基于proteus的簡(jiǎn)單溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、1 課程設(shè)計(jì)二基于proteus的簡(jiǎn)單溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、 課程設(shè)計(jì)要求 本課程設(shè)計(jì)的基本要求是使學(xué)生熟悉掌握 51 系列單片機(jī)的編程方法，學(xué)習(xí)應(yīng)用 proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。 要求同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)易的溫度測(cè)量裝置， 設(shè)計(jì)要求溫 度測(cè)量范圍為 0-120 度，測(cè)量精度為 1 度。有精力的同學(xué)可以將測(cè)溫通道擴(kuò)展為 8 通道（不限 測(cè)溫通道數(shù)目）。要求設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的簡(jiǎn)單溫度測(cè)量系統(tǒng)電路原理圖，實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量系統(tǒng)的 仿真，并最終提交仿真結(jié)果。 設(shè)計(jì)的基本要求：（1）測(cè)量范圍為 0C + 120C，精度為 1C； （2）利用溫度傳感器測(cè) 量某一點(diǎn)環(huán)境溫度； （3）利用 A/D

2、 轉(zhuǎn)換將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)； （4）在 LED 數(shù)碼管上顯 示；（5） Proteus 軟件進(jìn)行仿真。 二、 設(shè)計(jì)思路（僅供參考） 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，溫度傳感器 TC1 輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)差動(dòng)放大到 0 5V,放大器的輸 出送 ADC80C51 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果送單片機(jī)進(jìn)行處理，最后將所測(cè)的溫度在 LED 數(shù) 碼管上顯示。 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 三、相關(guān)設(shè)計(jì)知識(shí) （一）硬件設(shè)計(jì)部分 1、AT89C51 單片機(jī)選擇及特點(diǎn) 由于此設(shè)計(jì)需要編寫程序，需要將程序載入單片機(jī)中，因此單片機(jī)必須具有 足夠多的存儲(chǔ)空間，其具有 8K字節(jié)的 Flash 完全滿足要求。16 位的定時(shí)計(jì)數(shù)器使

3、得讀取數(shù)據(jù) 2 變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)其結(jié)構(gòu)有利于晶振電路和復(fù)位電路的連接。 最重要的是，能夠在掉電狀態(tài) 下保存 RAM 內(nèi)的數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于本設(shè)計(jì)來說，選擇 AT89C51 是最有利的。 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM- Flash Programmable and Erasable Read Only Memory )的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理 器，俗稱單 片機(jī)。AT89C2051 是一種帶 2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器 的單片機(jī)。 單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ) 器制造技術(shù)制

4、造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相 兼容。由于將多功能 8 位 CPUW 閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中 ，ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供。 主要特性 (1) 與 MCS-51 兼容 (2) 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 (3) 32可編程 I/O 線 4) 128X8 位內(nèi)部 RAM 5) 全靜態(tài)工作： 0Hz-24MHz 6) 5 個(gè)中斷源 (7) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 8) 壽命：1000 寫/擦循環(huán) 9) 兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 10) 二級(jí)移序存儲(chǔ)命鎖 7E 3

5、 (11) 可編程串行 UART通道 (12) 低功耗的閑置和掉電模式 (13) 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明 nri o iitxrii 圖 2 AT89C51 弓 I腳電路圖 VCC:供電電壓。 GND 接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開 路雙向 I/O 口，每 腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1 口 的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部 程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以 被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH編程時(shí)，P0 口作為原 碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行 校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必 須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi) 部提供

6、上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 PQ UADI Pfl 4/ALM LT UST VOVP3 0 TXEWM 1 LNTWP1 2 iwfij J TWF14 TIT1 5 TOPJ 7 XTAU XT AL I： vss .M 奇 P0 7/AD7 K Q/MX 睫 I PO VADI F 1 HJfADl 尊）心 BER J1M.7/A1S Fl 4 4TTL門電流。P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為 低電平時(shí)，將 輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的 緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作 為第八位地址接收。 P2

7、口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收 ，輸出 4 個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因 此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部 上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部 程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存 取時(shí)，P2 口輸出地址的高 八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用 內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng) 對(duì)外部八位地址 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行 讀寫時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位 地址信號(hào)和控 制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部

8、 上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電 流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外 部下拉為低電 平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下： 端口引腳 第二功能 P3.0 RXD （串行輸入口） P3.1 TXD （串行輸出口） P3.2 /INT0 （外部中斷 0） P3.3 /INT1 （外部中斷 1） P3.4 T0 （記時(shí)器 0 外部輸入） 5 P3.5 T1 （記時(shí)器 1 外部輸入） P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 /RD （外

9、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程 和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào) RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要 保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高 電平時(shí)間。 ALE/PROG:當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí) ，地址鎖存允許的輸出電 平用于鎖存地址的地位字 節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入 編程脈沖。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期 輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于 定時(shí)目的。然而要注意的 是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE脈沖。如想 禁止 ALE的輸 出可在 SFR8EH地址上置 0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX MOVC

10、旨令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置 位無效。 /PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的 選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ) 器取指期間，每個(gè)機(jī)器周 期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP :當(dāng)/EA 保持低電平 時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000H-FFFFH）,不 管是否有內(nèi)部 程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET當(dāng)/EA 端保 持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH編程期間，此引 腳也用于施加 12V 編程電 源（VPP）。 XTAL1 :反

11、向振蕩放大器的 輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸 入。 XTAL2 :來自反向振蕩器的 輸出。 6 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出 。該反向放大器 可以配置為片內(nèi)振蕩 器。石晶振蕩和陶瓷振蕩 均可采用。如采用 外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng) 器件，XTAL2 應(yīng)不接。有余 輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要 求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 晶振電路 所謂晶振電路即指單片機(jī)的時(shí)鐘電路。該電路通常有內(nèi)部時(shí)鐘電路和外部時(shí)鐘電路。一 般選用前者。單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)反相放大器構(gòu)成的振蕩器。 反相放大器的輸入端為 XTAL1, 輸出端為 XTAL2,

12、吧 XTAL1 和 XTAL2W 外部石英晶體及兩個(gè)電容連接起來可構(gòu)成一個(gè)石英晶體振 蕩器如圖 3-4 所示。時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè) 2 分頻電路。它把晶體振蕩器的頻率 2 分頻后供給片內(nèi)其 他電路。一般電容 C1 和 C 飽到穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。 4 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位時(shí) RESE-m保持 96 個(gè)晶振周期的高電平（即需 8 個(gè)機(jī)器周期）。復(fù)位以后 P0-P3 口輸出高電平，堆棧指針 SP指向 07H,其他特殊功能寄存器和程序計(jì)數(shù)器 PC 青零。只要 RESET 保持高電平，AT89C5 僦會(huì)循環(huán)復(fù)位。RESE晉由高電平變?yōu)榈碗娖揭院螅?單片機(jī)從程序存儲(chǔ)器 0 地址開始執(zhí)行程序。但單片

13、機(jī)復(fù)位部 RA 瞰態(tài)，包括工作寄存器 R0-R7。常見的復(fù)位電路有： 上電復(fù)位電路和上電按鈕復(fù)位電路，在本設(shè)計(jì)中均采用上電按鈕復(fù)位電路，如圖所示： we 0 c I* - II - K RKEQ 7 2.4 復(fù)位電路 2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇 ADC0831 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道帶有串行接口的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已 經(jīng)有很高的普及率。 工作原理 ADC0831 的工作時(shí)序如下圖， ADC0831 的工作過程如下：首先，將 ADC0831 的時(shí)鐘拉 低，再將片選端 CS置低，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換。接下來

14、在第一個(gè)時(shí)鐘的下降沿到來時(shí)， ADC0831 的數(shù)據(jù)輸出端被拉低，準(zhǔn)備輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。從時(shí)鐘的第二個(gè)下降沿到來開始， ADC0831 開始 輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，直到第九個(gè)下降沿為止，共 8 位，輸出的順序從最高位到最低位 3,8,12。 ADC0831 啟動(dòng)程序如下： AD_CONV: SETB CS CLR CLK NOP8 NOP CLR CS NOP NOP SETB CLK NOP NOP CLR CLK NOP NOP SETB CLK NOP NOP MOV R0, #08H 芯片接口說明 CS 1 8 V|N (+)_ 2 7 % (-) 3 6 GND 4 5 Vcc CLK DO 一

15、 VREF 9 -V IN （+）: 接電源正極。 -V IN （-）: 接電源負(fù)極。 -D0 : A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出端 技術(shù)指標(biāo)： -8 位分辨率； -一般功耗為 15mW -轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32us -5V 電源供電時(shí)輸入電壓為 0 5V 之間 四位一體 LED 發(fā)光二極管簡(jiǎn) 稱為 LED。由鐐（Ga）與碑（AS）、磷（P）的化合物制成的二 極管, 當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管 ，在電路及儀器中 作為指示燈，或者組成文 字或數(shù)字顯示。 磷碑化鐐二極管發(fā)紅光， 磷化鐐二極 管發(fā)綠光， 碳化硅二極管發(fā)黃光。 它是半導(dǎo)體二 極管的一種，可以 把電能轉(zhuǎn)化成光能 ；常簡(jiǎn)

16、寫為 LED。發(fā)光二極管與 普通二極管一 樣是由一個(gè) PN 結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng) 給發(fā)光二極管加上正向電 2.5 ADC0831 引腳圖 CS : 片選使能，低電平芯片使能。 VREF : 參考電壓輸入端，接+5V。 GND: 心片參考 0 電位。 CLK : 芯片時(shí)鐘輸入（復(fù)用）。 10 壓后，從 P區(qū)注入到 N 區(qū)的空穴和由 N 區(qū)注入到 P區(qū)的電子，在 PN 結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分 別與 N 區(qū)的電 子和 P區(qū)的空穴復(fù)合， 產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。 不同的半導(dǎo)體材料中電子和 空穴所處的能 量狀態(tài)不同。 當(dāng)電子和空 穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不 同，釋放出的能量 越多，則發(fā)出 的光的波長越短。

17、常用的是發(fā)紅 光、綠光或黃光的二極管。 發(fā)光二極管的 核心部分是由 P型半導(dǎo)體和由 N 型半導(dǎo)體組成的晶片， 在 P型半導(dǎo)體 和 N 型半導(dǎo)體 之間有一個(gè)過渡層，稱為 PN 結(jié)。在某 些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少 數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量 以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn) 換為光能。PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù) 載流子難以注入 ，故不發(fā)光。這種 利用注入式電致 發(fā)光原理 制作的二極管叫發(fā)光 二極管，通稱 LED。 當(dāng)它處于正向工 作狀態(tài)時(shí)（即兩端 加上正向電壓），電流從 LED 陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就 發(fā)出從紫外到紅外不同顏 色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 本次設(shè)

18、計(jì)選用的是四位一體共陽極數(shù)碼管。 這類數(shù)碼管可以分為共陽極和共陰極， 共陽極 就是把所有 LED 的陽極連接到共同節(jié)點(diǎn) com，而每個(gè) LED 的陰極非別為 a、b、c、d、e、f、 g 及 dp；共陰極則是把所有 LED 的陰極連接到共同接點(diǎn) com,而每個(gè) LED 的陽極分別為 a、 b、c、d、e、f、g 及 dp,如下圖所示，圖中的 8 個(gè) LED 分別圖中 a dp 各段對(duì)應(yīng)，通過控制 各個(gè) LED 的亮滅來顯示數(shù)字。 數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 b、 使用電壓：段，小數(shù)點(diǎn)，根據(jù)發(fā)光顏色決定 c、 使用電壓：靜態(tài)：80mA 11 動(dòng)態(tài)：平均電流 4- 5mA 峰值電

19、流：100Ma OP07 放大器介紹 OP07 是一種高精度單片運(yùn)算放大器，具有極低的輸入失調(diào)電壓，極低的失調(diào)電壓溫漂， 非常低的輸入噪聲電壓幅度及長期穩(wěn)定等特點(diǎn)。 可廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、 精密絕對(duì)值電路、 比 較器及微弱信號(hào)的精確放大，尤其適應(yīng)于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器儀表中 6。 OP07 作為一種低噪聲高精度運(yùn)算放大器，特別適合做前級(jí)放大器。 具有以下特點(diǎn)： 1） 低的輸入噪聲電壓幅度一 0.35 VP （0.1Hz 10Hz） 2） 極低的輸入失調(diào)電壓一 10 心 3） 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂一 0.2 V/C 4） 具有長期的穩(wěn)定性一 0.2 V/MO 5） 低的輸入

20、偏置電流一 1nA 6） 高的共模抑制比一 126dB 7） 寬的共模輸入電壓范圍一 土 4V 8） 寬的電源電壓范圍一 土 3V 22V 9） 可替代 725、108A、741、AD510、1875 等電路 3 溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)12 12 溫度測(cè)量電路要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是： 將 0 120 度通過傳感器測(cè)量， 運(yùn)算放大器放大的 0 5V 的電壓信號(hào)。 溫度傳感器選用 Pa-t傳感器，放大器采用 OP07 項(xiàng)大器，溫度信號(hào)輸入采用差動(dòng)放大形 式，放大器輸出為：13 R3 20000 U 0 = U i = - U i =100 U R1 200 即放大倍數(shù)為 100 倍。 在 Proteus 中實(shí)測(cè)

21、放大器輸出數(shù)據(jù)為: 從測(cè)試數(shù)據(jù)來看，本設(shè)計(jì)符合 0 120 0C對(duì)應(yīng)輸出 0 5V 電壓要求。 溫度測(cè)量電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換的目標(biāo)是將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量， 在本例中，選用 ADC0831 串行 A/D 轉(zhuǎn)換芯片做 為溫度測(cè)試系統(tǒng)的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，設(shè)計(jì)電路如圖所示： 溫 度 0 10 20 30 40 50 電 壓 0.00 0.43 0.83 1.24 1.66 2.07 60 70 80 90 100 110 120 2.49 2.91 3.33 3.75 4.17 4.58 5.00 14 LJ1 _- WIN +) V K_-、VIN(-) CLK ONO DO

22、5 ADCO8S1 15 A/D 轉(zhuǎn)換電路 由于設(shè)計(jì)誤差要求為 10C , 10C對(duì)應(yīng)的輸入電壓為（1/120） X 5=0.04167V , 8 位 A/D 轉(zhuǎn) 換芯片的分辨率為1/28 X 5=0.019531V，從而說明選用 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器測(cè)量誤差要小于 1 C 。 另外，之所以選擇串行 的，理由是申行的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，在性能上符合要求。 LED顯示電路設(shè)計(jì) 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 當(dāng)溫度低于 80 度時(shí)，綠燈亮；當(dāng)溫度高于 80 度時(shí)，紅燈亮。 報(bào)警電路 系統(tǒng)整體硬件電路設(shè)計(jì) ai 號(hào)|政 LED 顯示電路 陌WK w 3 叫4T F3.3ffl4i|1 P5.4JTD P3SH1 P3

23、.BAMR 心 RL t pINspINsq q- -sEF.AS? sEF.AS? nDDD DDDD nDDD DDDD AAAA111S1 ：E： + 甲 書登 墮 犯奧# X Q耳 第三步 完成晶振復(fù)位電路：如下圖示: 第四步 繪制 A/D 轉(zhuǎn)換電路，如圖:= r fH4HM 用忌M 心 A Cffi3l 質(zhì)四Bl 曲 CAP E LEC CRT514L LLCN5KEM LEDJTED arar pare ipronjuPiEftrfw AELAY HES HEgratfl 心 2EO1D I99Q D 卜 D dfW卻弟囪三+ +町%隊(duì) 9 書胃 p| L| warn 也叩 ALC

24、IB3I ATESLS1HD2 E?J5 一岫* M Mb b s sg gz z B BI I/占做商9 9C1C1。廠 t t 0P CAFELK CRTWL L=D FEE4 LED-RED OPD? CJ即正 QPrflCDuFlEfiM=M RELAY AES AESFTOCfl FLR I V I I* HI I 1 O - ROW rfWffl 1 !0H D -rZW 0 iti 21 11-MTH JQ2222A FiEbM-LA UDJKTll &133C 引 But W WE皿 Tff 皿 LEDGREEH LED4= C OPpr WWE LluCnuftEAt

25、tKl REIr F & lJ：!SFKK-6 TCK nrr U U= =# #U UI I3 3 皆/9 9A A曹-* * IH4HM 必:心 ADC 回 I ATBXM CAP CAP EK CRYWL UMKEH LEDfED RQ? OFTire ipron)uPiEft+j_w AELAY RES RESratfl 心 - 4DOD mi a i- 22 完成電路連接后，在 Proteus ISIS界面中單擊 Source （源程序），在彈出的下拉菜中單擊 Add/Remove Source Files （添加/移開源程序）選項(xiàng)，如下圖 23 單擊Code Generat

26、ion Tool”（目標(biāo)代碼生成工具）選取 ASEM51。 單擊“New ”按鈕，彈出如圖所示對(duì)話框，在文件名框中輸入新建源程序DiQ閔 H 函三* +知孔AB a 13M J 引L| fH4HM 用忌M 心 A Cffi3l 質(zhì)四Bl 曲 CAP E LEC CRT514L LLCN5KEM LEDJTED arar pare ipronjuPiEftrfw AELAY HES HEgratfl 心 24 IF 割片vm國三牛 國 也 歐 普沒日略 lVSHfarMSL rflM? tlUiSUl cJMLK. t Q - . SM eC fe F*e re OGrWT ?i7*3 J &a

27、mp;BahFnB Iwukm Sniflfccn LjSfMvWK *Cfi UwM OWrtilFK； VSHlir HCL| i_Jfflfar F! |_3消M 陸 Will tJvSHfWPK 珀 JWIPKJt l2JWHfarKEAXE Ljfcl US 5* WUfl Wwff f f f f LaLa Y Y f f t t t LaLa W W f f F F壬 3 3- - 3 3Z Z 1 1 , ,? ? 3 3 3 3- - 3 3 3 3 d d. . J J- - 3 3 S S4 4J J 1 1 3 3 3 3 3 3- - 3 3 3 3 -*羿算霧流嘉霧

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31、 | J 26 將程序敲入其中。如圖: 擊 Source下的“Build All ”編譯結(jié)果在彈出的對(duì)話框中顯示。 如果沒有錯(cuò)誤便成功生成目標(biāo)代 碼” Tem.hex”文件。這樣便成功的將目標(biāo)代碼加載到單片機(jī)中。 27 28 點(diǎn)擊 OK后，點(diǎn)擊左下角仿真按鈕進(jìn)行仿真。 當(dāng)給溫度傳感器輸入 0 度時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)電壓表顯示 0.03V,誤差在 1 度范圍內(nèi)，電壓和溫度測(cè) 量電路的輸出電壓成 10 倍關(guān)系，與此同時(shí)綠色報(bào)警燈亮說明符合設(shè)計(jì)要求， 但 LED 顯示值為 002,如果電路和程序均無錯(cuò)誤 LED 顯示值應(yīng)該為 000,因此說明系統(tǒng)某部分仍存在錯(cuò)誤。29 給溫度傳感器設(shè)置 10 度時(shí)，電壓表顯

32、示值為 0.43V，綠燈亮，仍符合要求。LED 顯示值為 022。 以此類推當(dāng)給溫度傳感器輸入 20,30,40 度時(shí);備一 址=母*心宙/0 0八*0 0。廠*， ftTEeC5l T 聆EIFWEUE. 3P i沖 UEDFEEN UPflED OPO? 0WJ?E irrncflUFlEA+ih RELtfV RES HFMCJCfl iP： 林整說 NEG 心：4 3 曰 I Im mJiJi T Tm m l lllq q u-nM28 31 gdl Mta: Qwagn QclHS Ltvary Tai 國同J -38O1D 399QD 由 | ji I I* . ! M. 1 D

33、 AHHA1IH&. OQ M E BMBM P=U k-cd I2| !|皿成“44 當(dāng)改變溫度傳感器溫度值，使 LED 顯示為 080 時(shí)，綠燈亮。當(dāng) LED 顯示大于 80 度時(shí)，紅燈 亮，此時(shí)報(bào)警指示電路工作正常。 W ivw 理士 Qvagn 5w Qafi TflipWv Sgvim 凈 D a is國三中m s tt SEI IH4D01 心 A Cffi3l CAPELE 匚 CRT514L LLOflEEN Lil：訐 ED arar pare ipronjuPiEftrfw AELAY HES HESITOifl 心 | | I，| II | . Q AHHA1IH

34、&. QI P=U Isd I 幃| JUXQD Z 0 卜 32 4 結(jié)果分析 根據(jù)仿真結(jié)果可以看出，溫度測(cè)量電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路以及報(bào)警燈電路均顯示正常，只 有 LED 顯示結(jié)果與理論值有誤差，正常情況下 LED 上顯示值和溫度傳感器輸入值是一樣的， 然而仿真時(shí)，0 度對(duì)應(yīng)的是 002 , 1 度對(duì)應(yīng)的是 004, 10 度對(duì)應(yīng)的是 022 ,顯示數(shù)以 2 為基準(zhǔn)跳 變。因此我首先想到的是程序問題，在程序中加一個(gè)除 2 的語句，但 LED 顯示仍無大變化。 因此造成 LED 顯示錯(cuò)誤可能有其他原因， 經(jīng)過分析造成誤差的原因可能有以下幾點(diǎn)： 1. 2. 3. 4. 0 IIIII

35、I JUXQD Z 0 r- s si is s - -Z Zu us s / /A A * * C CD D_ _P P * * t t | | I* | II | o 柯AHHAllHt OQQI 33 SfflIM P=U kxd IW| 33 四、結(jié)論 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中， 對(duì)溫度控制系統(tǒng)的要求， 主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變 化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對(duì)系統(tǒng)的快速性要求不高。 在論文中簡(jiǎn)單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)過程及實(shí)現(xiàn)方法。本系統(tǒng)的測(cè)溫范圍為 0C 120C,溫度檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度 范圍完成一定范圍的溫度控制。 本次設(shè)計(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)主要有 AT89C51 和 A/

36、D 轉(zhuǎn)換器及溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)功能的并通過 proteus 軟件進(jìn)行仿真。因此需要通過查閱資料來了解這些器件的基本結(jié)構(gòu)， 主要功能和注意 事項(xiàng)等等。通過了解器件，在觸類旁通之下，能夠知道與所選器件相似的器件， 比較彼此之間 的優(yōu)缺點(diǎn)，來確定設(shè)計(jì)選擇的器件是否合適， 如何更好的利用器件的特點(diǎn)成為了本次設(shè)計(jì)重要 的一方面。在確定了器材之后，如何利用使之最大限度的體現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能， 完成設(shè)計(jì)目標(biāo)，這 又是需要花大量時(shí)間去思考的。 在設(shè)計(jì)完成之后，設(shè)計(jì)合理的程序和通過仿真軟件模擬仿真， 又再一次檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)的成果。 整個(gè)設(shè)計(jì)從確定題目， 到尋找相關(guān)資料，再到選擇合適的器件， 接著對(duì)電路圖的繪制， 程序的 編

37、寫，仿真的進(jìn)行，最終調(diào)試。一步步走過來，一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)步，花了大量的時(shí)間和精力，而成 果也是喜人的。 經(jīng)過一段時(shí)間的方案論證、 系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)、 系統(tǒng)的調(diào)試。查閱了大量的關(guān)于傳 感器、單片機(jī)及其接口電路、以及控制方面的理論。經(jīng)過了一番特殊的體驗(yàn)后，經(jīng)歷了失敗的 痛苦，也嘗到了成功的喜悅。第一次靠用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)來解決問題。 檢查了自己的知識(shí)水平， 使我對(duì)自己有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅鍛煉自己分析問題、 處理問題的能力， 還提高了自己的動(dòng)手能力。 但由于時(shí)間有限，本次設(shè)計(jì)過于簡(jiǎn)單，未能實(shí)現(xiàn)其他功能，如語音報(bào)警、鍵盤控制等。 34 五參考文獻(xiàn) 1 張建波，韓松.淺談溫度測(cè)量發(fā)展

38、史J. 測(cè)量技術(shù)，2001 ,14-15 2 陳慕君,唐慧剛，劉其，袁富娟 基于 AT89C5 俚片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) J.科技信息 009(14) 3 張靖武，周靈彬.單片機(jī)系統(tǒng) PROTEUS 計(jì)與仿真M.北京：電子工業(yè)出版社， 2007 4 周潤景，張麗娜.基于 proteus 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 M.北京：北京航空航天 大學(xué)出版社，2006 5 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ，2008 6 田鑫.OP07 功率放大器J. 武漢理工大學(xué)，2009, 5-6 7 吉武慶，耿凡娜.基于單片機(jī)溫度測(cè)溫系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) J.科技信息 2008, (16):395-

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