效果好，可視面積大，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但由于只需顯示四位溫度值，信息量比較少，且由于液晶是以點(diǎn)陣的模式顯示各種符號，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量較大，控制器資源占用較多，其成本也偏高。采用4位7段LED數(shù)碼管用于顯示溫度數(shù)據(jù)及溫度上下限，完全能夠滿足對于本次設(shè)計中的所有英文字母、數(shù)字形式溫度值的顯示要求。相對于LCD顯示器件來

22、說，LED顯示器原理簡單、價格便宜、壽命更長，如果使用LCD顯示在經(jīng)濟(jì)上不能降低成本，編程也比較繁瑣，反而顯得不合理。故選擇用LED作為顯示電路。2.2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇方案一：ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。因為它的體積比較小，兼容性比較好，性價比也比較高而深受單片機(jī)愛好者和企業(yè)的歡迎，它現(xiàn)在已經(jīng)有很高的普及率。方案二：ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。它的內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的

23、一個進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，具有內(nèi)部功能強(qiáng)、轉(zhuǎn)換速度快等特點(diǎn) 3。ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器只適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換，而ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器有可控三態(tài)輸出的ADC芯片允許輸出線與微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，并在轉(zhuǎn)換結(jié)束后利用讀數(shù)信號選通三態(tài)門，將轉(zhuǎn)換結(jié)果送至總線?；谝陨戏治?，模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用方案二。2.2.5 其它器件選擇對于本設(shè)計中要用到的繼電器、蜂鳴器、指示燈、二極管、三極管等，我們只要能夠?qū)崿F(xiàn)功能就行，型號可以隨意選擇。2.2.6 軟件程序選擇方案一：選擇匯編語言匯編語言是面向機(jī)器的程序設(shè)計語言。用匯編語言設(shè)計的程序最終被轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令，所以能夠保持機(jī)器語言的一致性，具有直接、簡捷等特點(diǎn)，并且能夠

24、像機(jī)器指令一樣訪問、控制計算機(jī)的各種硬件設(shè)備，如中央處理器、存儲器、磁盤、輸入輸出端口等。雖然使用匯編語言，可以訪問所有能夠被訪問的軟、硬件資源，但是在編寫復(fù)雜程序時，相對高級語言來說代碼量較大，而且匯編語言依賴于具體的處理器體系結(jié)構(gòu)，所以不可以直接在不同的處理器體系結(jié)構(gòu)之間移植。方案二：選擇C語言C語言是一種通用的程序設(shè)計語言，它不僅代碼率高，運(yùn)算符及數(shù)據(jù)類型豐富，而且具有良好的程序結(jié)構(gòu)，適用于各種應(yīng)用的程序設(shè)計，是目前使用較廣的單片機(jī)編程語言。單片機(jī)的C語言采用C51編譯器（簡稱C51），由C51產(chǎn)生的目標(biāo)代碼短、運(yùn)行速度快、所需存儲空間小。在本次設(shè)計中，出于對C語言具有編程開發(fā)周期短、可

25、讀性好、可移植性強(qiáng)和修改方便等優(yōu)點(diǎn)來考慮，我選擇編寫C語言程序。3 硬件設(shè)計3.1 89C52單片機(jī)簡介單片機(jī)，又稱為微型控制器，它是微型計算機(jī)的一個重要的分支。單片機(jī)是70年代中期發(fā)展起來的一種大規(guī)模集成電路芯片，是集中央處理器、只讀存儲器、隨機(jī)存儲器、輸入輸出接口和中斷系統(tǒng)于同一硅片的器件。自從80年代以來，單片機(jī)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，不斷地涌現(xiàn)了各種新產(chǎn)品，出現(xiàn)了很多高性能新型機(jī)種，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸成為工廠自動化和控制領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)之一。89C52是51系列單片機(jī)的一個型號，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。89C52是一個低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的閃存只讀程序存儲器

26、和256 字節(jié)的隨機(jī)存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置有通用的8位中央處理器和可反復(fù)擦寫的閃存存儲單元。它有40個引腳，32個外部雙向輸入輸出端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個全雙工串行通信口，2個讀寫口，3個16位可編程定時計數(shù)器。89C52能夠按照常規(guī)的方法進(jìn)行編程，但是不支持在線編程(S系列的才支持在線編程)。功能強(qiáng)大的89C52單片機(jī)能夠為用戶提供很多比較復(fù)雜的系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求4。其引腳功能如下： P0.0P0.7 P0口8位雙向口線（

27、在引腳的3932號端子）；P1.0P1.7 P1口8位雙向口線（在引腳的18號端子）； P2.0P2.7 P2口8位雙向口線（在引腳的2128號端子）； P3.0P3.7 P3口8位雙向口線（在引腳的1017號端子）。 這4個輸入輸出口具有不完全相同的功能，它們各端口的功能分別如下所示： P0口有三個功能： （1）外部擴(kuò)展存儲器時，當(dāng)作數(shù)據(jù)總線（芯片中的D0D7為數(shù)據(jù)總線接口）； （2）外部擴(kuò)展存儲器時，當(dāng)作地址總線（芯片中的A0A7為地址總線接口）； （3）不擴(kuò)展時，可做一般的輸入輸出使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻。 P1口：只能做輸入輸出口使用，其內(nèi)部有上拉電阻

28、。 P2口有兩個功能： (1)擴(kuò)展外部存儲器時，當(dāng)作地址總線使用；(2)做一般輸入輸出口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。P3口：除了作為輸入輸出使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置，P3口的第二功能如表3.1所示：表3.1 單片機(jī)P3.0管腳含義引腳第2功能P3.0RXD（串行口輸入端）P3.1TXD（串行口輸出端）P3.2INT0（外部中斷0請求輸入端，低電平有效）P3.3INT1（外部中斷1請求輸入端，低電平有效）P3.4T0（定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖端）P3.5T1（定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖端）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效）P3.7RD（外

29、部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效）ALE/PROG 地址鎖存控制信號：在訪問片外程序存儲器的時候，每機(jī)器周期這個信號出現(xiàn)兩次，它的下降沿用來控制鎖存P0口輸出的低8位地址。就算不在訪問片外程序存儲器的時候，這個信號也以振蕩頻率的1/6出現(xiàn)，因此可以用來作為對外輸出的時鐘脈沖。但是在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器的時候，ALE脈沖會跳空一個，那此時作為時鐘輸出就不合適了。/PSEN 外部程序存儲器讀選通信號：在向片外程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機(jī)器周期這個信號（低電平）兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。但是在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器的時候，/PSEN信號將不會出現(xiàn)。/EA/VDD 訪問程

30、序存儲器控制信號 ：這個引腳有效（低電平）的時候只能選用片外程序存儲器，不然計算機(jī)上電或者復(fù)位后先選用片內(nèi)程序存儲器。但是對于內(nèi)部含有可擦除可編程只讀寄存器的機(jī)型，我們在編程的時候，這個引腳用作21V編程電源VDD的輸入端。RST 復(fù)位信號：在單片機(jī)的振蕩器工作的時候，這個引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平就能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)位的操作，從而使得單片機(jī)回復(fù)到初始的狀態(tài)。上電時，我們考慮到振蕩器有一定的起振時間，這個引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上的時間才能夠保證有效復(fù)位。 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。VCC：接+5V電源正端。VSS：接+5

31、V電源地端。3.2 硬件電路設(shè)計概述基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)其硬件電路方框圖如圖3.1所示：由圖可知，硬件電路由8部分組成，即按鍵輸入電路、時鐘電路、復(fù)位電路、溫度采集電路、數(shù)碼管顯示電路、蜂鳴器報警電路、繼電器控制加熱和制冷電路等。 單片機(jī) 按鍵輸入電路數(shù)碼管顯示電路 時鐘電路蜂鳴器報警電路復(fù)位電路繼電器控制加熱電路 溫度采集電路繼電器控制制冷電路 圖3.1 硬件電路方框圖下面具體介紹各個電路模塊的基本原理及電路圖原理、主要實現(xiàn)的功能和在應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)注意的問題。3.3時鐘電路設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)是保證單片機(jī)能夠正常工作的最基本的硬件電路，時鐘電路、復(fù)位電路都屬于單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)工作的時

32、間基準(zhǔn)是由時鐘電路提供的。在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2管腳，按圖3.2所示接上晶振和電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時鐘電路：圖3.2 時鐘電路圖中電容C2、C3對晶振頻率有微調(diào)的作用，通常的取值范圍為20-40pf，C2、C3的典型值為30pF。石英晶體選擇12MHz，選擇不同的石英晶體，其結(jié)果只是機(jī)器周期不相同5。此電路大約延遲10ms后振蕩器起振，在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶體的頻率確定。電路中兩個電容C2、C3的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。單片機(jī)工作時，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的

33、周期稱為時鐘周期，其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)，時鐘信號頻率常用fosc表示。圖中時鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時鐘周期為1/12s。3.4 復(fù)位電路設(shè)計單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位電路，只要在該引腳加上持續(xù)4個機(jī)器周期的高電平即可實現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各個狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)。單片機(jī)的復(fù)位方式有上電復(fù)位和手動復(fù)位兩種。本設(shè)計系統(tǒng)采用上電自動復(fù)位和手動復(fù)位組合電路，如圖3.3所示復(fù)位電路：圖3.3 復(fù)位電路圖3.3中由按鍵S1、電阻R1以及電容C1構(gòu)成上電復(fù)位及手動復(fù)位電路。由于單片機(jī)是高電平復(fù)位，所以當(dāng)上電復(fù)位的時候，接通電源就可以了，在上電以后，電容C1開始緩慢充電，

34、由圖我們可以看到電路由電源到電容和地之間形成一個通路，由于在電阻R1上產(chǎn)生了電壓降，那么單片機(jī)的RST腳為高電平，經(jīng)過一段時間后電容的電充滿，此時電容C1處可視為斷路，單片機(jī)RST腳處電壓逐漸降為0V，即處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，這時單片機(jī)就完成了上電復(fù)位，程序從0000H開始執(zhí)行。手動復(fù)位時，按一下圖中的按鍵S1就可以了，當(dāng)按鍵按下的時候，單片機(jī)的RST腳處于高電平，此時單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)。3.5 按鍵輸入電路設(shè)計基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)工作時應(yīng)具備以下功能：一、可以調(diào)節(jié)溫度上下限；二、可以切換顯示實時溫度和溫度上下限的值。要具備這些功能，可以通過按鍵輸入電路來實現(xiàn)。 鍵盤結(jié)構(gòu)可分為矩陣式鍵盤和

35、獨(dú)立式鍵盤兩類，由于本系統(tǒng)只采用5個按鍵，因此選用獨(dú)立式按鍵。按鍵輸入電路由四個按鍵組成，按鍵采用輕觸開關(guān)，如圖3.4所示：圖3.4 按鍵輸入電路各個按鍵的功能為：S2用來切換數(shù)碼管顯示界面，當(dāng)數(shù)碼管界面顯示的是溫度上下限時通過按鍵S3可以調(diào)節(jié)要調(diào)整的溫度上下限的整數(shù)位和小數(shù)位；當(dāng)數(shù)碼管界面顯示為某一位閃動時通過按鍵S4、S5調(diào)節(jié)閃動位的數(shù)值。整數(shù)位的數(shù)值變化范圍為0-99之間，小數(shù)位的數(shù)值變化范圍為0-9之間。按鍵S4加數(shù)值，按鍵S5減數(shù)值 6。3.6 蜂鳴器報警電路設(shè)計根據(jù)設(shè)計的要求，當(dāng)溫度高于上限或低于下限時，應(yīng)當(dāng)具有報警功能。這樣我們就可以用一只蜂鳴器作為三極管的集電極負(fù)載，當(dāng)三極管導(dǎo)

36、通時，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲；當(dāng)三極管截止時，蜂鳴器不發(fā)聲。圖3.5為本設(shè)計中的蜂鳴器驅(qū)動電路：圖3.5 蜂鳴器驅(qū)動電路由圖可以看出：單片機(jī)的P1.6管腳通過三極管的基極連接到蜂鳴器。當(dāng)單片機(jī)控制端P1.6=1時，P1.6給三極管Q1基極一個高電平，三極管Q1導(dǎo)通，蜂鳴器的兩個管腳間獲得接近5V的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過，從而產(chǎn)生蜂鳴聲；當(dāng)單片機(jī)控制端P1.6=0時，P1.6給三極管Q1基極一個低電平，三極管Q1截止，蜂鳴器的兩個管腳間的直流電壓接近于0，蜂鳴器不產(chǎn)生蜂鳴聲，其中R2=1k為限流電阻7。3.7 繼電器控制加熱電路設(shè)計按照本次設(shè)計的設(shè)計要求，當(dāng)環(huán)境溫度低于所設(shè)定的下限溫度時，需要通

37、過繼電器驅(qū)動加熱裝置來進(jìn)行升溫。常用的室內(nèi)升溫裝置有空調(diào)、電熱毯、電爐等。對于一些簡易的電熱裝置，其主要部件是電阻加熱器。繼電器控制加熱電路如下圖3.6所示：由圖可知單片機(jī)的P1.4端口接CTL0， P1.5端口接CTL1，P1.4端口控制一個雙刀雙擲繼電器RL2，P1.5端口控制一個雙刀雙擲繼電器RL1。當(dāng)測量的溫度低于設(shè)定的溫度下限時，單片機(jī)控制端P1.4給三極管Q7基級一個高電平，單片機(jī)控制端P1.5給三極管Q6基極一個高電平，三極管Q6和Q7均導(dǎo)通，發(fā)光二級管D2和D4發(fā)紅光，兩個線圈都有電流流過，繼電器RL1和RL2均閉合，此時OVEN裝置兩端加上正向電壓，裝置開始加熱。加熱一段時間

38、后，當(dāng)溫度重新回到溫度下限以上時，單片機(jī)控制端P1.4給三極管Q7基極一個低電平，三極管Q7截止，發(fā)光二級管D4不發(fā)光，繼電器RL2的線圈無電流流過，繼電器RL2斷開，而單片機(jī)控制端P1.5依然給三極管Q6基級一個高電平，但是三極管Q6集電極未接電源，三極管Q6也截止，發(fā)光二極管D2和D5均不發(fā)光，繼電器RL1的線圈也沒有電流流過，繼電器RL1斷開，加熱裝置停止工作8。圖3.6 繼電器控制加熱電路注意：在繼電器RL1和RL2線圈兩端都必須反接一個二極管。這個二極管很重要，當(dāng)使用電磁繼電器的時候必須連接。其原因為：當(dāng)線圈通電正常工作的時候，二極管對電路不起作用，當(dāng)繼電器在斷電的一瞬間會產(chǎn)生一個很

39、強(qiáng)的反向電動勢，在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)一個二極管用來消耗這個反向電動勢，通常這個二極管叫做消耗二極管，假如不加這個消耗二極管，反向電動勢會直接作用在驅(qū)動三極管上，很容易將三極管損壞8。3.8 繼電器控制制冷電路設(shè)計按照本次設(shè)計的設(shè)計要求，當(dāng)環(huán)境溫度高于所設(shè)定的上限溫度時，需要通過繼電器驅(qū)動制冷裝置來進(jìn)行降溫。實際中常用的制冷裝置主要有空調(diào)、冷藏柜、冷庫等9。繼電器控制制冷電路如下圖3.7所示：由圖可知單片機(jī)的P1.4端口接CTL0， P1.5端口接CTL1，P1.4端口控制一個雙刀雙擲繼電器RL2，P1.5端口控制一個雙刀雙擲繼電器RL1。當(dāng)測量的溫度高于設(shè)定的溫度上限時，單片機(jī)控制端P1.

40、4給三極管Q7基級一個高電平，單片機(jī)控制端P1.5給三極管Q6基極一個低電平，三極管Q7導(dǎo)通，三極管Q6截止，發(fā)光二級管D4發(fā)紅光，發(fā)光二極管D5發(fā)綠光，繼電器RL1的線圈有電流流過，繼電器RL1閉合，而繼電器RL2繼續(xù)保持?jǐn)嚅_，此時OVEN裝置兩端加上反向電壓，裝置開始制冷。制冷一段時間后，當(dāng)溫度重新回到溫度上限以下時，單片機(jī)控制端P1.4給三極管Q7基極一個低電平，單片機(jī)控制端P1.5依然給三極管Q6基級一個低電平，三極管Q6和Q7均截止，發(fā)光二級管D2、D4和D5都不發(fā)光，兩個線圈都沒有電流流過，繼電器RL1和RL2均斷開，制冷裝置停止工作。圖3.7 繼電器控制制冷電路3.9 溫度采集電

41、路設(shè)計本設(shè)計采用ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為溫度采集電路核心部件。在介紹溫度采集電路之前先詳細(xì)介紹一下ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。它的內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。它的轉(zhuǎn)換原理就是把輸入電壓Vi和一組從參考電壓分層得到的量化電壓進(jìn)行比較，比較從最大的量化電壓開始，由粗到細(xì)逐次進(jìn)行，通過每次比較的結(jié)果來確定相應(yīng)的位是0還是1。經(jīng)過不斷地比較，不斷地逼近，直到二者的差別小于某一誤差范圍時就完成了一次轉(zhuǎn)換10。本設(shè)計的溫度采集電路如圖3.8所示：

42、圖3.8 溫度采集電路示意圖工作過程：把電熱爐的輸出通過電阻分壓轉(zhuǎn)換成05V的模擬信號輸入到IN0引腳，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，數(shù)字信號從D0D7引腳輸出送給單片機(jī)，單片機(jī)再對信號進(jìn)行相應(yīng)處理。各引腳的功能如下：（1）IN0IN7：8通道模擬量輸入端；（2）D0D7：結(jié)果數(shù)據(jù)輸出端；（3）START：啟動轉(zhuǎn)換命令輸入端。在該引腳上加高電平，就開始轉(zhuǎn)換；（4）EOC：轉(zhuǎn)換介紹指示腳。在平時它為高電平，在轉(zhuǎn)換開始后和轉(zhuǎn)換過程中為低電平，轉(zhuǎn)換一結(jié)束，它又變回了高電平；（5）ALE：地址鎖存允許信號；（6）OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，這個引腳加高電平，即打開輸出緩沖器三態(tài)門，讀出數(shù)據(jù)；（7）CLK：時鐘脈沖輸

43、入端。ADC0808典型的時鐘頻率為640kHz，轉(zhuǎn)換時間是100us；（8）A，B和C：三位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路；（9）REF(+)，REF(-)：參考電壓輸入端11。3.10 LED數(shù)碼管顯示電路設(shè)計在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都需要進(jìn)行人機(jī)對話，這包括人對應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人們顯示運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果等12。 LED數(shù)碼管顯示器由8個發(fā)光二極管中的7個長條發(fā)光二極管按a、b、c、d、e、f、g順序組成“8”字形，另一個點(diǎn)形的發(fā)光二極管放在右下方，用來顯示小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管按內(nèi)部連接方式又分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。若內(nèi)部8個發(fā)光二極管的陽極連在一

44、起接電源正極，就稱為共陽極數(shù)碼管；若8個發(fā)光二極管的陰極連在一起接地，則稱為共陰極數(shù)碼管。LED顯示電路由位驅(qū)動電路和段驅(qū)動電路組成。因為單片機(jī)的并行口不能驅(qū)動LED顯示器，所以必須采用專門的驅(qū)動電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作。如果驅(qū)動電路的驅(qū)動能力較差，即負(fù)載能力不夠，顯示器亮度就較低，而且驅(qū)動電路長期在超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行容易損壞。 LED顯示器的顯示控制方式分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種，如果選擇靜態(tài)顯示，那么LED驅(qū)動器的選擇比較簡單，只要驅(qū)動器的驅(qū)動能力與顯示器的電流相匹配即可，而且一般只需考慮斷的驅(qū)動，因為共陽極接5V而共陰極接地所以位的驅(qū)動無須考慮；而動態(tài)顯示則不一樣

45、，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段和位選信號共同配合完成的，因此，要同時考慮段和位的驅(qū)動能力，而且段的驅(qū)動能力決定了位的驅(qū)動能力13。 本系統(tǒng)采用并行驅(qū)動動態(tài)顯示。采用單片機(jī)P2口的低4位作為LED的位碼輸出信號，P0口作為段碼輸出信號。該驅(qū)動電路如圖3.10所示：P0口作為段碼輸出信號需外接上拉電阻。數(shù)碼管用于顯示測量的實際溫度值，設(shè)定的溫度上限值以及設(shè)定的溫度下限值。共有十位、個位、小數(shù)位、上下限顯示位（即H和L）4位顯示。圖3.10 4位LED數(shù)碼管驅(qū)動電路P0口接上拉電阻時應(yīng)注意的幾點(diǎn)： （1）P0口作為普通I/O口的時候，需要外接上拉電阻；（2）如果外電路可以提供高電平，則P0口是否外接上拉

46、電阻沒什么影響； （3）如果是驅(qū)動LED數(shù)碼管，那么用1K左右的上拉電阻就可以了。如果希望亮度大一些，電阻可以減小些，最小不要小于200，否則電流太大；如果希望亮度小一些，電阻可以增大些，增大到多少主要看亮度情況，以亮度合適為準(zhǔn)。一般來說，超過3K以上時，亮度就很弱了，但是對于超高亮度的LED，有時候電阻為10K時感覺亮度還夠用。通常選用1K的上拉電阻；（4）對于驅(qū)動光耦合器，如果是高電平有效，即耦合器輸入端接端口和地之間，那么和LED的情況是一樣的；如果是低電平有效，即耦合器輸入端接端口和VCC之間，那么除了要串聯(lián)一個1-4.7K之間的電阻以外，同時上拉電阻的阻值需要用的特別大，用100-5

47、00K之間的上拉電阻都可以滿足要求14。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計硬件部分設(shè)計制作完成后，程序的編寫是關(guān)鍵。該系統(tǒng)程序的編寫采用模塊化程序設(shè)計，采用模塊化程序設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)在于： （1）每個模塊都可以分配給不同的程序員完成，從而縮短開發(fā)周期；（2）各個模塊高聚合、模塊之間低耦合，只要模塊之間確定了參數(shù)傳遞的接口，不管那個模塊內(nèi)部的改動，均不會影響其他模塊； （3）系統(tǒng)細(xì)化到模塊，條理清晰，系統(tǒng)更加容易理解和實現(xiàn)；（4）容易維護(hù)、系統(tǒng)可靠15。 本系統(tǒng)程序主要包括以下幾個部分：主程序（main.c）、按鍵掃描子程序（key.c）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器子程序（adc0808.c）、數(shù)碼管顯示子程序（led.c）、中斷子

48、程序 16。4.1 主程序設(shè)計主程序通過調(diào)用各個子程序，實現(xiàn)溫度的采集、按鍵掃描、數(shù)碼管顯示、數(shù)據(jù)處理等功能。其主程序流程圖如圖4.1所示： 本設(shè)計只給出主程序、模數(shù)轉(zhuǎn)換器子程序、數(shù)碼顯示管子程序、中斷子程序的流程圖，按鍵掃描子程序的流程圖在這沒有給出。 設(shè)置溫度上下限結(jié)束開始Y閃爍顯示報警并加熱報警并制冷不打開報警和制冷制熱溫度上限判斷溫度數(shù)碼管顯示溫度轉(zhuǎn)換非設(shè)置模式設(shè)置模式？顯示模式Key掃描N圖4.1 主程序流程圖4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器子程序設(shè)計本設(shè)計的adc0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器子程序的流程圖如圖4.2所示：開始送ALE上跳沿鎖存地址送STARTA上跳沿內(nèi)部寄存器清0YEOC=0N取A/D轉(zhuǎn)換

49、數(shù)據(jù)送R0返回圖4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器子程序流程圖4.3 數(shù)碼管顯示子程序設(shè)計 本設(shè)計的數(shù)碼管顯示子程序的流程圖如圖4.3所示：NY結(jié)束顯示完畢？送顯示數(shù)據(jù)送掃描脈沖讀取預(yù)顯示內(nèi)容設(shè)置顯示模式系統(tǒng)初始化開始圖4.3 數(shù)碼管顯示子程序流程圖4.4 中斷子程序設(shè)計本設(shè)計的中斷子程序的流程圖如圖4.4所示：YN計數(shù)、計時加載TH、TL的值執(zhí)行CLK=CLK是否產(chǎn)生中斷？初始化打開定時器定義定時中斷圖4.4 中斷子程序流程圖5 系統(tǒng)調(diào)試5.1 Keil軟件調(diào)試KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。和匯編語言相比，C語言在結(jié)構(gòu)、功能、可讀性、可維護(hù)性上有

50、明顯的優(yōu)勢，而且易學(xué)易用。KeilC51提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，生成的目標(biāo)代碼效率很高，多數(shù)語句生成的匯編代碼也很緊湊，而且容易理解，在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢17。打開Keil uVision2軟件，執(zhí)行【Project】|【New Project】命令，打開【Create New Project】對話框，輸入文件名，點(diǎn)擊【保存】，如圖5.1所示：圖5.1 目標(biāo)文件新建示意圖選擇控制芯片類型。本設(shè)計采用Intel 89C52，在【Select Device for Target Target 1】對話框中選擇AT89C52，如圖5.2所

51、示：圖5.2 單片機(jī)芯片選擇示意圖設(shè)置芯片參數(shù)。右擊【Project Workplace】中的【Target 1】，選擇【Options for Target Target 1】彈出參數(shù)設(shè)置對話框，如圖5.3所示：設(shè)置頻率為12HZ。點(diǎn)擊【Output】選項，勾選【Create HEX File】，點(diǎn)擊【確定】保存。圖5.3 參數(shù)設(shè)置示意圖創(chuàng)建C文件，執(zhí)行【File】|【New】命令，或者使用快捷鍵“Ctrl+N”新建C文件。輸入并保存程序，編譯鏈接無誤后，調(diào)試運(yùn)行生成HEX文件，如圖5.4所示：圖5.4 調(diào)試運(yùn)行示意圖5.2 Proteus軟件調(diào)試PROTEUS是英國Labcenter El

52、ectronics公司研發(fā)的多功能EDA軟件。PROTEUS不僅是數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)/?；旌想娐返脑O(shè)計與仿真平臺，更是目前世界上最先進(jìn)的單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計與仿真平臺。它真正實現(xiàn)了在計算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到形成PCB的完整的設(shè)計和仿真過程18。打開PROTEUS軟件，執(zhí)行【文件】|【新建】命令，或者使用快捷鍵“Ctrl+N”新建DSN文件。按照第三章硬件設(shè)計，從原件庫中選擇所需電器元器件并連接電路。系統(tǒng)仿真電路圖如圖5.5所示：圖5.5 基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)仿真電路圖根據(jù)前面章節(jié)的設(shè)計，配置元器件的參數(shù)。Proteu

53、s電器檢測并生成元器件清單。執(zhí)行【工具】|【電器規(guī)則檢查】命令，如圖5.6所示：點(diǎn)擊【電器規(guī)則檢查】選項，彈出電氣規(guī)則檢測結(jié)果。如圖5.7所示：圖5.6 電器規(guī)則檢查示意圖圖5.7 電氣規(guī)則檢測結(jié)果選擇【材料清單】，生成材料清單，如表5.1所示：表5.1 系統(tǒng)電路圖元器件清單QuantityReferencesValueResistors4R4,R5,R6,R7 1003R13,R16,R172002R12,R151k1R35k1R110k1R191M1R203.65MCapacitors2C2,C330pF1C110uFIntegrated Circuits1U1AT89C521U3ADC0808Transistors7Q1-Q7NPNMiscellaneous1LS1BUZZER2RL1,RL25V1RP1RESPACK-81OV1OVEN1X1CRYSTALDiodes2D1,D3 1N4148 1D2,D4LED-RED 1D5LED-GREEN 5.3 Proteus軟件仿真在系統(tǒng)電路圖中，雙擊89C52單片機(jī)芯片，彈出芯片設(shè)置對話框。設(shè)置時鐘頻率為12HZ，添加程序文件*.HEX。點(diǎn)擊【OK】選項，完成89C52設(shè)置19。如圖5.8所示：圖5.8 89C52設(shè)置示意圖執(zhí)行【調(diào)試】|【開始/重啟動調(diào)試】命令，或者使用快捷鍵“Ctrl+F1