【正文】 溫度有關的內容，另一部分用于顯示與 DS1302 有關的內容，它們通過按鍵控制模塊來控制顯示 內容。 //文字不動，光標自動右移 ENABLE()。 //顯示器開、光標關、閃爍關 ENABLE()。 //8 位 2 行 5x7 點陣 ENABLE()。 //清屏 ENABLE()。 第四章 系統(tǒng)軟件設計 17 圖 LCD1602 控制命令 其中， 指令 3是通過高低電平來設置 光標和顯示模式 I/D； 指令 4是 高 電平工作 ，低 電平不工作； 指令 5的 D3位為 1時移動文字， 為 0 時移動光標 。 XXX：智能溫度報警系統(tǒng)的軟件設計 16 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 液晶顯示程序設計 設計液晶顯示相關程序之前，我們先要了解 LCD1602 的控制指令。 對于用到的子程序：溫度采集和轉化子程序用于啟動溫度傳感器采集外界溫 度并將溫度值送給單片機用于下一步處理； DS1302 初始化子程序是用于初始化 DS1302 的日歷和時鐘內容；判斷溫度報警子程序是實現(xiàn)判斷溫度是否超過上下限，若超過則會掉用與報警有關的函數(shù)實現(xiàn)報警；切屏控制功能子程序和修改設定功能子程序都屬于系統(tǒng)的控制功能模塊，用于對系統(tǒng)的控制；實時溫度顯示子程序和上下限溫度顯示子程序以及實時時鐘顯示子程序，都是處理需要顯示的數(shù)據(jù)，并顯示在液晶顯示器的相應位置。這些子程序分別是：溫度采集和轉化子程序、 DS1302 初始化子程序、判斷 溫度報警子程序、切屏控制功能子程序、修改設定功能子程序、實時溫度顯示子程序、上下限溫度顯示子程序、實時時鐘顯示子程序。因為本設計所用的主控芯片是 PIC16F877，它是一款8 位的單片機，所以在編寫程序時所用的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度和值域如表 所示。報警模塊的仿真電路連接圖如圖 所示。通過這種形式的循環(huán)報警，來提醒周圍的人溫度超過了限定，需要采取降溫措施來降低溫度。具體的仿真電路如圖 所示。 圖 XXX：智能溫度報警系統(tǒng)的軟件設計 12 圖 時鐘模塊仿真電路連接圖 按鍵控制模塊仿真電路 按鍵模塊的設計主要是用 PIC16F877 單片機 RB口的弱上拉功能來判斷按鍵是否有下。芯片的振蕩源使用 的是外接一個 的晶振 [7]。 本次設計是利用 DS1302 時鐘芯片 的簡單串行接口跟 PIC16F877 單片機進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)課題中增加的實時時鐘內容。月、日、時、分、秒和星期也只有一個與自己對應的數(shù)據(jù)寄存器，都是以 BCD 碼的形式來保存數(shù)據(jù)。 圖 DS18B20 仿真電路連接圖 時鐘模塊仿真電路 DS1302 時鐘芯片 能夠提供 年月日、時分秒和星期 BCD 碼數(shù)據(jù) ， 而且它的時間能夠自動計時增加，能實現(xiàn)自動判斷潤平年同時 可自動調整 年月日 。溫度傳感器 DS18B20 的數(shù)據(jù)輸入和輸出都是通過其數(shù)據(jù)總線 (DQ)引腳傳輸，所以在本設計中 DQ 引腳是與 PIC16F877 的 RC4 引腳相連。 第三章 仿真電路設計 11 溫度采集模塊仿真電路 本設計采用的是半導體數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，它屬于接觸式溫度傳感器能測量的溫度范圍 為 55℃～ +125℃。第 7到第 14 引腳分別與 PIC16F877 的 RD 端口引腳按順序相連。它共有16 個引腳，其第 15和第 16引腳為空腳不需要鏈接，第 7到第 14 引腳為雙向數(shù)據(jù)引腳。 圖 最小系統(tǒng)模塊的仿真電路 液晶顯示模塊仿真電路 LCD1602 簡介 LCD1602 液晶顯示器是一種功耗低、體積小以及具有數(shù)字式接口等優(yōu)點工業(yè)字符型液晶，他能夠顯示出 160 個不同的字符圖形包括字母、數(shù)字、符號等 [6]。時鐘電路本應該使用的是 XT 模式下用震蕩頻率為 4MHz 的XXX：智能溫度報警系統(tǒng)的軟件設計 10 石英晶體和兩個電容構成，但因為是仿真電路，所以可以不用畫出，可直接在加載程序時設定時鐘頻率。 圖 腳的 PIC16F877 引腳全功能圖 設計中的應用 本次設計主要用到 PIC16F877 芯片外圍功能模塊有 RA、 RB、 RC 和 RD 端口， RA 和RD 端口用于與 液晶顯示器相連， RB 端口作為按鍵輸入端， RC端口用于與報警模塊、溫度模塊和時鐘模塊相連。 其外圍由多個功能模塊構成，分別是 5 個位寬不都相同的可編程輸入 /輸出端口模塊、 3個定時器模塊、多通道 10 位分辨率 ADC 模塊、捕捉 /比較 /脈寬調制 CCP1 和 CCP2 模塊和 MSSP 模塊等其他 模塊。以 PIC16F877 設計最小系統(tǒng)模塊，液晶顯示模塊采用 LCD1602來設計，實時時鐘模塊用實時時鐘芯片 DS1302 來實現(xiàn)，用按鍵開關來設計按鍵控制模塊實現(xiàn)對系統(tǒng)的設置控制，報警模塊采用蜂鳴器和發(fā)光二極管（紅光）設計。所以本設計就選用了中 PIC16F877 型號芯片作為本設計的主控芯片。對于本設計因功能比較簡單，所以選擇的芯片價格不需要高，芯片的功能能滿足設計要求即可。以 12 位作為寄存器配置時，分辨率可以達到 ℃。 它能將所測得的溫度值直接轉化為數(shù)字信號，不需要進行 AD轉換，其所能測量的溫度范圍在 55℃ ~125℃。與熱電偶相比，其測量范圍要小，價格也貴。 對于熱電阻溫 度傳感器，其電阻值與溫度的關系也是非線性的，制造商也無法給出標準化的熱敏電阻曲線，同時原件容易老化，電壓值轉化為溫度值比較麻煩。 在本設計中，主要是用 Proteus 7 Professional 版本來仿真本課題軟件系統(tǒng)設計所需的仿真電路，并利用它與用 MPLAB IDE 進行源程序編寫和編譯后生成的 *.hex文件進行聯(lián)調仿真，測試所設計的智能溫度報警軟件系統(tǒng)軟件的是否能夠實現(xiàn)課題所要XXX：智能溫度報警系統(tǒng)的軟件設計 6 求的功能。隨著Proteus 軟件版本的升級，它所支持的單片機系列及型號也在持續(xù)增加。 電路仿真開發(fā)環(huán)境 Proteus 軟件是英國 Lab Center 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真及印制電路板設計軟件，它可以仿真、分析各種模擬電路與集成電 路，同時提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設備，各種虛擬儀器，具有對單片機及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能 [2]。 （ 6） 對源程序進行編譯、調試，最終編譯生成 *.cof 和 *hex 文件。 （ 4） 點擊 New File 新建一個文本編輯窗口，并在其上編寫源程序代碼，完成后保存到指定的目錄下，保存為 *.c 格式。 （ 3） 選擇項目所要保存的目錄以及項目 的名稱，點擊下一步。出現(xiàn)選擇芯片型號的界面，選擇 PIC16F877，再點擊下一步?？捎?*.hex 文件加載到仿真電路中進行聯(lián)調。 MPLAB IDE 可以直接使用匯編語言編寫源程序，也選擇 MPLAB C 編譯器使用 C語言編寫單片機的源程序，或者用 C 語言和匯編語言進行混合嵌入式編寫源程序的代碼。 第五章對設計的系統(tǒng)軟件在仿真電路上進行調試。 第二章介紹設計所需的開發(fā)平臺和設計方案的確定。 3． 對設計的系統(tǒng)軟件與仿真電路進行聯(lián)調測試，驗證所設計的系統(tǒng)軟件的正確性和可行性。 論文主要內容 1． 確定設計方案，熟悉設計所需芯片的 C語言編程。 同時，能夠通過按鍵控制功能實現(xiàn)對上下限溫度和實時時鐘以及日歷的修改設置。 軟件設計的要求 本論文是設計智能溫度報警系統(tǒng)的軟件設計。采用智能溫度報警系統(tǒng)能在危險環(huán)境中實時測量溫度，并在超出警戒溫度值時做出報警，提醒人們做 出相應的措施以控制溫度，這樣不僅 有助于提高產品的質量和效率，同時也有利于生產設備和人身的安全。所以本設計采用 PIC單片機來控制溫度傳感器實時的測量環(huán)境溫度，當溫度超過限制時能及時報警，并且能通過按鍵對報警溫度和日歷時鐘進行設置。智能化和自動化的現(xiàn)代化生產方式能夠減少對人力 資源的浪費，提高產品工藝，以及提高生產安全增加經濟利益等優(yōu)點。 課題背景 隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，為了提高向現(xiàn)代化生產的效率和經濟效益，越來越多的行業(yè)生產都在向智能化和自動化方向發(fā)展。因此所編寫的程序要實現(xiàn)對時鐘芯片的控制，并在液晶上顯示出年、月、日、時、分、秒以及星期。當所采集的溫度超過報警溫度范圍時可以通過蜂鳴器發(fā)聲和 發(fā)光二極管閃爍實現(xiàn)報警。設計目標是，通過專門的編程軟件編寫系統(tǒng)程序并編譯，將編譯結果加載入仿真電路的主控芯片上。 因此研究智能溫度報警系統(tǒng) 有利于對現(xiàn)代化工農業(yè)的標準化生產，以及提高企業(yè)的經濟效益。本課題設計的是基于 PIC 單片機的智能溫度報警系統(tǒng)的軟件，通過選定方案設計出系統(tǒng)軟件，并且在仿真電路上聯(lián)調，測試設計的軟件是否能能夠成功運行。XX大學畢業(yè)設計 XX： 2******* I 智能溫度報警系統(tǒng)的軟件設計 XX 信息工程學院 XX 專業(yè) XX 屆 學號： XXXXXXXX 【摘要】 本文 采用 DS18B20 溫度傳感器作為溫度采集器，以 PIC 單片機為控制核心設計了一款智能溫度報警系統(tǒng)，在此基礎之上還增加了實時時鐘功能，文中 詳細 介紹了使用 Proteus 仿真軟件設計出仿真電路，再跟據(jù)仿真電路通過 MPLAB IDE 集成開發(fā)環(huán)境設計出系統(tǒng)程序 ，最終實現(xiàn)在仿真電路上成功運行所設計的軟件，實現(xiàn)了智能溫度報警，以及通過按鍵實現(xiàn)對報警范圍和時間等參數(shù)進行設置。 【關鍵詞】 DS18B20 PIC16F877 實時時鐘 仿真電路 XXX：智能溫度報警系統(tǒng)的軟件設計 II The software design of intelligent temperature alarm system Abstract： In this paper, DS18B20 temperature sensor as a temperature logger to PIC microcontroller core design of a smart temperature alarm system, on this basis has also increased the realtime clock function. This paper describes the use Proteus simulation circuit simulation software to design, simulate circuits according to talk with MPLAB IDE integrated development environment to design a system program, and ultimately successfully run on circuit design simulation software with intelligent temperature alarm, as well as through Implementation for the alarm button scope and time parameters. Key words： DS18B20 PIC16F877 RealTime Clock Simulation circuit 目錄 III 目錄 引言 ............................................................................................................................................ 1 第一章 緒論 ................................................................................................................................ 3 ........................................................................................................................ 3 ........................................................................................................................ 3 課題意義 .............................................................................................