【正文】 的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。目前支持的單片機(jī)類型有：ARM7(LPC21xx)、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多種外圍芯片。第4章 軟件設(shè)計(jì) 仿真軟件Proteus是英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。15腳GND、16腳VCC（+5v）。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。由6腳和4只電容構(gòu)成。把讀得的位值環(huán)移給A DJNZ R2,RE01 。開始讀總線釋放 MOV R3,09 。T0T1T215us60us圖 39 DS18B20讀取時(shí)序圖單片機(jī)對(duì)DS18B20的讀取程序：READ: MOV R4,4 。K1：用來(lái)查看溫度的設(shè)置值，即溫度報(bào)警值的狀態(tài)； K2：進(jìn)入溫度報(bào)警的狀態(tài)； K3：退出查看溫度報(bào)警狀態(tài)，在設(shè)置溫度狀態(tài)值時(shí)K1為設(shè)定值加、減方式選擇鍵（默認(rèn)為減少）； K2為TH值設(shè)定鍵，K3為TL值設(shè)定鍵； K4：確定鍵即退出設(shè)定狀態(tài)。圖 37 蜂鳴器報(bào)警電路圖 38 按鍵電路按鍵電路如圖38所示，按鍵電路一端接地，另一端接單片機(jī)P1口，當(dāng)按鍵K1，K2，K3，K4有按下狀態(tài)，則立刻有信號(hào)從P1口進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)做出響應(yīng)。清除 LCD 顯示屏 LCALL WCOM LCALL DELAY1 RET如圖37所示，報(bào)警電路由三極管和蜂鳴器構(gòu)成，其中電阻起限流作用。將自定義字符存入LCD的CGRAM RETINIT_LCD: 。LCD1602液晶顯示器數(shù)據(jù)線DB0～DB7連接單片機(jī)P0口，3條控制線RS，RW。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。A5～A0=0～3FH8DDRAM地址設(shè)置DDRAM地址設(shè)置9讀BF及AC值讀忙標(biāo)志BF值和地址計(jì)數(shù)器AC值10寫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM內(nèi)11讀數(shù)據(jù)從DDRAM或CGRAM數(shù)據(jù)讀出1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如表32所示。 清0標(biāo)志位,表示DS1820不存在 JMP TSR7TSR5: MOV R0,06BHTSR6: DJNZ R0,$ 。 拉高數(shù)據(jù)線 NOP NOP NOP MOV R0,32HTSR2: JNB DQ,TSR3 。因DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)達(dá)500ms。DS18B20復(fù)位有兩種形式，一是掉電，此時(shí)DS18B20沒用供電能源，故不能工作，當(dāng)重新接上電源后恢復(fù)工作。這是傳感器外接電源的接法，VCC和GND接地，這個(gè)叫做寄生電源，而且要至少持續(xù)500ms，也就是說(shuō)。在許可范圍內(nèi)，CC2值越低越好，C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定，但將會(huì)增加起振時(shí)間。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。當(dāng)開關(guān)RST閉合后經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間的延時(shí)后單元穩(wěn)定，RST端口變?yōu)楦唠娖?，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，單片機(jī)復(fù)位。圖 31 系統(tǒng)總體流程圖在實(shí)際環(huán)境中，我們就要注意此時(shí)環(huán)境溫度已經(jīng)超過(guò)了我們預(yù)定值，為了不造成損失我們要做好必要的防范措施。單片機(jī)從DS18B20中讀出溫度值，并與DS18B20非易失性存儲(chǔ)器中的TH，TL值比較（其中TH為設(shè)定溫度最高值，TL為設(shè)定溫度最低值），并顯示輸出當(dāng)前溫度值，如果發(fā)生超限，即智能報(bào)警。以下指令碼用法相同。基本操作時(shí)序見表28。下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復(fù)制暫存器48H將RAM的第4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中重調(diào)EEPROM0B8HEEPROM的內(nèi)容復(fù)制到RAM的第4字節(jié)讀供電方式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電時(shí) DS18B20發(fā)送“0”，外接電源供電時(shí)DS18B20發(fā)送“1”l 顯示容量為162個(gè)字符；l ～；l （）；l ；l （WH）mm。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500us，然后釋放，DS18B20收到信號(hào)后等待16us~60us左右，然后發(fā)出60us~240us的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)后表示復(fù)位成功。主機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后， ℃/LSB形式表示。表 24 R1和 R0模式表R1R0分辨率最大的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間009bit0110bit1011bit375ms1112bit750ms由表24可見，設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。第4個(gè)字節(jié)為配置寄存器，接著的三個(gè)字節(jié)為器件內(nèi)部使用而保留，不可對(duì)其施加寫命令。同時(shí)非易失性EEPROM也保證了TH、TL與配置寄存器內(nèi)容的掉電不丟失，器件每一次上電時(shí)這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容被重置到高速暫存RAM對(duì)應(yīng)的空間。暫存存儲(chǔ)機(jī)制有利于在單線通信時(shí)確保數(shù)據(jù)的完整性。如表23所示，64位光刻ROM的排列是：開始8位是單線產(chǎn)品系列編碼（比如DS18B20的編碼是28h，DS1820的編碼是10h，DS2438的編碼是26h），同一型號(hào)的單總線器件的編碼相同。F；（6）通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字讀數(shù)方式。 圖 25 DS18B20引腳圖（1）獨(dú)特的單線接口方式，只需一個(gè)接口引腳即可通信；（2）每一個(gè)DS18B20都有一個(gè)唯一的64位ROM序列碼；（3）在使用中不需要任何外圍元件；（4）可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：+～+ V；（5）測(cè)溫范圍：55℃～+125℃，在10℃～+85℃范圍內(nèi)精度為177。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。GND：接地?？删幊檀型ǖ?28*8位內(nèi)部RAM壽命：1000寫/擦循環(huán)AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。 串行口的選擇該串行口我選用了標(biāo)準(zhǔn)RS232C接口，它是電平與TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路。如采用矩陣式按鍵方式，則只需要9個(gè)I/O口。當(dāng)某按鍵按下時(shí)，與其相連的I/O線將得到低電平輸入。每只按鍵接單片機(jī)的一條I/O線，通過(guò)對(duì)線的查詢，即可識(shí)別各按鍵的狀態(tài)。通過(guò)硬件識(shí)別的鍵盤稱編碼鍵盤；通過(guò)軟件識(shí)別的鍵盤成為非編碼鍵盤。優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，價(jià)錢便宜?？紤]到顯示內(nèi)容與方便，采用方案一較為合適 智能報(bào)警模塊方案一：采用語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示。方案二：采用動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示。由比較可知，選用方案三相對(duì)比較便宜的DS18B20更好，能提高A/ D轉(zhuǎn)換精度的同時(shí)確保信號(hào)完整性，較少開發(fā)難度。從中央處理器到DS18B20僅需連接一條信號(hào)線和地線,其指令信息和數(shù)據(jù)信息都經(jīng)過(guò)單總線接口與DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。熱電偶傳感器輸出的電壓信號(hào)較為微弱(只有幾毫伏到幾十毫伏) ， 因此在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前必須進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，由高放大倍數(shù)的電路將它放大到A/D轉(zhuǎn)換器通常所要求的伏特級(jí)電平。這些應(yīng)用包括移動(dòng)電話、消費(fèi)類電子、個(gè)人計(jì)算機(jī)和過(guò)程控制設(shè)備。它的另一個(gè)特點(diǎn)是包含一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器，在－35℃～＋85℃溫度范圍內(nèi)測(cè)量精度為177。ADI公司新近推出的AD7314是一種采用8引腳μSOIC封裝的完整溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。此系統(tǒng)是由CPU、隨即存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、只讀程序存儲(chǔ)器、輸入輸出電路（I/O口），還有可能包括定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口、顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD驅(qū)動(dòng)電路）等電路集成到一個(gè)單塊芯片上，構(gòu)成了一個(gè)最小但完善的計(jì)算機(jī)任務(wù)。原來(lái)由小規(guī)模集成的數(shù)字邏輯電路及硬件程序控制器組成的采集系統(tǒng)被微處理器控制的采集系統(tǒng)所代替。此外，更詳細(xì)闡述了采集系統(tǒng)現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況及其在信息處理過(guò)程中的重要意義。[2]本系統(tǒng)采用下位機(jī)負(fù)責(zé)模擬數(shù)據(jù)的采集，從單片機(jī)負(fù)責(zé)采集八路數(shù)據(jù)，并應(yīng)答主機(jī)發(fā)送的命令，上位機(jī)即主機(jī)是負(fù)責(zé)處理接受過(guò)來(lái)的數(shù)字量的處理及顯示，主機(jī)和從機(jī)之間用RS232進(jìn)行通信。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)已成為日益重要的檢測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時(shí)監(jiān)控溫度、濕度和壓力等場(chǎng)合。該系統(tǒng)采用16位（A/D）模擬數(shù)字變換，總采樣率達(dá)500K/S,同步時(shí)間為+/250ns，可以利用方式組成高達(dá)1000通道的大容量的分布式采集系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具備24位A/D轉(zhuǎn)化位數(shù)，采樣率有50HZ、100HZ、200HZ。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、飛機(jī)飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。相較于數(shù)據(jù)采集板卡成本和功能的限制，單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，而雙單片機(jī)又具有精度較高、轉(zhuǎn)換速度快、能夠?qū)Χ帱c(diǎn)同時(shí)進(jìn)行采集，因此能夠開發(fā)出能滿足實(shí)際應(yīng)用要求的、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、可靠性高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。這類系統(tǒng)主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過(guò)了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，1956年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非成熟人員進(jìn)行操作，并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成的。本設(shè)計(jì)的仿真方法提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率、縮短周期和降低成本，為單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)提供了手段。針對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各部分電路并利用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)了針對(duì)該系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的子程序。 東北石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目 基于proteus的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)專業(yè) 學(xué)號(hào) 姓名 主要內(nèi)容:針對(duì)基于單片機(jī)的溫度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，分析其硬件結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)；選擇溫度傳感器和單片機(jī)、應(yīng)用PROTEUS軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路圖和Keil軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序；應(yīng)用PROTEUS軟件仿真實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)以溫室環(huán)境作為研究對(duì)象，主要研究了溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程與仿真的實(shí)現(xiàn)方法。此外，該系統(tǒng)可手動(dòng)調(diào)節(jié)報(bào)警上下限，控制方便，操作簡(jiǎn)單。 Proteus 目 錄第1章 緒論 1 研究背景及其目的意義 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 該課題研究的主要內(nèi)容 2 本章小結(jié) 3第2章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案論證 4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 4 方案論證 4 系統(tǒng)的元件介紹 8 本章小結(jié) 18第3章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理及分析 19 系統(tǒng)總體流程圖 19 系統(tǒng)各部分電路設(shè)計(jì) 20 本章小結(jié) 29第4章 軟件部分 30 仿真軟件 30 主程序設(shè)計(jì) 34 仿真結(jié)果 39 功能模塊的調(diào)試 42 本章小結(jié) 42結(jié) 論 43參考文獻(xiàn) 44致 謝 45附錄1：程序 46附錄2：系統(tǒng)原理圖 57第1章 緒論 研究背景及其目的意義近年來(lái)，數(shù)據(jù)采集及其應(yīng)用受到了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域。20世紀(jì)70年代后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀表儀器和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)組成。[1]20世紀(jì)90年代至今，在國(guó)際上技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成功的運(yùn)用到軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域。[1]盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會(huì)對(duì)基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。它起始于20世紀(jì)中期，在過(guò)去的幾十年里，隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會(huì)的發(fā)展主流方向。該數(shù)據(jù)采集對(duì)拾震計(jì)輸出的電信號(hào)模擬放大后送至A/D數(shù)字化，A/D采用同時(shí)采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)DSP數(shù)字濾波處理后，變成數(shù)字地震信號(hào)。如愛爾蘭ACRA公司2000年研發(fā)推出的新一代KAM500機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)到了2006年。數(shù)據(jù)采集也是從一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過(guò)程。傳統(tǒng)的基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)