飲水機溫度控制的系統(tǒng)設(shè)計與仿真畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 06:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 位單片機。AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線。AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本[6]。由系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能將各個模塊與單片機連接構(gòu)成系統(tǒng)整體硬件電路，如圖29所示：圖29總硬件電路圖3系統(tǒng)的軟件設(shè)計為了便于系統(tǒng)維護和功能擴充，采用了模塊化程序設(shè)計方法，系統(tǒng)各個模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實現(xiàn)的。本設(shè)計的軟件設(shè)計包括主程序，鍵盤子程序，報警子程序，顯示模塊子程序等。良好的設(shè)計方案可以減少軟件設(shè)計的工作量，提高軟件的可讀性，擴展性和通用型。本系統(tǒng)的設(shè)計方案和步驟如下：(1) 按照系統(tǒng)的功能要求來逐級劃分模塊。(2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系，為增強各模塊的獨立性，力求數(shù)據(jù)傳遞少，便于軟件編制和調(diào)試。(3) 確定軟件開發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計語言，完成模塊功能設(shè)計，并分別調(diào)試通過。(4) 按照開發(fā)式軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)，將各模塊有機的結(jié)合起來，即成一個較完善的系統(tǒng)。主程序主要包括對顯示子程序，鍵盤子程序，報警子程序的控制和調(diào)用。下圖流程圖是按照其本設(shè)計所要實現(xiàn)的功能來的設(shè)計的。 主程序流程圖如圖31：31主程序流程圖，，若為高電平，則表示沒有按鍵按下；若為低電平，則表示有按鍵按下。在程序的設(shè)計當中，考慮了按鍵的去抖動問題。因為用手按下一個按鍵時，往往會出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳動幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。在釋放一個鍵的時候，也會出現(xiàn)類似的情況，抖動的時間是不一致的，通常小于10毫秒，若抖動的問題不解決，就會引起閉合鍵的多次讀入。對于鍵的抖動處理，一般采用軟件延時10毫秒的方法。在發(fā)現(xiàn)有按鍵閉合時，不是立即讀入該鍵值，而是延時一段時間以后，再進行鍵閉合與否的判斷，確認此時是否真的有按鍵下，有則進行該按鍵的處理，沒有則不進行處理。先判斷是否右鍵按下，再判斷是哪個按鍵，分別按照各個功能執(zhí)行。鍵盤子程序如圖32：32 鍵盤子程序流程圖報警子程序是在當設(shè)定的保溫溫度大于99℃時，當加熱到這個預(yù)設(shè)溫度時，蜂鳴器報警提示水燒開，繼電器斷開，停止加熱，溫度下降，停止報警。報警子程序中響樂用到的頭文件如下：includedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine OSC 12000000 //OSC//定義普通音符演奏的長度分率,每4分音符間隔define MUSIC_SPACE 4/5 sbit music_out=P3^6。//原始頻率表void playm_init_sound(void)。//void playm_interrupt_timer0(void)。 //interrupt 1。 //signature 簽字 Octachord 八度音節(jié)void playm_play_music(uchar *sound,uchar signature,unsigned octachord,uint speed)。33報警子程序流程圖顯示模塊子程序為顯示溫度與當前時間，其主要功能仍為顯示預(yù)設(shè)溫度與當前溫度。首先，從外界感知溫度輸入到溫度傳感器中，讀取溫度值進行存儲，顯示出結(jié)果。然后如此循環(huán)。其流程圖如圖34所示：34顯示子程序流程圖4系統(tǒng)軟件仿真 Protues介紹Protues軟件是Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標電子技術(shù)公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前應(yīng)用廣泛的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者以及從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的工作者的青睞[7]。Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的設(shè)計，是目前世界上將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3ARM、AVR、8086和MSP430等，2010年增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器，本次設(shè)計使用的是Keil編譯器[8]。打開Proteus程序后，進入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中的P(從庫中選擇元件命令)命令，在Pick Devices 左側(cè)窗口中選擇所需元件的關(guān)鍵字，然后放置元件并調(diào)整方向和位置以及參數(shù)設(shè)置，如圖41所示。圖41 Keil uVision4調(diào)試軟件Keil uVision4是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)C語言的語法來開發(fā)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢[9]。Keil uVision4軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，能短期內(nèi)很快就能學(xué)會使用keil uVision4來開發(fā)單片機應(yīng)用程序[10]。調(diào)試過程具體操作如下：單片機的類型選取界面如下圖42所示：圖42在新建Keil項目時選擇AT89C52單片機作為CPU，將源程序?qū)耄凇癘ptions For Target”對話窗口中，選中“Output”選項中的“Create HEX File”，此文件的選取界面如下圖43所示。圖43用Keil編譯后如圖44所示：圖44編譯圖編譯無錯誤，之后開始仿真。 Proteus ISIS的仿真步驟與結(jié)果 Proteus仿真時，單片機需要加載程序。在Proteus ISIS中，選中AT89C52并雙擊鼠標左鍵，對AT89C52進行設(shè)置，設(shè)置單片機時鐘頻率為12MHz，對單片機設(shè)置完畢后就可以開始仿真了。通過Keil與Proteus的聯(lián)合調(diào)試就可以得到滿意的結(jié)果。仿真過程中設(shè)置保溫溫度為60℃，當加熱到100℃時報警表示燒開。然后進入保溫階段，當溫度降到60℃以下時燈亮表示處于加熱狀態(tài)，如圖45所示：圖中顯示溫度降到58℃時，繼電器吸合進入加熱狀態(tài)，燈亮。圖45 仿真圖當溫度超過60℃時，如為62℃燈滅。如圖46所示：當溫度又降回60℃時，燈亮。如圖47所示：圖46仿真圖圖47仿真圖仿真結(jié)果分析：本設(shè)計的目的是為了避免反復(fù)燒開而造成產(chǎn)生對人體有害的重金屬，從而設(shè)置了一種功能：可以讓用戶預(yù)設(shè)適合的溫度，使水溫
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