【正文】 ................................................. 12 Protues 仿真軟件簡(jiǎn)介 ................................................... 12 Protues 的工作界面 ....................................................... 13 Protues 仿真步驟 ........................................................ 14 KeilC 與 Proteus 連接調(diào)試 ........................................... 15 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì) .................................................................. 19 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .......................................................................... 19 顯示電路的設(shè)計(jì) ...................................................................... 20 顯示電路概述 ............................................................... 20 七段 LED 數(shù)碼管的原理 ............................................. 21 顯示電路整體設(shè)計(jì) ....................................................... 22 開關(guān)鍵盤設(shè)計(jì) .......................................................................... 23 指撥開關(guān) ........................................................................ 23 按鍵開關(guān) ........................................................................ 24 指示燈電路 .............................................................................. 25 3 溫度采集電路 .......................................................................... 26 本章小結(jié) .................................................................................. 29 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .................................................................................. 30 軟件任務(wù)分析 .......................................................................... 30 程序流程圖 .............................................................................. 30 本章小結(jié) .................................................................................. 34 結(jié) 論 ....................................................................................................... 35 謝 辭 ....................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 37 附 錄 ....................................................................................................... 38 外文資料翻譯 ........................................................................................ 49 8051 ......................................................................................................... 53 4 前 言 隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化的發(fā)展，溫度控制在工業(yè)企業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域占據(jù)越來(lái)越重要的位置。 5 第 1章 緒論 論文設(shè)計(jì)的背景 智能恒溫箱的溫度是醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)和食品加工等領(lǐng)域的關(guān)鍵， 因此對(duì)溫度的測(cè)量及控制始終占據(jù)著重要的地位。 論文設(shè)計(jì)的意義 該設(shè)計(jì)中智能恒溫箱的性能主要取決于對(duì)溫度的控制性能。在顯示電路上通常顯示的是實(shí)時(shí)的溫度，即傳感器采集來(lái)的溫度，如果想要顯示人們?cè)O(shè)定的預(yù)期溫度可以按顯示切換鍵，這時(shí)顯示器上就會(huì)顯示預(yù)期溫度，幾秒鐘后跳回，顯示實(shí)時(shí)溫度。詳細(xì)描述了本課題各個(gè)組成電路單元的設(shè)計(jì)。 時(shí) 鐘80C51 單 片 機(jī)復(fù) 位 電 路進(jìn) 入 溫 度 設(shè) 定 ， 溫 度加 、 減 按 鍵 輸 入 電 路溫 度 采 集 電 路顯 示 切 換 按 鍵 電 路2 位 七 段 數(shù) 碼 管 顯 示2 個(gè) 發(fā) 光 二 極 管 顯 示溫 度 調(diào) 節(jié) 電 路 圖 21 系統(tǒng)主要功能模塊方框圖 本系統(tǒng)是采用模塊化設(shè)計(jì)的智能恒溫箱，在生活中有廣泛的應(yīng)用，系統(tǒng)上電后默認(rèn)設(shè)定的恒溫溫度為 20℃ ，使用時(shí)可以自行調(diào)節(jié)預(yù)期的恒溫溫度，調(diào)節(jié)范圍為 0~99℃ 。 系統(tǒng)需求分析 。如果想調(diào)節(jié)預(yù)期的溫度，先閉合“溫度設(shè)定”開關(guān)，進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時(shí)會(huì)顯示設(shè)定的溫度值，如果想加一攝氏度就按下“加1℃”鍵，如果想減一攝氏度就按一下“減 1℃”鍵，溫度 LED 顯示器上會(huì)顯示改變后的溫度，調(diào)整范圍為 0~99℃。 。在說(shuō)明系統(tǒng)流程時(shí)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的內(nèi)容，指出了參數(shù)設(shè)置的方法和意義。 4. RAM 空間。在樣機(jī)研制出來(lái)后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問(wèn)題，而這些問(wèn)題不是靠單純的軟件措施來(lái)解決的。還有兩個(gè)發(fā)光二極管分別是“實(shí)時(shí)溫度”和“設(shè)定溫度”，表示當(dāng)前數(shù)碼管顯示的是實(shí)時(shí)溫 度還是設(shè)定溫度，若“實(shí)時(shí)溫度”的發(fā)光二極管點(diǎn)亮表示數(shù)碼管顯示的實(shí)時(shí)溫度，若“設(shè)定溫度”的發(fā)光二極管點(diǎn)亮則表示數(shù)碼管當(dāng)前顯示的是設(shè)定溫度。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動(dòng)態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對(duì)象選擇按鈕、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口、圖形編輯窗口。如果你想讓 ISIS 自動(dòng)定出走線路徑，只需左擊另一個(gè)連接點(diǎn)。單擊工作區(qū)左下角的運(yùn)行按鈕 ，并對(duì) 相應(yīng)的按鍵進(jìn)行操作，看是否滿足系統(tǒng)要求。 16 在出現(xiàn)的對(duì)話框里在右欄上部的下拉菜單里選中“ Proteus VSM Monitor一 51 Driver”。 6． KeilC與 Proteus連接仿真調(diào)試 單擊仿真運(yùn)行開始按鈕 ，我們能清楚地觀察到每一個(gè)引腳的電 17 頻變化，紅色代表高電頻，藍(lán)色代表低電頻。 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的第 9 腳 RST 為硬件復(fù)位電路，只要在該端加上持續(xù) 4 個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各個(gè)狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖 33 所示。由于本設(shè)計(jì)需要較多的端口用于其它的功能因此采用占用端口少的動(dòng)態(tài)掃描顯示的辦法。 數(shù)碼管顯示碼是表述二進(jìn)制數(shù)與數(shù)碼管所顯示字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系的，如表 31 22 所示。若要以開關(guān)作為輸入電路，通常會(huì)接一個(gè)電阻到 Vcc 或 GND，做上拉電阻或下拉電阻，如圖 36 所示有兩種開關(guān)電路可供選擇。一般在按鍵較多時(shí)，采用軟件的方法消除抖動(dòng)，即在第一次檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí) 12~15ms 的子程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否任保持為閉合狀態(tài)電平，如果保持為閉合狀態(tài)電平就可以確認(rèn)真有按鍵按下，從而消除抖動(dòng)的影響。 指示燈電路 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 C 5 1S R C F I L E = te x t. U v 2溫度顯示切換溫度設(shè)定實(shí)時(shí) 設(shè)定R 1 11 0 kR 1 21 0 kR61 0 k 圖 38 溫度指示燈電路 在實(shí)時(shí)溫度和設(shè)定溫度切換時(shí)，為了明白 LED 數(shù)碼管顯示的是哪種溫度，可以用兩個(gè)發(fā)光二極管來(lái)指示，如果標(biāo)有“實(shí)時(shí)溫度”標(biāo)記的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則表示數(shù)碼管顯示的是實(shí)時(shí)溫度，如果標(biāo)有“設(shè)定溫度” 標(biāo)記的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則表示數(shù)碼管顯示的是設(shè)定溫度。 初始時(shí)，計(jì)數(shù)器 1 預(yù)置的是與 55℃ 相對(duì)應(yīng)的一個(gè)預(yù)置值。 溫度寄存器中的溫度值以 9 位數(shù)據(jù)格式表示 ，最高位為符號(hào)位，其余 8 位以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式表示溫度值。 DS18B20 工作過(guò)程一般遵循以下協(xié)議：初始化 ——ROM 操作命令 ——存儲(chǔ)器操作命令 ——處理數(shù)據(jù) ① 初始化 ② 單總線上的所有處理均從初始化序列開始。 ⑥ Match ROM( 符合 ROM)[55H] ⑦ 此命令后繼以 64 位的 ROM 數(shù)據(jù)序列，允許總線主機(jī)對(duì)多點(diǎn)總線上特定的 DS18B20 尋址。 ? Alarm Search(告警搜索 )[ECH] ? 此命令的流程與搜索 ROM 命令相同。 ? Read Scratchpad（讀暫存存儲(chǔ)器） [BEH] ? 這個(gè)命令讀取暫存器的內(nèi)容。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時(shí)間隙 ，而 DS18B20 又忙于做時(shí)間轉(zhuǎn)換的話， DS18B20將在總線上輸出 “0”，若溫度轉(zhuǎn)換完成，則輸出 “ 1” 。接著將程序下載到硬件電路中，配合周邊的溫度采集電路，時(shí)鐘電路，溫度控制電路，顯示電路等，制作出符合設(shè)計(jì)要求的恒溫箱。首先根據(jù)系統(tǒng)功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最適合的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)。 C ?溫 度 減 1 39。 設(shè)計(jì)是以 80C51 單片機(jī)為核心進(jìn)行的，數(shù)據(jù)采樣模塊采用可直接輸出數(shù)字量的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，使系統(tǒng)的軟、硬件都簡(jiǎn)化了很多；采用繼電器驅(qū)動(dòng)模塊作為為系統(tǒng)的降溫部分，大大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件電路。在我大學(xué)期間每一個(gè)教過(guò)我的老師，他們悉心的指導(dǎo)才有我今天的成績(jī)，洛陽(yáng)理工學(xué)院電氣工 程與自動(dòng)化系的各位老師，謝謝你們！ 另外，我還要對(duì)