基于PROTUES的多点测温设计.doc

摘要环境温度对工业、农业、商业和人们的日常生活都有很大的影响，而温度的测量也就成为人们生产生活中一项必不可少的工作传统的测温仪测量费时，准确度也较低，数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温围广，测温准确，其输出温度采用数字显示本文介绍了PROTEUS软件进展单片机系统开发的过程，并在PROTEUS 环境下完成了基于DS18B20 的多路温度采集系统的仿真设计该系统可以完成温度的测量和显示以及限报警等功能本研究证明，在PROTEUS环境下可以完成单片机系统的硬件设计和软件调试，测试系统的性能，在实际应用中可以降低设计本钱,缩短开发周期，提高效率关键词：单片机；DS18B20；PROTEUS；多点数字温度计AbstractThe ambient temperature has a great impact on industry, agriculture, business and people's daily lives, and temperature measurement has bee an essential work for people to produce life. Traditional thermometer measuring time-consuming，accuracy is also low，digital thermometer pared with the traditional thermometer，with easy reading，temperature wide range, accurate temperature measurement, the output temperature digital display.The development of MCU system includes hardware designs and software designs. The traditional method is directly use simulators to test on hardware. Hardware circuits need to be changed and retested when hardware circuits do not meet the requirements of the design. By using PROTEUS , the simulation and design of MCU systems can be realized , by which the design costs can be much more decreased , development cycles could be shorted too , and efficiency is enhanced. Under the PROTUER circumstances, this paper successful finished the simulation and design of 4-channel temperature acquisition system based on PROTUES, which tested the advantages of the development of MCU system based on PROTUES.Keywords:MCU; DS18B20;PROTEUS; Multi-point digital thermometer目 录第1章概述31.1 选题背景41.2课题相关技术的开展41.3课题研究的必要性51.4 课题研究的容51.5 编译开发软件51.6 PROTEUS仿真软件6第2章 系统总体方案设计72.1引言72.2系统概述82.3硬件电路介绍82.3.1单片机82.3.2复位电路92.3.3时钟振荡电路102.3.4显示电路102.3.5数字温度传感器DS162111第3章 系统软件设计143.1温度检测程序153.2 LCD显示模块程序163.3报警模块程序18第4章 系统调试与仿真184.1 程序编译194.2 Proteus原理图绘制194.3仿真结果224.4总结22结论23参考文献24致 26附 录26第1章概 述单片机是一种集成电路芯片，现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。

计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机现代工业设计快速开展对产品的设计研发需求越来越大，质量要求越来越高电子设计自动化〔electronic design automatic,EDA〕技术则解决了上述的问题本设计采用的Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具虽然目前国推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐它具有仿真与分析功能，可将产品开发中存在的问题消灭在萌芽中；从而减少开发风险；软硬件的交互仿真与测试大大减少后期测试工作量；便利工程管理与团队开发等优点温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量随着现代计算机和自动化技术的开展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，尤其是多点测温已经成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已普及工农业生产和日常生活的各个领域。

本设计就是为了满足人们在生活生产中对多点温度测量系统方面的需求1.1选题背景本文将从PROTEUS软件与多点测温系统的设计出发，通过对该技术开展状况的了解，以及课题本身的需要，指出研究基于PROTEUS软件的多点测温系统的设计与实现的必要性1.2课题相关技术的开展当今电子产品正向功能多元化，体积最小化，功耗最低化的方向开展，单片机的大量应用使产品的性能提高，体积缩小，功耗降低同时广泛运用现代计算机技术，提高产品的自动化程度和竞争力，缩短研发周期EDA技术正是为了适应现代电子技术的要求，吸收众多学科最新科技成果而形成的一门新技术 英国Labcenter公司开发的电路分析与仿真软件Proteus自1989 年问世至今，经历了近20年的开展历史，功能得到了不断的完善，性能越来越好，全球的用户也越来越多PROTEUS之所以在全球得到应用，原因是它具有自身的特点和构造PROTEUS电子设计软件由原理图输入模块〔简称ISIS〕、混合模型仿真器、动态器件库、高级图形分析模块、处理器仿真模型及PCB板设计编辑〔简称ARES〕六局部组成，具有系统的测试简便、交互仿真、硬件设计的改动容易等优点本设计利用PROTEUS软件进展硬件仿真，并在电脑上直接得到仿真结果结果。

许多人在学习单片机时是直接利用硬件进展学习，耗时费力，且花费昂贵，往往一个步进电机或者一个传感器就价格不菲，还有损坏的风险而利用PROTEUS就能防止这些问题它具有易学，方便，新颖，有趣，直观，设计与实验工程成功率高，理论与实践结合严密，不受硬件限制等特点，并且它还具有开放的界面，丰富的元件库等优良性能，应用非常方便因此，本设计的实验结果采用PROTEUS实现1.3课题研究的必要性本文主要是对多点测温系统进展设计和研究，主要利用单片机、DS18B20温度传感器进展对四个点的温度测量，利用LCD1602液晶显示屏直观的显示出来，具有上下限的温度报警功能并利用Keil软件对单片机程序进展编译，并在PROTEUS软件里进展仿真，分析多点测温系统的优势1.4 课题研究的容本设计主要研究基于PROTEUS仿真模拟的多点测温系统，要求对4个温度不同的点进展测量，并用LCD1602液晶在显示屏同时显示出来，四个测温点可以设定温度报警的最高值和最低值，当任意一检测点的温度超过限额的温度就会进展报警1.5 编译开发软件Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、构造性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。

Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在的完整开发方案，通过一个集成开发环境〔uVision〕将这些局部组合在一起Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解在开发大型软件时更能表达高级语言的优势下面详细介绍Keil C51开发系统各局部功能和使用C51工具包的整体构造，uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件然后分别由C51及C51编译器编译生成目标文件(.OBJ)目标文件可由LIB51创立生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)ABS文件由OH51转换成标准的He*文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进展源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进展调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。

Keil的优点在于Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解在开发大型软件时更能表达高级语言的优势并且与汇编相比，C语言在功能上、构造性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面1.6 PROTEUS仿真软件本次设计使用的是 Proteus 仿真软件Proteus 是英国Labcenter 公司开发的电路分析与仿真软件，用于仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：1、实现了单片机仿真和Spice电路仿真相结合具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI 调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等2、支持主流单片机系统的仿真目前支持的单片机类型有:68000 系列、8051系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片3、提供软件调试功能。

在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、存放器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能; 同时支持第三方的软件编译和调试环境, 如Keil等软件4、具有强大的原理图绘制功能启动Proteus 后将出现ISIS 的设计窗口包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮(最下面一行)、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口Proteus与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况, 也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况因此在仿真和程序调试时, 关心的不再是*些语句执行时单片机存放器和存。