【正文】 rters with Serial Control and 11 Analog Inputs．Texas Instruments Incorporated，2002:868915 李光飛．單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)．北京航空航天大學(xué)出版社，200416　李克，吳偉力．智能化溫度檢測(cè)及控溫系統(tǒng)，集美大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) ，1994年01期:444917 Temperature Control Using a Microcontroller．James S．McDonald．Science, 2000:5918 John G，Kassakian．Principles of Power Electronics．Addis on Wesley publishing pany，1991:1015附錄A整體電路連接圖：附錄B程序清單：/*通過(guò)AD0808采集八路電壓，用LCD液晶屏移屏顯示，每屏顯示四路電壓值。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我不僅對(duì)單片機(jī)的知識(shí)領(lǐng)悟的更加的透徹，同時(shí)也對(duì)單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用更加的熟練，感謝學(xué)校能給我這次設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，我在以后的生活會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)。致謝隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，我們的大學(xué)生活也畫上了圓滿的句號(hào)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中我受到了白紅哲老師的悉心教導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助，在這里我對(duì)他們表示衷心的感謝，由于本人學(xué)識(shí)有限，難免有個(gè)別的錯(cuò)誤或者不妥之處，望老師和同學(xué)們見(jiàn)諒。利用PROTEUS與Keil4聯(lián)合仿真對(duì)單片機(jī)八路溫度采集顯示系統(tǒng)進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)，可以極大地簡(jiǎn)化單片機(jī)程序在目標(biāo)硬件上的調(diào)試工作，大幅度節(jié)省制作電路板的時(shí)間，對(duì)于提高產(chǎn)品的開發(fā)效率、降低開發(fā)成本等有重要作用。報(bào)警電路采用紅色發(fā)光二極管閃爍報(bào)警和蜂鳴器聲響報(bào)警，由于紅色能更加引起人們的警覺(jué)，所以報(bào)警電路的應(yīng)用能更好的減少了生產(chǎn)工業(yè)方面由于溫度過(guò)高或過(guò)低而未能及時(shí)控制帶來(lái)的損失。前四路溫度后四路溫度圖41結(jié)論本設(shè)計(jì)采用ADC0809作模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用AD590作溫度傳感器，硬件與軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，外圍電路價(jià)格便宜，可以在一塊電路板上實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，液晶顯示器可同時(shí)將四路溫度顯示出來(lái)，過(guò)一段時(shí)間再顯示另外四路，當(dāng)我們調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，顯示溫度隨著采集到阻值的變化立馬變換，能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的顯示每一路溫度值，顯示效果良好，可視性好，如圖41所示。按Ctrl+S保存設(shè)計(jì)。首先打開Proteus ISIS，完成系統(tǒng)電路原理圖的繪制，電路原理圖見(jiàn)附錄。在彈出的Options for Target ‘Target 1’對(duì)話框中選擇Output選項(xiàng)卡，選中Create HEX File復(fù)選框以生成Proteus所需的十六進(jìn)制文件，然后單擊“OK”按鈕。在Keil4中是以工程的方式對(duì)文件進(jìn)行管理，為此需要將相關(guān)的目標(biāo)文件加入到工程之中。在Keil的編輯器里編寫源代碼，其源程序見(jiàn)附錄。本設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編寫程序，故輸入擴(kuò)展名為“.c”。單擊“保存”，在彈出的Select Device for Target ‘Target 1’對(duì)話框中雙擊Data base框中的Atmel選項(xiàng)，選擇AT89C51單片機(jī)，按“確定”后，在隨后彈出的μ Vision4的對(duì)話框中選擇“是”。在不需要硬件設(shè)備投入的情況下，Proteus 軟件可以建立完整的電子學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，縮短研發(fā)周期，并且降低開發(fā)成本[14]。 PROTEUS軟件簡(jiǎn)介Proteus軟件是來(lái)自英國(guó)Labcenter electronics 公司的EDA 工具軟件，Proteus 軟件有近20年的歷史，在全球廣泛使用。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。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。第四章 仿真 仿真軟件簡(jiǎn)介 Keil軟件簡(jiǎn)介單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。用戶自編成的字符或圖形存儲(chǔ)器。BF=1，LCM處于忙狀態(tài)；BF=0，LCM處于空閑狀態(tài)。F=1，選擇510點(diǎn)陣；F=0，選擇57點(diǎn)陣。N=1，選擇使用4行顯示器；N=0，選擇使用兩行顯示器。DL=1，有效位為8位；DL=0，有效位為4位。R/L=1，向右移動(dòng)；R/L=0，向左移動(dòng)。R/L=1，向右移動(dòng)；R/L=0，向左移動(dòng)。S/C=1，選擇顯示器移位；S/C=0，選擇光標(biāo)移位。B=1，光標(biāo)閃爍ON；B=0，光標(biāo)閃爍OFF。C=1，光標(biāo)ON；C=0，光標(biāo)OFF。D=1，顯示器ON；D=0，顯示器OFF。I/D=1，選擇加1模式；I/D=0，選擇減1模式。軟件流程圖如圖34所示。LCD字符型顯示器模塊的詳細(xì)指令如表31所示[11]。對(duì)LCM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫操作，可以修改當(dāng)前地址中顯示字符。單片機(jī)等主控制系統(tǒng)對(duì)LCM（LCD顯示器模塊）的指令寄存器寫操作，可以將“清屏”等控制指令發(fā)送給LCM。單片機(jī)方面需要編寫主程序?qū)DC809的轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進(jìn)行處理和通過(guò)定時(shí)器定時(shí)顯示8路（一次分別顯示4路）的程序與對(duì)各子程序的調(diào)用，以及對(duì)預(yù)設(shè)溫度與測(cè)量溫度的比較后報(bào)警和對(duì)電機(jī)等的控制程序。圖33 AD轉(zhuǎn)換流程圖 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 編程前，須設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，～（11位地址范圍為，數(shù)據(jù)從0000H～0FFFFH）P0輸入，、PSEN為低電平，RST保持高電平，EA/VPP引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）。根據(jù)ADC0809的時(shí)序編寫ADC0809的初始化子程序，AD轉(zhuǎn)換子程序。如用EOC信號(hào)去產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，要特別注意EOC的變低相對(duì)于啟動(dòng)信號(hào)有2μs+8個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，要設(shè)法使它不致產(chǎn)生虛假的中斷請(qǐng)求。這樣可以用一條寫指令既選擇模擬通道又啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。微處理器收到變?yōu)楦唠娖降腅OC信號(hào)后，便立即送出OE信號(hào)，打開三態(tài)門，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。系統(tǒng)程序總流程如圖31：圖31 系統(tǒng)總流程圖 AD轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計(jì)ADC0809工作時(shí)序與使用說(shuō)明:ADC0808/0809的工作時(shí)序如圖下圖32所示，當(dāng)通道選擇地址有效時(shí)，ALE信號(hào)一出現(xiàn)，地址便馬上被鎖存，這時(shí)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)緊隨ALE之后(或與ALE同時(shí))出現(xiàn)。各個(gè)模塊高聚合、模塊之間低耦合，只要模塊之間確定了參數(shù)遞的接口，不管那個(gè)模塊內(nèi)部的改動(dòng)，均不會(huì)影響其他模塊，從而使件產(chǎn)品的生產(chǎn)更加靈活。圖211 串行通信電路第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)硬件部分設(shè)計(jì)制作完成后，關(guān)鍵是程序的編寫。為提高本系統(tǒng)的可操作性和控制的靈活性和實(shí)時(shí)性，需要進(jìn)行上位機(jī)通信，即通過(guò)串行口將數(shù)據(jù)送到PC機(jī)進(jìn)行顯示，同時(shí)PC也可以將數(shù)據(jù)和指令等傳送到單片機(jī)，使單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行處理。MAX232外圍需要4個(gè)電解電容CCCC4，是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電容，其取值均為1μF/25V，宜選用鉭電容并且應(yīng)盡量靠近芯片。MAX232芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把輸入的+5V電源變換RS232C輸出電平所需177。MAX232芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗、單電源、雙RS232發(fā)送/接收器。MAX232芯片可以完成電平轉(zhuǎn)換[11]。，保護(hù)地即屏蔽地；信號(hào)地是RS232C所有信號(hào)公共參考點(diǎn)的地。在數(shù)據(jù)通信設(shè)備復(fù)位清除發(fā)送信號(hào)之前，請(qǐng)求信號(hào)不能重新發(fā)生。在雙工系統(tǒng)中，該信號(hào)的置位條件保持?jǐn)?shù)據(jù)通信的設(shè)備處于發(fā)送方式。同樣，在接收數(shù)據(jù)信息的間隔期間或無(wú)信息傳輸時(shí)，該信號(hào)應(yīng)為“1”。在發(fā)送數(shù)據(jù)信息的間隔期間或無(wú)數(shù)據(jù)信息發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE保持該信號(hào)為“1”。對(duì)于異步通信，傳輸?shù)拇形粩?shù)據(jù)信息的單位是字符。RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口上的信號(hào)線基本上可分為四類：數(shù)據(jù)信號(hào)(4根)、控制信號(hào)(12根)、定時(shí)信號(hào)(3根)和地(2根)。RS 232C是是位串行方式，這是微機(jī)系統(tǒng)中最通用的格式。RS 232C標(biāo)準(zhǔn)定義了25根引線，對(duì)于一般的雙向通信，只需使用串行輸入RXD，串行輸出TXD 和地線GND。 RS232C標(biāo)準(zhǔn)RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)正式公布的，在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線。通過(guò)對(duì)8250 的初始化編程，可以控制串行數(shù)據(jù)傳送格式和速度。同步通信適用于傳送速度高的情況，其硬件復(fù)雜而異步通信應(yīng)用于傳送速度在50到19200波特之間，是比較常用的傳送方式在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀傳送的，每一串行幀的數(shù)據(jù)格式由一位起始位，5～8位的數(shù)據(jù)位，一位奇偶校驗(yàn)位(可省略)和一位停止位四部分組成，在串行通信前，發(fā)送方和接收方要約定具體的數(shù)據(jù)格式和波特率(通信協(xié)議)。圖210控制電路 串行口上位機(jī)通信模塊設(shè)計(jì)串行通信是指通信的發(fā)送方和接收方之間數(shù)據(jù)信息的傳輸是在單根數(shù)據(jù)線上，以每次一個(gè)二進(jìn)制位移動(dòng)的它的優(yōu)點(diǎn)是只需一對(duì)傳輸線進(jìn)行傳送信息，因此其成本低，適用于遠(yuǎn)距離通信，它的缺點(diǎn)是傳送速度低。圖29 報(bào)警電路 控制單元設(shè)計(jì)，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光，三極管導(dǎo)通，然后驅(qū)動(dòng)下一個(gè)三極管使之導(dǎo)通，線圈導(dǎo)通后繼電器觸點(diǎn)接通從而接通通風(fēng)機(jī)或電熱爐。二級(jí)管采用紅色，色澤鮮明，更加容易引起人員注意，加上蜂鳴器的響聲，警示作用更加明顯。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，八路溫度都在限定溫度范圍之內(nèi)，連接發(fā)光二極管和蜂鳴器的兩端口同時(shí)輸出低電平，由于在發(fā)光二極管和蜂鳴器的另一端都接地，所以發(fā)光二極管處于熄滅狀態(tài)，蜂鳴器不鳴響；當(dāng)八路溫度有一路或幾路超過(guò)上限或者下限時(shí)，連接發(fā)光二極管和蜂鳴器的兩個(gè)端口同時(shí)由低電平向高電平跳變，后又由高電平跳到低電平，并循環(huán)此動(dòng)作，來(lái)發(fā)出一個(gè)高低電平循環(huán)跳變的脈沖波，使紅色發(fā)光二極管閃爍并且蜂鳴器發(fā)出聲音。LCD1602與單片機(jī)的連接圖，如下圖27所示：圖27 LCD1602與單片機(jī)連接圖 顯示按鍵電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的按鍵電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，由于是對(duì)糧倉(cāng)的溫度進(jìn)行控制，報(bào)警的溫度和溫度上下限是確定的，故沒(méi)有設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜的電路，只設(shè)計(jì)了一個(gè)LCD顯示啟動(dòng)電路。8. 第15引腳為背光源正極。6. E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。5. R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。3. VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度。LCD1602主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量為162個(gè)字符；～；（）；；LCD1602各引腳接口說(shuō)明如下表所示:表22 LCD1602引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極1. VSS為地電源。圖26 單片機(jī)最小系統(tǒng)顯示電路本設(shè)計(jì)采用LCD1602作為顯示器件，與采用數(shù)碼管相比，硬件連接和軟件調(diào)試上都由優(yōu)勢(shì)，只要把要顯示的內(nèi)容放進(jìn)液晶模塊的顯示存儲(chǔ)器里面就可以直觀的顯示出指定的內(nèi)容，操作方便，且本設(shè)計(jì)是要做八回路若應(yīng)用數(shù)碼管LED顯示的話數(shù)量要求過(guò)大，成本過(guò)高，故綜合以上因素我們選擇LCD作為顯示器件。當(dāng)晶體振蕩頻率為12MHz時(shí)，RC的典型值為C=10μF，R=。MCS51系列單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式?！?4MHz之間選擇。時(shí)鐘又是時(shí)序的基礎(chǔ)，時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，即內(nèi)部方式和外部方式。對(duì)MCS51系列的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路等，最小系統(tǒng)是保證單片機(jī)正常運(yùn)行所必須的外圍電路設(shè)計(jì)，如果沒(méi)有這部分電路，單片機(jī)則不能正常工作。所謂上電復(fù)位，是指計(jì)算機(jī)上電瞬間，要在RST引腳上出現(xiàn)寬度大于10ms三萬(wàn)正脈沖，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn)，上電時(shí)+5V電源經(jīng)R對(duì)C3充電，C3上電壓建立的過(guò)程就是負(fù)脈沖的寬度，經(jīng)倒相后，RST上出現(xiàn)正脈沖使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。51系列單片機(jī)的復(fù)位（RST）引腳只要出現(xiàn)10ms以上的高電平，單片機(jī)就會(huì)實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后程序的入口地址為0000H，單片機(jī)工作在寄存器0組，堆棧在片內(nèi)RAM的08H單元建立，P0~P3口輸出全為1，中斷系統(tǒng)禁止工作。此時(shí)復(fù)位信號(hào)有效，使微機(jī)系統(tǒng)重新恢復(fù)正常運(yùn)行。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，復(fù)位信號(hào)撤除，微機(jī)電路開始工作。一般微機(jī)電路工作需要供電電源為5V177。為確保系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，復(fù)位電路是必不可少的一部分。指令周期以機(jī)器周期為單位。其周期也成為時(shí)鐘周期（或則狀態(tài)周期）。51系列單片機(jī)片內(nèi)含有一個(gè)的反向放大器，通過(guò)XTALXTAL2外接反饋元件的晶體便成為自激振蕩器，晶體成感性，與CC2構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路，振蕩器的振蕩頻率主要取決于晶體；電容的值則是微調(diào)作用，通常取30pF左右。工作電壓范圍寬()，全靜態(tài)工作，工作頻率寬，在0Hz24Hz內(nèi)，工作頻率比8751/87C51等51系列的6MHz12MHz更具靈活性，系統(tǒng)能快能慢。只要程序長(zhǎng)度小于4K，四個(gè)I/O口全部提供給用戶。它與MCS51系列單片機(jī)在引腳和指令系統(tǒng)上完全兼容，不僅可以完全代替MCS51系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具備許多MCS51系列產(chǎn)品沒(méi)有的功能。：振蕩器反相放大器的輸入端[5]。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件使用12V編程電壓Vpp。需注意的是：如果加密位LB1被編成，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。