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課程設(shè)計二 基于proteus的簡單溫度測量系統(tǒng)設(shè)計
一、 課程設(shè)計要求
本課程設(shè)計的基本要求是使學(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)計與仿真。要求同學(xué)們設(shè)計一款簡易的溫度測量裝置，設(shè)計要求溫度測量范圍為0-120度，測量精度為1度。有精力的同學(xué)可以將測溫通道擴(kuò)展為8通道（不限測溫通道數(shù)目）。要求設(shè)計基于單片機(jī)的簡單溫度測量系統(tǒng)電路原理圖，實現(xiàn)溫度測量系統(tǒng)的仿真，并最終提交仿真結(jié)果。
設(shè)計的基本要求：（1）測量范圍為0℃～＋120℃，精度為1℃；（2）利用溫度傳感器測量某一點環(huán)境溫度；（3）利用A/D轉(zhuǎn)換將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；（4）在LED數(shù)碼管上顯示；（5）Proteus軟件進(jìn)行仿真。
二、設(shè)計思路（僅供參考）
根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，溫度傳感器TC1輸出信號經(jīng)信號差動放大到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，最后將所測的溫度在LED數(shù)碼管上顯示。
圖1 系統(tǒng)設(shè)計框圖
三、相關(guān)設(shè)計知識
（一）硬件設(shè)計部分
1、AT89C51單片機(jī)選擇及特點
由于此設(shè)計需要編寫程序，需要將程序載入單片機(jī)中，因此單片機(jī)必須具有
足夠多的存儲空間，其具有8K字節(jié)的Flash完全滿足要求。16位的定時計數(shù)器使得讀取數(shù)據(jù)變得更加簡單，同時其結(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，對于本設(shè)計來說，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器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，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CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。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)可編程閃爍存儲器
（3） 32可編程I/O線
（4） 128×8位內(nèi)部RAM
（5） 全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz
（6） 5個中斷源
（7） 數(shù)據(jù)保留時間：10年
（8） 壽命：1000寫/擦循環(huán)
（9） 兩個16位定時器/計數(shù)器
（10）三級程序存儲器鎖定
（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)振蕩器和時鐘電路
管腳說明
圖2 AT89C51引腳電路圖
VCC：供電電壓。
GND：接地。
P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向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，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。
P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。
P2口：P2口為一個內(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TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，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，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)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。
P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個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（記時器0外部輸入）
P3.5
T1（記時器1外部輸入）
P3.6
/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）
P3.7
/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）
P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。
RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。
ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，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，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是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：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。
/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。
XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。
XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。
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。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，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)的時鐘電路。該電路通常有內(nèi)部時鐘電路和外部時鐘電路。一般選用前者。單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個反相放大器構(gòu)成的振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，吧XTAL1和XTAL2與外部石英晶體及兩個電容連接起來可構(gòu)成一個石英晶體振蕩器如圖3-4所示。時鐘發(fā)生器是一個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C2起到
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RESET需保持96個晶振周期的高電平（即需8個機(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數(shù)器PC清零。只要RESET保持高電平，AT89C51就會循環(huán)復(fù)位。RESET當(dāng)由高電平變?yōu)榈碗娖揭院螅瑔纹瑱C(jī)從程序存儲器0地址開始執(zhí)行程序。但單片機(jī)復(fù)位部RAM狀態(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)計中均采用上電按鈕復(fù)位電路，如圖所示：
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的工作時序如下圖，ADC0831的工作過程如下：首先，將ADC0831的時鐘拉低，再將片選端CS置低，啟動A/D轉(zhuǎn)換。接下來在第一個時鐘的下降沿到來時，ADC0831的數(shù)據(jù)輸出端被拉低，準(zhǔn)備輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。從時鐘的第二個下降沿到來開始，ADC0831開始輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，直到第九個下降沿為止，共8位，輸出的順序從最高位到最低位。
ADC0831啟動程序如下：
AD_CONV: SETB CS
CLR CLK
NOP
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
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： 芯片參考0電位。
· CLK ： 芯片時鐘輸入（復(fù)用）。
· V（+）： 接電源正極。
· V（-）： 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)換時間為32us
· 5V電源供電時輸入電壓為0～5V之間
四位一體LED
發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，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。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(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；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，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。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)合時會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（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，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)計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com，而每個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com，而每個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LED分別圖中a～dp各段對應(yīng)，通過控制各個LED的亮滅來顯示數(shù)字。
數(shù)碼管使用條件：
a、段及小數(shù)點上加限流電阻
b、使用電壓：段，小數(shù)點，根據(jù)發(fā)光顏色決定
c、使用電壓: 靜態(tài)：80mA
動態(tài)：平均電流4—5mA
峰值電流：100Ma
OP07放大器介紹
OP07是一種高精度單片運算放大器，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。可廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密絕對值電路、比較器及微弱信號的精確放大，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。
OP07作為一種低噪聲高精度運算放大器，特別適合做前級放大器。
具有以下特點：
1) 低的輸入噪聲電壓幅度—0.35 μVP-P (0.1Hz ～ 10Hz)
2) 極低的輸入失調(diào)電壓—10 μV
3) 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂—0.2 μV/ ℃
4) 具有長期的穩(wěn)定性—0.2 μV/MO
5) 低的輸入偏置電流—± 1nA
6) 高的共模抑制比—126dB
7) 寬的共模輸入電壓范圍—±14V
8) 寬的電源電壓范圍—± 3V ～± 22V
9) 可替代725、108A、741、AD510、1875 等電路
3溫度測量電路設(shè)計
溫度測量電路要實現(xiàn)的目標(biāo)是：將0～120度通過傳感器測量，運算放大器放大的0～5V的電壓信號。
溫度傳感器選用Pa-t傳感器，放大器采用OP07E放大器，溫度信號輸入采用差動放大形式，放大器輸出為：
即放大倍數(shù)為100倍。
在Proteus中實測放大器輸出數(shù)據(jù)為：
溫度
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
電壓
0.00
0.43
0.83
1.24
1.66
2.07
2.49
2.91
3.33
3.75
4.17
4.58
5.00
從測試數(shù)據(jù)來看，本設(shè)計符合0～120對應(yīng)輸出0～5V電壓要求。
溫度測量電路
A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
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)換芯片做為溫度測試系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換芯片，設(shè)計電路如圖所示：
A/D轉(zhuǎn)換電路
由于設(shè)計誤差要求為1，1對應(yīng)的輸入電壓為（1/120）×5=0.04167V，8位A/D轉(zhuǎn)換芯片的分辨率為×5=0.019531V，從而說明選用8位的A/D轉(zhuǎn)換器測量誤差要小于1。另外，之所以選擇串行的，理由是串行的電路設(shè)計簡單，在性能上符合要求。
LED顯示電路設(shè)計
LED顯示電路
報警電路設(shè)計
當(dāng)溫度低于80度時，綠燈亮；當(dāng)溫度高于80度時，紅燈亮。
報警電路
系統(tǒng)整體硬件電路設(shè)計
整體電路設(shè)計
（二）軟件部分設(shè)計
1 Proteus軟件介紹
Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、AVR、ARM、8086 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。
Proteus與其他單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其他電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)用時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機(jī)寄存器和儲存器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作過程和結(jié)果。
Proteus主要由ISIS和ARES兩部分組成，ISIS的主要功能是原理圖設(shè)計及與電路原理圖的交互仿真，ARES主要用于印制電路板的設(shè)計[8]。
本次設(shè)計主要用的是ISIS部分。Proteus ISIS是一種操作簡便而又功能強(qiáng)大的原理圖編譯工具，它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點有：
·實現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)仿真、RS232動態(tài)仿真、IC調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真等功能；有各種虛擬儀器。如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。
·支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有68000系列、8051系列、ARM系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、PIC24系列、BSTAMP系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。
·提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各種變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境。如KeiluVision3等軟件。
·具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。
Proteus的工作過程
運行Proteus的ISIS程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置VIEW菜單下的捕捉對齊和system下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工作欄中的P（從庫中選擇元件命令）命令。在pick devices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在source菜單的Define code generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名的項目：在source菜單的Add/remove source files命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對應(yīng)程序：通過debug菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運行情況。
Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。對于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試，Proteus提供了兩種方法;一種是系統(tǒng)總執(zhí)行效果，一種是對軟件的分部調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。
對于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行debug菜單下的execute菜單項或F12快捷鍵啟動執(zhí)行，用debug菜單下的pause animation 菜單項或pause鍵暫停系統(tǒng)的運行。
對于軟件的分部調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行debug菜單下的start/restart debugging菜單項命令，此時可以選擇step over、stepinto和step out命令執(zhí)行程序，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了start/restart debugging命令后，在debug菜單的下面要出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片機(jī)的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)劑時分析和查看。
2. Proteus仿真調(diào)試及結(jié)果
根據(jù)設(shè)計要求：分為顯示電路，報警電路，測溫電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，按步驟完成電路圖的連接。
第一步 完成LED顯示電路的連接，如下圖所示：
第二步 繪制報警燈電路，如下圖：
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：
最后完成核心部分溫度測量電路：
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，如下圖:
單擊“Code Generation Tool”（目標(biāo)代碼生成工具）選取ASEM51。
單擊“New”按鈕，彈出如圖所示對話框，在文件名框中輸入新建源程序
單擊打開，選擇“是”按鈕。
這樣將在Source下建立Tem.ASM文件，如下圖:
點擊新建成的“Tem.ASM”進(jìn)入?yún)R編語言編譯窗口
將程序敲入其中。如圖：
單擊Source下的“Build All”編譯結(jié)果在彈出的對話框中顯示。如果沒有錯誤便成功生成目標(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。
點擊OK后，點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，可以發(fā)現(xiàn)電壓表顯示0.03V，誤差在1度范圍內(nèi)，電壓和溫度測量電路的輸出電壓成10倍關(guān)系，與此同時綠色報警燈亮說明符合設(shè)計要求，但LED顯示值為002，如果電路和程序均無錯誤LED顯示值應(yīng)該為000，因此說明系統(tǒng)某部分仍存在錯誤。
給溫度傳感器設(shè)置10度時，電壓表顯示值為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；
當(dāng)改變溫度傳感器溫度值，使LED顯示為080時，綠燈亮。當(dāng)LED顯示大于80度時，紅燈亮，此時報警指示電路工作正常。
4結(jié)果分析
根據(jù)仿真結(jié)果可以看出，溫度測量電路和A/D轉(zhuǎn)換電路以及報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，0度對應(yīng)的是002，1度對應(yīng)的是004，10度對應(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，在程序中加一個除2的語句，但LED顯示仍無大變化。因此造成LED顯示錯誤可能有其他原因，經(jīng)過分析造成誤差的原因可能有以下幾點：
1.
2.
3.
4.
四、結(jié)論
在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對溫度控制系統(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，對系統(tǒng)的快速性要求不高。在論文中簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計過程及實現(xiàn)方法。本系統(tǒng)的測溫范圍為0℃～120℃，溫度檢測系統(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)計的測溫系統(tǒng)主要有AT89C51和A/D轉(zhuǎn)換器及溫度傳感器來實現(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，來確定設(shè)計選擇的器件是否合適，如何更好的利用器件的特點成為了本次設(shè)計重要的一方面。在確定了器材之后，如何利用使之最大限度的體現(xiàn)設(shè)計的功能，完成設(shè)計目標(biāo)，這又是需要花大量時間去思考的。
在設(shè)計完成之后，設(shè)計合理的程序和通過仿真軟件模擬仿真，又再一次檢驗了設(shè)計的成果。整個設(shè)計從確定題目，到尋找相關(guān)資料，再到選擇合適的器件，接著對電路圖的繪制，程序的編寫，仿真的進(jìn)行，最終調(diào)試。一步步走過來，一點點的進(jìn)步，花了大量的時間和精力，而成果也是喜人的。
經(jīng)過一段時間的方案論證、系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計、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)知識來解決問題。檢查了自己的知識水平，使我對自己有一個全新的認(rèn)識。通過這次畢業(yè)設(shè)計，不僅鍛煉自己分析問題、處理問題的能力，還提高了自己的動手能力。
但由于時間有限，本次設(shè)計過于簡單，未能實現(xiàn)其他功能，如語音報警、鍵盤控制等。
[10] ZHANG Lei, ZHOU Fei. Develop of the Blast Furnace Soft Water TemperatureMeasurement System[J]. International Conference on Computer Science andSoftware Engineering, 2008，70-74
[11] Lin zhengbao .InstrumentTechnique and Sensor[J]. A kind of detecting method of more-dots temperature.2002， pp34
[12] 江世民. 基于Proteus的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2009
附錄
匯編語言程序
CS BIT P1.7
CLK BIT P1.0
DO BIT P1.1
AD_TMP EQU 30H
AD_TMP_1 EQU 31H
AD_TMP_2 EQU 32H
AD_TMP_3 EQU 33H
AD_TMP1 EQU 34H
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN: CLR P2.0
START: LCALL AD_CONV
LCALL DISPLAY
LJMP START
AD_CONV: SETB CS
CLR CLK
NOP
NOP
CLR CS
NOP
NOP
SETB CLK
NOP
NOP
CLR CLK
NOP
NOP
SETB CLK
NOP
NOP
MOV R0, #08H
AD_READ: CLR CLK
MOV C, DO
RLC A
SETB CLK
NOP
NOP
DJNZ R0, AD_READ
SETB CS
MOV AD_TMP, A
RET
DISPLAY: MOV A, AD_TMP
MOV DPTR, #TAB1
MOVC A, @A+DPTR
CJNE A, #80, S1
SJMP S3
S1: JNC S2
SJMP S4
S2: CLR P3.0
SJMP S4
S3: SETB P3.0
S4: MOV B, #100
DIV AB
MOV AD_TMP_1, A
MOV A, B
MOV B, #10
DIV AB
MOV AD_TMP_2, A
MOV AD_TMP_3, B
MOV DPTR, #TAB
MOV A, AD_TMP_1
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0, A
SETB P2.1
LCALL DLY
CLR P2.1
MOV A, AD_TMP_2
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0, A
SETB P2.2
LCALL DLY
CLR P2.2
MOV A, AD_TMP_3
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0, A
SETB P2.3
LCALL DLY
CLR P2.3
RET
TAB: DB0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H, 92H, 82H, 0F8H
DB 80H, 90H, 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H, 8EH
TAB1:DB 0, 1, 2,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
DB 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28,29 ,30, 31, 32, 33, 34
DB 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44,45, 46, 47, 48, 49
DB 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59,60, 61, 62, 63, 64, 65, 66
DB 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76,77, 78, 79, 80
DB 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90,91, 92, 93
DB94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106
DB107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116
DB117, 118, 119, 120
DLY: MOV R4, #2
D1: MOVR3, #248
DJNZ R3, $
DJNZ R4, D1
RET
END
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