【正文】 0E6H， 0EDH， 0FDH， 87H DB 0FFH， 0E7H， 0F7H， 0FCH， 0B9H， 0DEH， 0F9H， 0F1H DB 00H， 73H， 40H， 63H， 5CH DL10MS: MOV 6BH,0FFH 。延時(shí) 10MS子程序 DL: DJNZ 6BH,DL RET 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁(yè) 共 62 頁(yè) 5 EDA軟件 proteus 簡(jiǎn)介 作為一名電子類(lèi)工科畢業(yè)生，不會(huì)使用 EDA軟件將是不敢想象的，在完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要使用了 proteus(硬件仿真 )和 8051IDE(軟件仿真 )兩個(gè) EDA軟件，故在下面對(duì)其作簡(jiǎn)要介紹； EDA 軟件 proteus簡(jiǎn)介 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具?？梢苑抡?51 系列、 AVR， PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如 LCD， RAM， ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)， LED， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件， ...） 。 Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 1. proteus 的工作過(guò)程 運(yùn)行 proteus 的 ISIS 程序后，進(jìn)入 該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置 view 菜單下的捕捉對(duì)齊和 system下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過(guò)工具欄中的 p(從庫(kù)中選擇元件命令 )命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線(xiàn)，編寫(xiě)程序；在 source 菜單的 Definecode generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在 source 菜單的 Add/remove source files 命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序；通過(guò) debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。 2. Proteus 軟件所提供的元件資源 Proteus 軟件所提供了 30 多個(gè)元件庫(kù)，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。 3. Proteus 軟件所提供的儀表資源 對(duì)于一個(gè)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)室，測(cè)試的儀器儀表的數(shù)量、類(lèi)型和質(zhì)量，是衡量實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵因素。在 Proteus 軟件包中，不存在同類(lèi)儀表使用數(shù)量的問(wèn)題。 Proteus 還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線(xiàn)路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似但功能更 多。 4. Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段 Proteus 提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試， Proteus 提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。 對(duì)于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行 debug 菜單下的 execute 菜單項(xiàng)或 F12 快捷鍵啟動(dòng)執(zhí)行，用debug菜單下的 pause animation 菜單項(xiàng)或 pause 鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行；或用 debug 菜單下的 stop 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè) 共 62 頁(yè) animation 菜單項(xiàng)或 shiftbreak 組合鍵停止系統(tǒng)的運(yùn)行。其運(yùn)行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行。對(duì)于軟件的分步調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行 debug 菜單下的 start/restart debugging 菜單項(xiàng)命令，此時(shí)可以選擇 stepover 、 step into 和 step out 命令執(zhí)行程序 (可以用快捷鍵 F F11 和 ctrl+F11)，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了 start / restart debuging 命令后，在 debug 菜單的下面要出現(xiàn)仿真中 所涉及到的軟件列表和單片機(jī)的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)試時(shí)分析和查看。 proteus使用指南 下面將簡(jiǎn)要介紹一下 Proteus的使用。在這里，我用的 Proteus版本是 Proteus sp3 Professional。 Proteus 6 Professional界面簡(jiǎn)介 安裝完 Proteus后，運(yùn)行 ISIS 6 Professional，會(huì)出現(xiàn)以下圖 ： 圖 proteus原理圖編輯窗口 為了方便介紹，我分別對(duì)窗口內(nèi)各部分進(jìn)行 中文說(shuō)明（見(jiàn)上圖 ）。下面簡(jiǎn)單介紹各部分的功能： 1．原理圖編輯窗口（ The Editing Window）：顧名思義，它是用來(lái)繪制原理圖的。藍(lán)色方框內(nèi)為可編輯區(qū)，元件要放到它里面。注意，這個(gè)窗口是沒(méi)有滾動(dòng)條的，你可用預(yù)覽窗口來(lái)改變?cè)韴D的可視范圍。 2．預(yù)覽窗口（ The Overview Window）圖 ：它可顯示兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是：當(dāng)你在元件列表中選 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁(yè) 共 62 頁(yè) 擇一個(gè)元件時(shí)，它會(huì)顯示該元件的預(yù)覽圖；另一個(gè)是，當(dāng)你的鼠標(biāo)焦點(diǎn)落在原理圖編輯窗口時(shí)（即放置元件到原理圖編輯窗口后或在原理圖編輯窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)后）， 它會(huì)顯示整張?jiān)韴D的縮略圖，并會(huì)顯示一個(gè)綠色的方框，綠色的方框里面的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖窗口中顯示的內(nèi)容，因此，你可用鼠標(biāo)在它上面點(diǎn)擊來(lái)改變綠色的方框的位置，從而改變?cè)韴D的可視范圍。后或在原理圖編輯窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)后），它會(huì)顯示整張?jiān)韴D的縮略圖，并會(huì)顯示一個(gè)綠色的方框，綠色的方框里面的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖窗口中顯示的內(nèi)容，因此，你可用鼠標(biāo)在它上面點(diǎn)擊來(lái)改變綠色的方框的位置，從而改變?cè)韴D的可視范 圖 proteus預(yù)覽窗口 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 62 頁(yè) 3．模型選擇工具欄（ Mode Selector Toolbar）： 主要模型（ Main Modes）： 1* 選擇元件（ ponents）（默認(rèn)選擇的） 2* 放置連接點(diǎn) 3* 放置標(biāo)簽（用總線(xiàn)時(shí)會(huì)用到） 4* 放置文本 5* 用于繪制總線(xiàn) 6* 用于放置子電路 7* 用于即時(shí)編輯元件參數(shù) （先單擊該圖標(biāo)再單擊要修改的元件） 配件（ Gadgets）： 1* 終端接口（ terminals）：有 VCC、地、輸出、輸入等接口 2* 器件引腳：用于繪制各種引腳 3* 仿真圖表（ graph）：用于各種分析，如 Noise Analysis 4* 錄音機(jī) 5* 信號(hào)發(fā)生器（ generators） 6* 電壓探針：使用仿真圖表時(shí)要用到 7* 電流探針：使用仿真圖表時(shí)要用到 8* 虛擬儀表：有示波器等 2D圖形（ 2D Graphics）： 1* 畫(huà)各種直線(xiàn) 2* 畫(huà)各種方框 3* 畫(huà)各種圓 4* 畫(huà)各種圓弧 5* 畫(huà)各種多邊形 6* 畫(huà)各種文本 7* 畫(huà)符號(hào) 8* 畫(huà)原點(diǎn)等 4．元件列表（ The Object Selector）： 用于挑選元件（ ponents）、 終端接口（ terminals）、 信號(hào)發(fā)生器（ generators）、 仿真圖表（ graph）等。舉例，當(dāng)你選擇 “元件（ ponents） ”，單擊 “P”按鈕會(huì)打開(kāi)挑選元件對(duì)話(huà)框，選擇了一個(gè)元件后（單擊了 “OK”后），該元件會(huì)在元件列表中顯示， 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39 頁(yè) 共 62 頁(yè) 以后要用到該元件時(shí)，只需在元件列表中選擇即可。 5．方向工具欄（ Orientation Toolbar）： 旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)角度只能是 90的整數(shù)倍。 翻轉(zhuǎn)：完成水平翻轉(zhuǎn)和垂直翻轉(zhuǎn)。 使用方法：先右鍵單擊元件，再點(diǎn)擊（左擊）相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)。 6．仿真工具欄 仿真控制按鈕 : 1* 運(yùn)行 2* 單步運(yùn)行 3* 暫停 4* 停止 操作簡(jiǎn)介 ：繪制原理圖要在原理圖編輯窗口中的藍(lán)色方框內(nèi)完成。原理圖編輯窗口的操作是不同于常用的 WINDOWS應(yīng)用程序的，正確的操作是：用左鍵放置元件；右鍵選擇元件；雙擊右鍵刪除元件；右鍵拖選多個(gè)元件；先右鍵左鍵編輯元件屬性；先右鍵后左鍵拖動(dòng)元件；連線(xiàn)用左鍵，刪除用右鍵；改連接線(xiàn)：先右擊連線(xiàn)，再左鍵拖動(dòng)；中鍵放縮原理圖。 ：有三個(gè)個(gè)實(shí)現(xiàn)途徑，一是用 PROTEUS VSM SDK開(kāi)發(fā)仿真模型，并制作元件；另一個(gè)是在已有的元件 基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，比如把元件改為 bus接口的；還有一個(gè)是利用已制作好（別人的）的元件，我們可以到網(wǎng)上下載一些新元件并把它們添加到自己的元件庫(kù) 里面。 ：用一個(gè)子電路可以把部分電路封裝起來(lái)，這樣可以節(jié)省原理圖窗口的空間。 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 40 頁(yè) 共 62 頁(yè) 6 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程及分析 上述各模塊建立起來(lái)后，就可以進(jìn)行調(diào)試了。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，是一個(gè)很重要的步鄹。硬件調(diào)試和軟件調(diào)試并不能完全分開(kāi)，許多硬件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)和糾正的。一般方法是先排除明顯的硬件錯(cuò)誤， 再進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試。 系統(tǒng) 硬件 調(diào)試 在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中總結(jié)了以下幾點(diǎn)感想： 1. 當(dāng)總體方案論證可行后，應(yīng)畫(huà)出詳細(xì)的硬件電路圖； 2. 將整體硬件電路圖按照功能分成幾個(gè)模塊， 以提高系統(tǒng)的成功率和靈活性， 如本設(shè)計(jì)將硬件電路分成了單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊， LED 動(dòng)態(tài)顯示模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，執(zhí)行模塊等； 3. 最好把各模塊焊接到萬(wàn)能焊接板上 ， 也可以把各個(gè)模塊連接到面包板上， 在確認(rèn)各元器件都正常的情況下，對(duì)照電路圖，用 萬(wàn) 用表的短路測(cè)試檔逐一檢查各條連接線(xiàn)，檢查該連接的線(xiàn)是否連上，不該連接的線(xiàn)是否聯(lián)上了，尤其要 注意電源是否短路，這一步雖然簡(jiǎn)單，而且枯燥， 但非常重要；這一步如果做好，硬件問(wèn)題可基本消除； 4. 元器件要選擇通用性強(qiáng)，市場(chǎng)貨源充足的。 其優(yōu)點(diǎn)是：即使某種元器件無(wú)法獲得，也能用其他元器件替代或?qū)﹄娐飞约痈膭?dòng)用其他元器件替代。 系統(tǒng)軟硬件綜合調(diào)試 當(dāng)硬件檢查完畢，確認(rèn)無(wú)誤后，應(yīng)開(kāi)始編寫(xiě)軟件 ，進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試，在進(jìn)行綜合調(diào)試時(shí)也總結(jié)了以下幾點(diǎn)： 1． 在編寫(xiě)軟件之前應(yīng)繪制出程序流程圖，這是程序設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，也是決定成敗的關(guān)鍵； 2． 應(yīng)按照功能 要求，將系統(tǒng)軟件分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，使之軟 件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，簡(jiǎn)捷，流程合理，筆者將軟件系統(tǒng)主要分成主程序，顯示程序，標(biāo)度變換，中斷服務(wù)程序， PID 算法程序等； 3． 為便于調(diào)試，修改和擴(kuò)展，各功能程序模塊應(yīng)實(shí)行模塊化，子程序化； 4． 合理分配系統(tǒng)資源 ，包括 ROM,RAM,定時(shí)計(jì)數(shù)器，中斷源等，其中最關(guān)鍵的是片內(nèi) RAM的分配，當(dāng) RAM 資源分配好后， 最好 列一張 RAM 資源分配表，以備編程查用方便，這一點(diǎn)對(duì)該系統(tǒng)尤為重要，由于在設(shè)計(jì)中運(yùn)用三字節(jié)浮點(diǎn) pid 算法，如不能合理利用 RAM 資源，很可能出現(xiàn)資源不夠用的情況； 5． 當(dāng)軟件編寫(xiě)完畢，就應(yīng)進(jìn)行軟件聯(lián)調(diào)了，在 進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試 時(shí) 最好用“最短程序調(diào)試”法。“最短程序”法就是指最簡(jiǎn)介的主程序 及調(diào)用最少子程序的系統(tǒng)軟件程序。在調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)“最短實(shí)驗(yàn)程序”對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試很有幫助。特別是對(duì)經(jīng)驗(yàn)較少的初學(xué)者，首先在自己的硬件上運(yùn)行“最短程序”，如通過(guò)，說(shuō)明硬件沒(méi)有問(wèn)題；如不能通過(guò)說(shuō)明硬件有問(wèn)題。這 時(shí) 應(yīng)將硬件化 簡(jiǎn) 成 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁(yè) 共 62 頁(yè) 最小系統(tǒng)，排除硬件故障后 再 運(yùn)行“最短程序”。如運(yùn)行通過(guò)，可逐步增加軟件模塊和硬件模塊，反復(fù)實(shí)驗(yàn)； 6． 要 進(jìn) 一步 加強(qiáng)軟件抗干擾能力設(shè)計(jì)。 陜 西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 42 頁(yè) 共 62 頁(yè) 7 結(jié) 束 語(yǔ) 本系統(tǒng)通過(guò) AT89C51 單片機(jī) ，運(yùn)用數(shù)字 PID算法，實(shí)現(xiàn)了爐溫的設(shè)定、采集與控制，并且通過(guò)鍵盤(pán)可以改變 PID 控制算法的參數(shù)，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)的最初要求。 本設(shè)計(jì)利用 MF1226 熱電阻采集爐溫，經(jīng)過(guò)電橋?qū)⒆柚底兓D(zhuǎn)換成電壓的變化從而反映爐溫的變化， 電壓信號(hào)再通過(guò) ADC0809轉(zhuǎn)換變?yōu)閱纹瑱C(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)將溫度的采樣值與設(shè)定值的相減得到兩者的偏差，偏差再經(jīng)過(guò) PID 算法的處理得到系統(tǒng)的控制輸出，從而達(dá)到控制