【正文】 當(dāng)我們已經(jīng)。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真模型的元器件。在對(duì)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(duì)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(xiàng)目中使用的AT89C51，就可以直接輸入。 Proteus 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 窗口程序，和大多數(shù)程序一樣，沒(méi)有太大區(qū)別，其啟動(dòng)界面如圖 51所示： 圖 51 Proteus 啟動(dòng)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(duì)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(yùn)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(diǎn)研究 ISIS模塊的用法，在下面的內(nèi)容中，如不特別說(shuō)明，我們所說(shuō)的 Proteus 軟件特指其ISIS模塊。通過(guò) Proteus軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個(gè)功能齊全、實(shí)用方便的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)，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(dòng)態(tài)顯示程序程序流程圖 進(jìn)入 T1 中斷 第 頁(yè) 32 Proteus仿真軟件介紹 Proteus軟件是 Labcenter Electronics 公司的一款電路設(shè)計(jì)與仿真軟件，它包括ISIS、 ARES等軟件模塊， ARES模塊主要用來(lái)完成 PCB的設(shè)計(jì)，而 ISIS 模塊用來(lái)完成電路原理圖的布圖與仿真。在設(shè)定時(shí)間時(shí)候，對(duì)當(dāng)前需要調(diào)整的設(shè)定值應(yīng)具有閃爍功能，用來(lái)提醒當(dāng)前處于設(shè)置狀態(tài)。 本設(shè)計(jì)采用硬件定 時(shí)和軟件定時(shí)并用的方式，即用定時(shí)器 1 溢出中斷功能實(shí)現(xiàn) 10ms定時(shí)，通過(guò)軟件延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn) 1ms 的定時(shí)。在單片機(jī)中，定時(shí)器功能既可以由硬件（定時(shí) /記數(shù)器）實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件定時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)。當(dāng)掃描頻率在 70Hz 左右時(shí)，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(yùn)算再到鍵盤處理程序中處理，以屏蔽高兩位和低兩位對(duì)程序的影響。本次設(shè)計(jì)中采用軟件方法來(lái)消除按鍵抖動(dòng)，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(shí)間的長(zhǎng)短則是由操作人員的按鍵動(dòng)作決定的，一般為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒。在程序中，將對(duì)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(duì)【 +1】鍵的按下則進(jìn)行累加；同樣對(duì)【 1】鍵按下則進(jìn)行減 1 操作。 第 頁(yè) 28 獨(dú)立按鍵程序設(shè)計(jì) 1） 程序設(shè)計(jì)思路 按鍵接收子程序主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前設(shè)定壓力的調(diào)整。采用增量式算法時(shí)，計(jì)算機(jī)輸出的控制增量 Δu(k)對(duì)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(jì)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(shuō)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(shí)可以改變控制策略來(lái)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(gè)重要的功能：提供反饋控制；通過(guò)積分作用可以消除穩(wěn)態(tài)誤差：通過(guò)微分作用預(yù)測(cè)將來(lái)。 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(yè) 27 3． PID 調(diào)節(jié)程序 本設(shè)計(jì)就是通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的 PID 調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)水壓的恒定，并自動(dòng)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(guò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量，來(lái)控制變頻器輸出電壓的頻率，來(lái)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(dòng)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(duì)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(cè)信號(hào)準(zhǔn)確，有良好的動(dòng)靜態(tài)性能，該軟件按結(jié)構(gòu)化流水設(shè)計(jì)，分為若干功能部分，采用 C 語(yǔ)言編寫。 用 C語(yǔ)言開發(fā)的代碼便于開發(fā)小組計(jì)劃 項(xiàng)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(xiàng)目進(jìn)度 ,后期維護(hù)或升級(jí)所帶來(lái)的影響。 Keil C51語(yǔ)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(yǔ)言環(huán)境下所編寫的 C語(yǔ)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(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Vision）將這些部份組合在一起。 本設(shè)計(jì)所使用的軟件工具如下： ： KeilC51； 語(yǔ)言： C/C++。 第 頁(yè) 24 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)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(guò)調(diào)試各部分程序運(yùn)行正確無(wú)誤后，再進(jìn)行主程序的調(diào)試，看是否能實(shí)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(jì)后，模塊按照功能 的不同連接成整體的電路圖。 第 頁(yè) 23 Flash存儲(chǔ)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(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA端狀態(tài)。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。 RST:復(fù)位輸入。作輸入端時(shí)，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(jí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯門電路。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)， P2亦就收高位地址和其它控制信號(hào)。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 P2口： P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯門 電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 P1口： P1口是一個(gè)帶上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯門電路。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù) 用，在訪問(wèn)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(chǔ)器、全靜態(tài)操作 0HZ— 24MHZ、 32個(gè)可編程 I/O口線、 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 6個(gè)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(shí)， 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(yè) 21 DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸； DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；當(dāng) /CE 為高電平時(shí)，A、 B 均為高阻態(tài)。 第 頁(yè) 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(lái)驅(qū)動(dòng) led 或者其他的設(shè)備 ,用法很簡(jiǎn)單如上圖 ,這里簡(jiǎn)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(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)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(hào)，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(hào)。 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。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(shí)，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(yè) 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(gè) 8路模擬開關(guān) 、 一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)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(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 ADC0809的工作過(guò)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(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)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(hào)，輸出，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，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(yè) 18 IN 026m s b 2 1212 220