【文章內(nèi)容簡介】 +5V穩(wěn)定電壓。系統(tǒng)的供電電源設(shè)計(jì)如圖 所示。 圖 系統(tǒng) 電源 電路 設(shè)計(jì)圖 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 四 章 軟件設(shè)計(jì) 本章分為 三 大部分 ： Keil 與 Proteus 連接調(diào)試、 溫度采集與發(fā)送程序和溫度監(jiān)測與控制程序， 其中 每個(gè)程序包括主程序和若干 子程序， 程序用 C 語言 ，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。 Keil 與 Proteus 連接調(diào)試 Proteus 簡介 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是： ① 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真 相結(jié)合。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 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、信號發(fā)生器等。 ② 支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有： 68000 系列、 8051系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 ③ 提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試 環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。 ④ 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。 Proteus 與 Keil 的連接 (1) 假若 Keil與 Proteus均已正確安裝在 C:\Program Files的目錄里，把 C:\Program Files\Labcenter Electronics\Proteus 6 Professional\MODELS\(可能沒有這個(gè)沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 文件，本壓縮包里有 )復(fù)制到 C:\Program Files\keilC\C51\BIN 目錄中。 (2) 進(jìn)入 KeilC μVision4開發(fā)集成環(huán)境，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目 (Project)，并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī) CPU 器件 (如： Atmel 公司的 AT89C52)。并為該項(xiàng)目加入 Keil 源程序。 （ 3）編譯通過后 單擊 “Project 菜單 /Options for Target”選項(xiàng)，在 Output 中找到 Greate Hex File 在前面打鉤然后確定，再次編譯通過后打開 Proteus 在連接好的單片機(jī)上雙擊導(dǎo)入剛才生成的 .hex 文件確定后就完成 Proteus 與 Keil 的連接。運(yùn)行 Proteus 就能看到仿真結(jié)果。 溫度采集 與發(fā)送 程序 溫度采集 與發(fā)送 主程序 在 該主程序中主要完成溫度數(shù)據(jù)的采集，然后按位發(fā)送出去。 在發(fā)送過程中用到了串口通信，想要使發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)不丟失雙方必須要達(dá)成一定的約定，即通信協(xié)議。因此在串口初始化過程中，設(shè)定串口工作在方式 1，定時(shí)器 1 工作在方式 2，波特率為 9600b/s， 8 為數(shù)據(jù)位， 1 位停止位，無奇偶校驗(yàn)位 。在發(fā)送過程中， 設(shè)定第一個(gè)數(shù)組為 起始數(shù)據(jù) 標(biāo)志位，以便接收端接收到正確順序的數(shù)組。采集與發(fā)送流程圖如圖 所 示。 開 始串 口 初 始 化調(diào) 用 溫 度 處 理 子 程 序?qū)?溫 度 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送T I = 1是T I = 0否等 待 圖 采集與發(fā)送流程圖 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 DS18B20 初始化子程序 單片機(jī)在一開始發(fā)送一復(fù)位脈沖（最短為 480us 的低電平信號），延時(shí)之后釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)， DS18B20 在檢測到總線的上升沿之后，等待 15~60us，接著DS18B20 發(fā)出存在脈沖（低電平持續(xù) 60~240us），也就是說如果 DS18B20 存在60~240us 的低脈沖則初始化成功，否則失敗。初始化時(shí)序如圖 所示。 圖 DS18B20 初始化時(shí)序 DS18B20 寫操作子程序 當(dāng)單片機(jī)將總線從高電平拉至低電平時(shí)，就產(chǎn)生寫時(shí)間隙。 DS18B20 在 15~60us間對總線進(jìn)行采樣。若低電平則寫入的位是 0；若高電平則寫入 的位 是 2 位間的間隙應(yīng)大于 1us。寫操作時(shí)序如圖 所示。 圖 寫操作時(shí)序圖 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 DS18B20 讀操作子程序 當(dāng)單片機(jī)將總線從高電平拉到低電平時(shí)，總線只需保持低電平 4us 之后，將總線拉高，產(chǎn)生讀時(shí)間隙。 讀時(shí)間在總線拉高后有效，也就是說在高電平時(shí)完成讀位，并在 60~120us 內(nèi)釋放總線。讀操作時(shí)序圖如圖 所示。 圖 讀操作時(shí)序圖 DS18B20 讀溫度值子程序 在讀溫度之前要進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 ，有 3 個(gè)步驟： 初始化 DS18B20 發(fā)出 Skip ROM 命令（ CCH）（其中 Skip ROM 命令僅適用于 總線上只有 1個(gè) DS18B20 時(shí)的情況） 發(fā)出 Convert 命令（ 44H） 在溫度轉(zhuǎn)換之后就可以讀取溫度，有 5 個(gè)步驟： 初始化 DS18B20 發(fā)出 Skip ROM 命令（ CCH） 發(fā)出 Read 命令（ BEH） 讀兩字節(jié)的溫度 溫度格式轉(zhuǎn)換 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 溫度監(jiān)測 與控制程序 溫度監(jiān)測 與控制主程序 在該主程序中主要完成從串口接收數(shù)據(jù) 并在液晶屏上顯示出來，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。同時(shí) 通過單片機(jī)分別設(shè)置溫度報(bào)警上下限，超過預(yù)定的溫度值時(shí)報(bào)警燈就會(huì)進(jìn)行報(bào)警提示 ， 并且系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出相應(yīng)的升溫與降溫控制操作信號 ，達(dá)到 溫度 控制的目的。 溫度監(jiān)測 與控制流程圖如圖 所示。 開 始單 片 機(jī) 串 口 初 始 化順 序 接 收 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 并 送 顯標(biāo) 志 位 判 斷是否是 否 超 過 溫 度 閥 值否不 報(bào) 警報(bào) 警 進(jìn) 行 相 應(yīng) 處 理1 2 8 6 4 初 始 化等 待 串 口 中 斷是否 圖 溫度 監(jiān)測 與控制流程圖 在這 里串口初始化的設(shè)定要與發(fā)送段相同，即 串口工作在方式 1，定時(shí)器 1 工作沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 在方式 2，波特率為 9600b/s， 8 為數(shù)據(jù)位， 1 位停止位，無奇偶校驗(yàn)位。這樣才能達(dá)到同步接收的目的，數(shù)據(jù)才不會(huì)丟失 。 12864 液晶 寫指令和寫數(shù)據(jù)子程序 對于 12864 液晶寫指令和寫數(shù)據(jù)，只需通過時(shí)序圖就能完成 。即先讓 3 個(gè)使能端為低電平，然后將 要寫入的命令送到數(shù)據(jù)口，延時(shí)一會(huì)將 E 使能端拉高，延時(shí)一會(huì)再將 E 使能端拉低就完成了寫指令操作。寫數(shù)據(jù)和寫指令操作十分相似，只是一開始讓RS 為高電平，其余和寫指令一樣，寫數(shù)據(jù)就完成了。其寫數(shù)據(jù) 時(shí)序圖如圖 所示。 圖 12864 液晶寫數(shù)據(jù)時(shí)序圖 12864 液晶初始化子程序 12864 液晶初始化操作如下： 給芯片上電 延時(shí) 40ms 以上 復(fù)位操作： RST 出現(xiàn)一個(gè)上升沿（ RST=1； RST=0； RST=1） 功能設(shè)定 ，如表 所示 延時(shí) 100us 以上 再次進(jìn)行功能設(shè)定 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 延時(shí) 37us 以上 顯示開關(guān)控制 ，如表 所示 延時(shí) 100us 以上 清除顯示 ，如表 所示 1延時(shí) 10ms 以上 1初始化結(jié)束 表 功能設(shè)定 RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L L H DL X RE X X 功能： DL=1（必須設(shè)為 1） RE=1；擴(kuò)充指令集動(dòng)作 RE=0：基本指令集 表 顯示狀態(tài) RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L L L L H D C B 功能： D=1；整體顯示 ON C=1；游標(biāo) ON B=1；游標(biāo)位置 ON 表 清除顯示 RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L L L L L L L H 功能：清除顯示屏，把 DDRAM 位置計(jì)數(shù)器調(diào)整為 “00H” 12864 液晶 漢字 坐標(biāo) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì) 可以在 12864 液晶的不同位置顯示漢字 ，其位置地址如表 所示。由于 12864 液晶是自帶字庫的，所以將要顯示的漢字放在一個(gè)數(shù)組里，再 設(shè)定好位置地址就可以在屏幕上顯示出來。 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 表 位置坐標(biāo) X 坐標(biāo) Line1 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H Line2 90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H Line3 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH Line4 98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH 報(bào)警與控制 子程序 該子程序是為了達(dá)到控制溫度的目的，由于在溫度采集傳輸子系統(tǒng)中已經(jīng)將溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，所以 設(shè)定溫度閥值時(shí)，需進(jìn)行按位 設(shè)定。本系統(tǒng) 所設(shè)定的 高溫 閥值為 ℃ ，所以先進(jìn)行十位的比較，如果十位大于 3，將進(jìn)行報(bào)警 ，即給 P1^0 一個(gè)低電平 ；如果十位等于 3 個(gè) 位大于 2，報(bào)警燈會(huì)亮；如果十位等于 3 個(gè)位等于 2 小數(shù)位大于 0，報(bào)警燈也會(huì)亮；其余情況燈不會(huì)亮。 在報(bào)警燈亮的同時(shí)，降溫操作提示燈也會(huì)亮。 本 系 統(tǒng)所設(shè)的低溫閥值為 30℃ ，同樣需要進(jìn)行按位比較 ，當(dāng)?shù)陀?30℃ 時(shí)，報(bào)警燈亮的同時(shí)，升溫操作提示燈將亮起。 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 五 章 系統(tǒng)的調(diào)試與測試 在系統(tǒng)開發(fā)過程中，無論是軟件還是硬件都難免會(huì)遇到一些問題，可能要進(jìn)過反復(fù)調(diào)試才能使系統(tǒng)正常工作。因此，對于系統(tǒng)的調(diào)試工作是很有必要的。在調(diào)試過程中根據(jù)提示和觀察，及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并對錯(cuò)誤的地方進(jìn)行修改。 系統(tǒng)硬件 調(diào)試 硬件調(diào)試主要就是電路的焊接，就是按照硬件仿真的電路圖進(jìn)行連接 ，然后檢查是否有虛焊短接的地方。在焊電路過程中要先想好布局，保證 連接方便而且美觀。 發(fā)現(xiàn)的 問題： 在焊芯片的管腳座時(shí)，有時(shí)會(huì)把旁邊排針的眼堵死，這樣排針就無法焊在原來設(shè)想位置 。 解決方法：以后焊管腳座時(shí)，旁邊先插上排針。 系統(tǒng)軟件調(diào)試 在 軟件調(diào)試 過程中， 我遇到了很大麻煩， 有很多知識(shí)我掌握的并不牢靠，所以得花費(fèi)大量時(shí)間去解決。 軟