【正文】 eus作單片機仿真軟件。Proteus可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件代碼級的調試，還可以直接實時動態(tài)地模擬按鈕、鍵盤的輸入，LED液晶顯示的輸出，同時配合虛擬工具如示波器、邏輯分析儀等進行相應的測量和觀測。對于本系統(tǒng)，我們要進行的仿真主要有：① DS18B20是否能正確讀取溫度；② 報警是否正確；③ LCD是否顯示正確；④ 各按鍵功能是否實現(xiàn)?；谝陨系目紤]，我們要在Proteus中調試的步驟為：① 畫好系統(tǒng)的原理圖；② 調入編譯好的HEX文件到單片機，并設晶振為12 MHZ；③ 運行，并設定溫度，LCD中溫度顯示。： Protues仿真圖仿真的結果顯示與輸入相比是正確的，而且也能夠按照要求來報警，說明原理以及程序均能實現(xiàn)目的，這個方案是完全可行的。6 系統(tǒng)的制作與調試系統(tǒng)的應用開發(fā)可分為以下幾個個過程：電路設計，PCB印制板繪制，應用程序的設計，程序和電路的仿真聯(lián)調，單片機應用程序的燒寫，系統(tǒng)脫機運行檢查。最后進行全面檢查，針對出現(xiàn)的問題修正硬件、軟件或總體設計方案。 系統(tǒng)的PCB制作上面介紹的仿真只是在仿真軟件上成功運行，在實際的電路中還有差別，這就要做出實際的電路來調試，電路仿真成功說明自己的設計已經(jīng)接近實際電路，是一步重大的成功。接著才能用軟件Protel99SE設計電路原理圖，成功的畫好原理圖之后才能進行PCB設計。PCB布線有單面板和雙面板，布線單面板難度較大，但是考慮到雙面板焊接的不便，由于軟件自動布線的結果比較雜亂，在調試電路時也很復雜，所以最終采用人工單面板布線的方法。PCB的設計是一門藝術，在布局時還要考慮到實際電路中元器件的擺設，為了電路的美觀。因此，在布局時注意的事項如下：(1) 按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并且使信號盡可能保持一致的方向。(2) 以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。(3) 盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易。(4) 在布線時能走直線時最好不要走彎路，這樣布線不僅美觀，而且促使信號流通。(5) 重量超過15g的元器件應用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應裝在整機的機箱底板上，且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。制作電路板的過程大致如下：(1) 電路PCB打印與印制到電路板。(2) 電路板腐蝕與鉆孔。(3) 元器件的焊接。在把PCB印制到電路板的過程中值得注意的是不能把電熨斗在銅板上熨得太久，否則銅板會被氧化，導致的結果是銅板不能被完全腐蝕，這樣會導致電路短路。同時，還值得一提的是，在安裝元器件時不應該使元器件的引腳留得太長一方面可能會導致電路短路，另一方面有可能使元件的功能不起作用，例如電容，本來可以短線連接的變成長線連接，濾波電容也沒有起到濾波的作用。 硬件調試在印制電路板工作完成之后，根據(jù)設計的步驟就是對硬件電路板進行調試工作，這里將調試的過程及在調試的過程中所遇到的問題提出來進行討論，以便能夠進一步的掌握設計工作的要領。(1) 檢查電路板是否有虛焊、錯焊、漏焊的地方。(2) 確認焊接無誤后，檢查電路板電源，給電路接通電源，大概用手摸一下元器件是否發(fā)熱，有的話，關掉電源，進行再次檢測；沒有的話，則測試所有芯片的VCC端電壓是否達到要求，接地端是否都接地。(3)檢測各個芯片是否有工作電壓并檢測所有元器件的好壞，是否正常工作，導線是否導通等。(4)檢查各個單元電路是否正常工作。這個過程中，電路中所用到的引腳進行信號測試，所使用的工具最好是萬用表。結果發(fā)現(xiàn)了有一處短接，還不小心接反了兩個排阻。當以上檢測都沒有什么問題的時候，就可以燒寫單片機程序，進行整體調試了，調試的結果能達到設計的要求數(shù)據(jù)，硬件設計工作就基本完成了。在調試本系統(tǒng)時，有些問題在仿真軟件上是無法表現(xiàn)出來的。比如本系統(tǒng)LCD顯示的問題，在Proteus上能很清昕地顯示，不過燒到單片機上時，發(fā)現(xiàn)由于LCD顯示模糊，結果發(fā)現(xiàn)是LCD的顯示很模糊，最好加了一個電位器進行調節(jié)之后，顯示就很清晰了。 軟件調試本設計系統(tǒng)的控制程序是采用keil C編程軟件。關于單片機C語言軟件調試，在語句中出現(xiàn)的語法錯誤，該軟件會提示出來，以便于更正。因此，軟件調試主要的工作是檢查頭文件是否正確，是否與單片機的端口地址相匹配。其次，就是檢查初始化程序的正確性，根據(jù)設計的要求定義正確的初始化程序，為后面程序的執(zhí)行做好鋪墊作用。然后就是根據(jù)軟件實現(xiàn)步驟逐個檢查程序的可行性，以及程序的嵌套性是否都能達到設計的要求。接著就要逐個檢查各個IO的定義是否正確，使用函數(shù)時調用的變量類型是否定義正確，已經(jīng)各延時時間是否準確。然后就能進行跟蹤調試了，顯示出來的溫度就會出錯。另外本系統(tǒng)在仿真時蜂鳴器聲音很大，但是實物的聲音就很小，最后再加入一個8050的三極管放大之后聲音就很響亮了。所以軟件的調試也要在硬件上進行再調試，否則，就不能保證系統(tǒng)的正確運行。7 誤差的分析與修正當DSl8820采用12位精度進行轉換時，在55～+125℃℃，但是由于多種因素的影響導致其測量精度在10～85℃℃范圍之內(nèi)(在其他溫度范圍誤差更大)，兩者相差一個數(shù)量級以上。其實任何傳感器都存在著一定的誤差，歸納起來有系統(tǒng)誤差和隨機誤差，對于DSl8820這類高精度的傳感器其隨機誤差通?？梢院雎?，而系統(tǒng)誤差可分為線性誤差和非線性誤差，但隨著新技術新工藝的不斷應用。傳感器本身的非線性誤差已經(jīng)被控制在很小的范圍之內(nèi)，所以我們對DSl8B20進行誤差建模時主要考慮線性誤差。其類型為線性誤差，并隨溫度的上升而誤差增大。為了提高估計精度，對于不同的溫度區(qū)間應采用不同的修正系數(shù)。設該系統(tǒng)的線性誤差模型如下：T=KTγ+C (81)其中，T為測量值，Tγ為真實值，K為隨溫度變化的線性誤差修正系數(shù)，C為誤差補償參數(shù)。建立了DS18B20的誤差模型后，通過試驗來估計誤差模型的參數(shù)。設被估計量X是n維隨機向量，為了得到其估計量。對它進行k次線性觀測得到： (82)其中，Zi是km維觀測向量；Hi是kmn觀測矩陣；Vi是均值為零的km維觀測誤差向量。當kmn時，由于方程的數(shù)目多于未知數(shù)的數(shù)目，因此可以根據(jù)Z來估計X。如果要求選擇X的一個估計，使下列性能指標達到極小。那么，就稱這個估計為X的最小二乘估計。上述最小二乘估計只是一個確定性的求極小值問題。因此可以通過使J(X)對X的梯度等于零的方法來實現(xiàn)。由梯度公式，可得： (83)令上式等于零，則當()為非奇異陣時，可得： (84)上式就是由觀測數(shù)據(jù)Z求的最小二乘估計的表示式。其中是觀測數(shù)據(jù)的Z的線性函數(shù)。將向量Z、矩陣H和矩陣代入之后通過上式計算得到修正系數(shù)和補償參數(shù)：，則能夠根據(jù)T=KTγ+C得出修正值。需要注意的是這個方法只適用于線性區(qū)(10℃~85℃)，而且使用的真實值Tγ必須由更高精度的溫度儀例如MS6506等測量而得，溫度應由恒溫箱控制，由于缺乏相關實驗儀器，所以該修正法未能投入使用。8 結論剛開始將論文任務書拿到手上，我只是對題目有個印象，但是對任務的要求和具體方向都沒有什么認識。后來通過李彩林老師詳細的講解，讓我對整個系統(tǒng)的構造，制作流程和方案選擇的方法都有了初步的認識。起先，在選擇基本方案時候就遇到很多困難，因為這個畢設在網(wǎng)絡和書籍資料有很多不同的方案，但是這些方法對照我的任務要求就有很多達不到的地方，因此需要按照任務要求來選擇、修改、組合各個方案中需要的部分。由于我自身知識技能儲備的不足，在許多方案整合的時候就有極其意外的情況出現(xiàn)，在老師逐步指導和同學的幫助下，通過查閱資料，反復比較試驗，終于把這些問題一一克服。在設計進度沒有進展的時候，在硬件電路達不到仿真效果的時候，在長時間設計煩躁的時候都是很讓人痛苦的。當然有苦也就有樂，每當一項功能實現(xiàn)的時候，內(nèi)心是相當喜悅的。所以說，設計的過程也是我自身完善的過程。這個過程中，我不但學到了相關的知識和技能，更重要的是獨立完成工作的能力大大提高，更培養(yǎng)了我細心、耐心、沉穩(wěn)的工作態(tài)度和分析問題解決問題的研究方法。因為這次是實物設計，在設計過程中考慮得最多的是如何能到達任務書的硬件要求，所以腦子里先入為主加入很多條條框框，再加上自身水平的限制，本來還有很多更好的設計方案沒能在這次畢業(yè)設計中實現(xiàn)。但是作為一個在這個畢設里我已經(jīng)盡力將所掌握的知識運用到畢設里，也是一個值得高興的地方。最后實物運行表明，系統(tǒng)能夠完成多路的溫度采集，檢測、顯示、報警。本次設計的檢測報警系統(tǒng)不僅能滿足各項設計指標，并且具有體積小，結構簡單，價格便宜，準確性高、可擴展能力強等優(yōu)點。謝 辭在四年大學生涯即將結束之際，能夠完成這個畢業(yè)設計，我感到十分高興和自豪。本論文設計在李彩林老師的悉心指導下完成的，在方案選擇、硬件設計和論文撰寫的時候都得到李老師幫助和敦促。我從李老師的指導中感受到了身為人師的責任心和對學生關懷，并學到了設計的整體方法和思路，正是李老師百忙中抽出時間給我的幫助使得我從迷茫中找到解決問題的方向，最終得以完成整個設計。李老師的樂觀和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度將會在以后的工作中繼續(xù)激勵我前行。在此，特別向我們的李老師致以崇高的敬意！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培才能使我具備所需的各種知識技能。同時感謝在這次畢設中給予我?guī)椭耐瑢W們，在與他們的討論和交流中使我的思路更加開闊，他們的支持讓我畢生難忘。最后還要感謝母校對我的教育與培養(yǎng)。感謝學院為我們提供的設施完善的實驗和教學場所，沒有這些設施和場所，我無法完成我的畢業(yè)設計。再次感謝所有在整個畢設期間對我提供過幫助和鼓勵的老師、同學們。感謝各位在百忙之中審閱和評議這篇論文的老師。參考文獻[1] [M].北京：北京航空航天大學出版社，：5～50 [2] 胡偉，[M]. 北京：人民郵電出版社，2003：1～110[3] [J].電子工程師, 2002：20～85[4] [M].南京：東南大學出版社，：1～40[5] [M].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學學報（自然科學版），2003第06期：3～12[6] [M].北京:北京航空航天大學出版社,1998：5～45[7] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2007：10~80[8] [M].北京：北京航空航天大學出版社，2003:1~50[9] [M].成都：電子科技大學出版社，1997：1~250[10] 徐愛鈞,[M].北京：電子工業(yè)出版社,1999：2~30[11] [M].北京：機械工業(yè)出版社：1997：180：1～40[12] ：清華大學出版社，2005：5～175[13] ：數(shù)字部分[M].高等教育出版社，1980：20～150[14] [M]. 北京：電子工業(yè)出版社：：10～90[15] [M].北京：北京航空航天大學出版社，：20～60[16] 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Johnson .et al. Electric circuit analysis [M]. Prentice Hall,1997：1～45附 錄附錄1 主程序includeincludeinclude define uchar unsigned char define uint unsigned intsbit DATA1 = P2^5。 //DS18B20接入口sbit DATA2 = P2^6。sbit DATA3 = P2^7。sbit keyw=P3^0。 //按鍵接口sbit key0=P3^1。 sbit key1=P3^2。sbit key2=P3^3。sbit LED0=P2^0。 //LED接口sbit LED1=P2^1。sbit LED2=P2^2。sbit LED3=P2^3。sbit Buzzer=P3^4。int i=0。float SET[6]={,,}。//設定閥值int H,L。/***********消除鍵盤抖動的延時*********/void kdelay(void){ uchar i,j。 for(i=100。i0。i) for(j=248。j0。j)。}/**********延時子函數(shù)******************/void delay(uint num){ while(num) 。}/**************************************/void init(void) //單片機初始化{ EA=1。 LED0=0。 LED1=1。 LED2=1。 LED3=1。 Buzzer=0。}/*************DS18b20溫度傳感器函數(shù)*********************/Init_DS18B20(void) //傳感器初始化{ uchar x=0。