【正文】 那么我們就不能夠用該元器件進(jìn)行仿真了，或者我們只能做它的 PCB板，或者我們選擇其他的與其功能類似而且具有仿。在對話框的右側(cè)，我們還能夠看到我們選擇的元器件的仿真模型、引腳以及 PCB參數(shù)。在對話框中的“Keywords” 里面輸入我們要檢索的元器件的關(guān)鍵詞，比如我們要選擇項目中使用的AT89C51，就可以直接輸入。 Proteus 是一個標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 窗口程序，和大多數(shù)程序一樣，沒有太大區(qū)別，其啟動界面如圖 51所示： 圖 51 Proteus 啟動界面 如圖中所示，區(qū)域 ① 為菜單及工具欄，區(qū)域 ② 為預(yù)覽區(qū)，區(qū)域 ③ 為元器件瀏覽區(qū)，區(qū)域 ④ 為編輯窗口，區(qū)域 ⑤ 為對象拾取區(qū)，區(qū)域 ⑥ 為元器件調(diào)整工具欄，區(qū)域 ⑦ 為運行工具條。 本文中由于我 們主要使用 Proteus 軟件在單片機(jī)方面的仿真功能，所以我們重點研究 ISIS 模塊的用法，在下面的內(nèi)容中，如不特別說明，我們所說的 Proteus 軟件特指其ISIS 模塊。通過 Proteus 軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個功能齊全、實用方便的單片機(jī)實驗室。 保護(hù)現(xiàn)場關(guān) T1中斷 把 DATA1 中數(shù)據(jù)寫到 DATA中 根據(jù) CLK，送位選 COM 端 恢復(fù)現(xiàn)場，開 T1 中斷，恢復(fù) T1初值 返回 四位顯示是否結(jié)束 Y N COM＋ 1 圖 45 LED 動態(tài)顯示程序程序流程圖 進(jìn)入 T1中斷 第 頁 32 Proteus仿真軟件介紹 Proteus 軟件是 Labcenter Electronics 公司的一款電路設(shè)計與仿真軟件，它包括ISIS、 ARES 等軟件 模塊， ARES 模塊主要用來完成 PCB 的設(shè)計，而 ISIS 模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。在設(shè)定時間時候，對當(dāng)前需要調(diào)整的設(shè)定值應(yīng)具有閃爍功能，用來提醒當(dāng)前處于設(shè)置狀態(tài)。 本設(shè)計采用硬件定時和軟件定時并用的方式，即用定時器 1 溢出中斷功能實現(xiàn) 10ms定時，通過軟 件延時程序?qū)崿F(xiàn) 1ms 的定時。在單片機(jī)中，定時器功能既可以由硬件（定時 /記數(shù)器）實現(xiàn)，也可以通過軟件定時程序?qū)崿F(xiàn)。當(dāng)掃描頻率在 70Hz 左右時，能夠產(chǎn)生足夠的圖形和較好的顯示效果。讀取 P0 口的值于（ 11000011）二進(jìn)制數(shù)或運算再到鍵盤處理程序中處理，以屏蔽高兩位和低兩位對程序的影響。本次設(shè)計中采用軟件方法來消除按鍵抖動，具體的鍵盤掃描程序框圖如圖 43 所示。而按鍵穩(wěn)定閉合 時間的長短則是由操作人員的按鍵動作決定的，一般為零點幾秒至數(shù)秒。在程序中，將對當(dāng)前設(shè)定的壓力進(jìn)行調(diào)整，利用【 SET】、【 +1】和【 1】鍵配合使用，每次對【 +1】鍵的按下則進(jìn)行累加；同樣對【 1】鍵按下則進(jìn)行減 1 操作。 第 頁 28 獨立按鍵程序設(shè)計 1） 程序設(shè)計思路 按鍵接收子程序主要是實現(xiàn)對當(dāng)前設(shè)定壓力的調(diào)整。采用增量式算法時，計算機(jī)輸出的控制增量 Δu(k)對應(yīng)的是本次執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的增量。根據(jù)遞推原理可得 )]2()1([)(K1)e (kK1)u(k 1k 0jIP ?????? ?? kekeKje D （ 42） 用式 (41 )減去 (42 )，可得 )]2()1(2)([)()]1()([)( ?????????? kekekeKkeKkekeKku DIP )]1()([)()( ???????? kekeKkeKkeK DIP （ 43） 其中： 1)e(ke(k ) e(k ) ?? 式 (43)稱為增量式 PID 控制算法。本設(shè)計采用 增量式 PID 控制，下面把增量式 PID 控制算法介紹一下： 1) 增量式 PID 控制算法 所謂增量式 PID 是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量 Δu(k)。這里所說的控制策略是數(shù)字 PID 的改進(jìn)算法，如積分分離 PID 控制算法、不完全微分 PID 控制算法、微分先行 PID 控制算法和帶死區(qū)的 PID 控制算法等?？梢造`活的改變 PID 參數(shù)，同時可以改變控制策略來達(dá)到控制目的。 數(shù)字 PID 控制算法通常分為位置式 PID 控制算法和增量式 PID 控制算法。 PID 有幾個重要的功能：提供反饋控制；通過積分作用可以消除穩(wěn)態(tài)誤差：通過微分作用預(yù)測將來。 PID 調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)送 D/A轉(zhuǎn)換器 清標(biāo)志位 M2 為 0 ,(關(guān) M2 電機(jī) ) N N N N Y 第 頁 27 3． PID 調(diào)節(jié)程序 本設(shè)計就是通過單片機(jī)實 現(xiàn)的 PID 調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)水壓的恒定，并自動調(diào)節(jié)水泵的數(shù)量。 2． D/A 轉(zhuǎn)換子程序 其主要任務(wù)是把經(jīng) PID處理過的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量，來控制變頻器輸出電壓的頻率，來控制水泵的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到控制供水壓力的目的。 程序流程圖如下：如圖 42示，變頻器控制 M1 電機(jī)， M2 電動機(jī)由單片機(jī)控制，其標(biāo)志位為 M2。 主程序流程圖 恒壓供水控制器對生活供水、消防供水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，要求軟件具有高可靠性、高穩(wěn)定性、高抗干擾能力，檢測信號準(zhǔn)確，有良好的動靜態(tài)性能，該軟件按結(jié)構(gòu)化流水設(shè)計，分為若干功能部分，采用 C 語言編寫。 用 C 語言開發(fā)的代碼便于開發(fā)小組計劃項目 ,靈活管理 ,分工合作以及后期維護(hù)，基本上可以杜絕因開發(fā)人員變化而給項目進(jìn)度 ,后期維護(hù) 或升級所帶來的影響。 Keil C51 語言編譯工具都是以 ANSLC 作為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)的，因此，一種 C 語言環(huán)境下所編寫的 C語言程序，只需將部分與硬件相關(guān)的地方和編譯連接的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修改 ,就可方便移植到另外一種系列上。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會 到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。Vision）將這些部份組合在一起。 本設(shè)計所使用的軟件工具如下： ： KeilC51； ： C/C++。 第 頁 24 4 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計原理及設(shè)計所用工具 軟件的主要功能是根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，框圖，先制定各部分程序的流程圖，然后再根據(jù)流程圖編寫各部分程序，通過調(diào)試各部分程序運行正確無誤后，再進(jìn)行主程序的調(diào)試，看是否能實現(xiàn)預(yù)期的功能。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端 . 各單元模塊的聯(lián)接 完成各模塊的設(shè)計后，模塊按照功能的不同連接成整體的電路圖。 第 頁 23 Flash 存儲器編程是，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 EA/VPP：外部訪問允許。 RST:復(fù)位輸入。作輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動 4個 TTL 邏輯門電路。 Flash 編程或校驗時， P2 亦就收高位地址和其它控制信號。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 P2口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級可驅(qū)動 4個 TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 P1口： P1 口是一個帶上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動 4個 TTL邏輯門電路。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 AT89C51 引腳圖如圖 313 所示： p 1 . 0p 1 . 1p 1 . 2p 1 . 3p 1 . 4p 1 . 5p 1 . 6p 1 . 7R S Tp 3 . 0p 3 . 1p 3 . 2p 3 . 3p 3 . 4p 3 . 5p 3 . 6p 3 . 7X T A L 1X T A L 2GNDV C Cp 0 . 0p 0 . 1p 0 . 2p 0 . 3p 0 . 4p 0 . 5p 0 . 6p 0 . 7E A /V P PA L EP S E Np 2 . 7p 2 . 6p 2 . 5p 2 . 4p 2 . 3p 2 . 2p 2 . 1p 2 . 01234567891011121314151617181920 2040393837363534333231302827262524232221A T 8 9 C 5 1 圖 313 單片機(jī)引腳圖 主要性能參數(shù)：與 MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全 兼容、 4K字節(jié)可重察寫 Flash 閃速存儲器、全靜態(tài)操作 0HZ— 24MHZ、 32個可編程 I/O 口線、 2個 16位定時 /計數(shù)器、 6個中斷源、低功耗空閑和掉電模式。當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時， 8 位A/D 轉(zhuǎn)換 器 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 8 路 A/D 轉(zhuǎn) 換器 A B C ALE 地址鎖存與譯碼 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC GND 三態(tài)輸出鎖存器 EOC OE VREF(+) VREF() 第 頁 21 DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸； DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；當(dāng) /CE 為高電平時，A、 B 均為高阻態(tài)。 第 頁 20 圖 311 ADC0809 芯片的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 74LS245 介紹 A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19D IR1U?7 4 L S 2 4 5 圖 312 74LS245 引腳圖 74LS245 是我們常用的芯片，用來驅(qū)動 led 或者其他的設(shè)備 ,用法很簡單如上圖 ,這里簡單的給出一些資料，他是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。因ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ，VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 3．內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第 頁 19 表 32 ADC0809 通道選擇 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 ADC0809 由一個 8路模擬開關(guān) 、 一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。直到 A／ D轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 Vcc：電源，單一＋ 5V。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 EOC： A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 IN0～ IN7： 8路模擬量輸入端。 2．外部特性（引腳功能） 第 頁 18 IN 026m s b