1、具有RS-485通信功能的8路溫度檢測(cè)儀軟件設(shè)計(jì)摘 要溫度是工業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制中最常見(jiàn)的工藝參數(shù)之一，生產(chǎn)過(guò)程需要對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制 。為了滿足對(duì)溫度采集和測(cè)量要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)支路溫度的檢測(cè)，本系統(tǒng)就是采用了AT89S52為主控的8路溫度檢測(cè)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)的溫度檢測(cè)和數(shù)值顯示并且具有RS-485通信功能。該系統(tǒng)包括的模塊主要有溫度的采集，單片機(jī)的控制，AD轉(zhuǎn)換，溫度值的顯示，RS-485通信。它主要使用的是熱敏電阻Pt100溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)，并通過(guò)AD轉(zhuǎn)換對(duì)采集到的數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，隨后將溫度顯示在液晶屏上，并對(duì)溫度設(shè)置上下閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警功能。論文首先簡(jiǎn)單介紹了該系統(tǒng)的根

2、本原理及整體結(jié)構(gòu)，接著分硬件、軟件兩局部對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行闡述，其中軟件局部詳細(xì)描述。最后是系統(tǒng)的調(diào)試與分析，對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：AT89S52, RS-485， AD轉(zhuǎn)換, PT100溫度傳感器ABSTRACTTemperature is one of the most common parameters in industrial production and automatic control of technological, there is the need of the detection and control in the productive process. In

3、 order to meet the requirement of temperature acquisition and measurement to detect eight-channels temperature, so we will design a simply temperature detection system which focus on the AT89S52.This system can detect the temperature, display the values of number with RS-485 communication function.

4、This system includes the collection of temperature, the control of the single chip microcomputer, AD conversion, display the temperature value and RS-485 communication. It detect temperature and transfer the temperature which is mainly use a PT100 temperature sensor. Then display the temperature on

5、the Liquid Crystal Display. And set up the top and the bottom temperature value. If the temperature doesnt reach the range of the top and bottom ,the system will give an alarm. This paper first introduces the basic principle and the massive structure of the system. Then it is divided into two parts

6、to the whole system hard ware and software are described, the software part will give a detail description. Finally there is a need to debug and analyze the system to testify the system.KEY WORDS：AT89S52, RS-485 communication, AD conversion, Pt100 temperature sensor 目 錄 前 言1第1章 緒論3根本原理3傳感器局部31.1.2 主

7、控制局部41.1.3 AD轉(zhuǎn)換模塊41.1.3.1 ADC0809簡(jiǎn)介41.1.3.2 ADC0809原理51.1.4 485通信模塊6系統(tǒng)方案6系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)61.2.2 軟件介紹71.3 章節(jié)安排8第2章 硬件設(shè)計(jì)92.1 總體設(shè)計(jì)92.2 系統(tǒng)主要器件的介紹102.2.1 單片機(jī)AT89S52102.2.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片112.2.3 溫度傳感器122.2.4 顯示LCD 1602122.2.5 MAX485芯片122.3 總體電路圖13第3章 軟件設(shè)計(jì)153.1 主程序的設(shè)計(jì)153.2 AD轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)173.3 LCD溫度顯示程序設(shè)計(jì)193.4 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)223.5 按鍵設(shè)置

8、程序設(shè)計(jì)223.6 RS-485通信模塊程序設(shè)計(jì)24第4章 調(diào)試與仿真264.1 軟件仿真264.1.1 建立程序文件264.1.2 加載目標(biāo)代碼文件294.1.3 進(jìn)行調(diào)試與仿真294.2 硬件調(diào)試314.3 產(chǎn)生的問(wèn)題與分析33第5章 結(jié)論與展望345.1 結(jié)論345.2 展望34參考文獻(xiàn)35附錄 系統(tǒng)程序38前 言在人類的生產(chǎn)生活之中，溫度扮演著極其重要的角色，溫度對(duì)工業(yè)的開(kāi)展有著及其重要的影響，因此傳感器也有著飛速的開(kāi)展，來(lái)適應(yīng)這種對(duì)溫度的檢測(cè)要求?；诖?，本設(shè)計(jì)就是一個(gè)對(duì)溫度的循環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)生活對(duì)溫度檢測(cè)的需要。隨著時(shí)代的進(jìn)步和開(kāi)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研

9、、各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù),本文主要介紹了一個(gè)基于AT89S52單片機(jī)的測(cè)溫系統(tǒng)，描述了利用溫度傳感器PT100測(cè)溫系統(tǒng)的過(guò)程，對(duì)傳感器在單片機(jī)下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了分析，對(duì)各局部的電路也一一進(jìn)行了介紹,該系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)溫度采集和顯示，靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，適合于我們?nèi)粘Ｉ顪囟葴y(cè)量，也可以當(dāng)作溫度處理模塊嵌入其它系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴(kuò)展1。PT100在-50600范圍內(nèi)具有其他任何溫度傳感器無(wú)可比較的優(yōu)勢(shì)，包括高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等，正是基于此，PT100在各個(gè)行業(yè)中受到廣泛應(yīng)用。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一款基于PT100的多路溫度巡檢

10、儀，可同時(shí)測(cè)量8路PT100信號(hào)，通過(guò)LCD1602 ,同時(shí)循環(huán)顯示8路溫度值。其中PT100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0時(shí)它的阻值為100歐姆，在100時(shí)它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)的。由于PT100熱電阻的溫度與阻值變化關(guān)系，人們便利用它的這一特性，創(chuàng)造并生產(chǎn)了PT100 熱電阻溫度傳感器。它是集溫度濕度采集于一體的智能傳感器。溫度的采集范圍可以在-200+200，濕度采集范圍是0%100%2。因此本設(shè)計(jì)中選擇該鉑熱電阻進(jìn)行溫度

11、的采集，到達(dá)精準(zhǔn)且范圍廣的要求。本設(shè)計(jì)以AT89S52為核心部件，因?yàn)樗cMCS-51 兼容，4K字節(jié)可編程FLASH 存儲(chǔ)器，壽命可達(dá)1000寫(xiě)/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年，全靜態(tài)工作時(shí)的頻率為0Hz-24MHz，三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定，128×8位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式?；谶@些特性，該設(shè)計(jì)以此單片機(jī)為核心部件來(lái)處理控制溫度的循環(huán)顯示采集系統(tǒng)。以AT89S52為處理控制核心，利用PT100溫度傳感器來(lái)采集溫度，經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換將采集到的數(shù)值經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行溫度值的顯示，其中RS-485可以實(shí)現(xiàn)串口通信

12、。根據(jù)該系統(tǒng)的要求，將要完成如下的任務(wù)：1、設(shè)計(jì)一個(gè)8通道的溫度巡檢儀程序。2、帶RS-485傳輸接口用于傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。3、循環(huán)檢測(cè)8路-50200的Pt100傳感器溫度信號(hào)。4、可以對(duì)每一路信號(hào)設(shè)置報(bào)警上限和下限。5、帶顯示器件，用于顯示：各路測(cè)量信號(hào)和報(bào)警狀態(tài)。6、帶報(bào)警繼電器觸點(diǎn)輸出?；诖?，在軟件的設(shè)計(jì)上將分為系統(tǒng)的初始化，溫度的采集，RS-485通信傳輸，溫度的顯示，溫度上限以及下限的報(bào)警等模塊來(lái)組成。主要實(shí)現(xiàn)8路溫度的巡檢。 第1章 緒論 本章將會(huì)主要對(duì)溫度顯示，RS-485通信原理，PT100溫度傳感器等及其系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)方案進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單大致的介紹。 本系統(tǒng)由單片機(jī)、溫度采集、按鍵

13、、顯示、報(bào)警、數(shù)據(jù)傳輸?shù)染植拷M成。其中AT89S52單片機(jī)為系統(tǒng)核心，主要完成對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集和處理，控制系統(tǒng)的工作，協(xié)調(diào)串行通信向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信息。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)8路溫度的檢測(cè)和顯示，可預(yù)設(shè)各路溫度的上、下限值，設(shè)置定點(diǎn)和巡回檢測(cè)方式及報(bào)警功能。測(cè)溫的模擬電路是把當(dāng)前PT100熱電阻傳感器的電阻值，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器把模擬電壓轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)后傳給單片機(jī)AT89S52，單片機(jī)再根據(jù)處理?yè)Q算把測(cè)量得的溫度傳感器的電阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，并將數(shù)據(jù)送出到顯示屏上進(jìn)行顯示。傳感器局部鉑電阻的特點(diǎn)是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。鉑在氧化性氣氛中，甚至在高溫下的物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。因此鉑被公認(rèn)為是目前制造熱

14、電阻材料。鉑電阻主要為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用在工業(yè)測(cè)量中。鉑電阻的阻值溫度之間的關(guān)系 ：在0850范圍內(nèi)可用下式表示， 11在-2000范圍內(nèi)那么用下式表示， 12式中 Rt-溫度為t 時(shí)的鉑電阻的阻值； R0-溫度為0 時(shí)的鉑電阻的阻值； A、B、C 為常數(shù)， /； /； /； ×10-3。PT100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0時(shí)它的阻值為100歐姆，在100時(shí)它的阻值約為138.5歐姆。當(dāng)PT100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)的。 主控制局部設(shè)計(jì)采用Pt100模擬溫

15、度傳感器采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)通電后，Pt100由于溫度變化，引起電阻發(fā)生變化，進(jìn)而橋式測(cè)溫電路的電壓值發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)差分放大、AD轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī),單片機(jī)始終等待AD轉(zhuǎn)換值的到來(lái)。此方案采用AT89S52型號(hào)的八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便，高性能。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)

16、鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。1.1.3 AD轉(zhuǎn)換模塊.1 ADC0809簡(jiǎn)介ADC0809是 8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器、

17、逐次逼近存放器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。故可實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的8路溫度的轉(zhuǎn)換要求。.2 ADC0809原理首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近存放器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)翻開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_

18、認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。1定時(shí)傳送方式對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128s，相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。2查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由說(shuō)明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。3中斷方式把說(shuō)明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)EOC作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述哪種方式，只要一

19、旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)，OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接收。1.1.4 485通信模塊 RS485由于傳輸速率高, 傳輸距離遠(yuǎn), 故本系統(tǒng)采用RS485 標(biāo)準(zhǔn)。但由于微機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置通常只提供RS232C串行端口, 因此需要使用RS232C / RS485通信接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接。通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)。RS485采用差分傳輸方式, 可以有效地提高共?？垢蓴_能力, 最高傳輸速率可達(dá)1200 Kb /s。RS485的特性包括：1RS-485的電氣特性：邏輯“1以兩線間的電壓差為+26V

20、表示；邏輯“0以兩線間的電壓差為-26V表示。接口信號(hào)電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接。2RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 。3RS-485接口強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。4RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實(shí)際上可達(dá) 3000米(理論上的數(shù)據(jù)，在實(shí)際操作中，極限距離僅達(dá)1200米左右)。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)該設(shè)計(jì)需要完成對(duì)8路溫度的檢測(cè)。通過(guò)一些硬件及其配套的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)RS-485通信功能的8路溫度檢測(cè)功能。其經(jīng)過(guò)PT100對(duì)溫度采集，ADC0809進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，LCD溫度數(shù)據(jù)的顯示，傳輸?shù)冗^(guò)程。其

21、系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如下列圖1所示 。圖11 系統(tǒng)原理模塊 軟件介紹1Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。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(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Vision將這些局部組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選。Keil C5的優(yōu)點(diǎn)如下：a. Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常

22、之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能表達(dá)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。b.與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 2 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(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、AVR、ARM、8086、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33和MSP430等，2

23、021年又增加了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。功能是：1原理布圖2PCB自動(dòng)或人工布線 3SPICE電路仿真。 系統(tǒng)測(cè)試為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢后就需要對(duì)各功能模塊進(jìn)行測(cè)試。首先在Keil上面對(duì)編寫(xiě)的程序進(jìn)行編譯檢測(cè)錯(cuò)誤，根據(jù)Proteus的仿真原理圖進(jìn)行軟件的仿真。其次進(jìn)行硬件測(cè)試，上電前仔細(xì)檢查各元器件是否正確焊接在電路板上，硬件測(cè)試完畢后，將生成的HEX文件載入到單片機(jī)中；最后進(jìn)行系統(tǒng)總體調(diào)試，驗(yàn)證系統(tǒng)功能。1.3 章節(jié)安排本論文共分為五章。第1章是緒論，主要闡述了設(shè)計(jì)中的一些根本原

24、理和系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。第2章是硬件設(shè)計(jì)，主要介紹簡(jiǎn)單的原理圖，及其硬件功能模塊的實(shí)現(xiàn)。第3章是軟件設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述各個(gè)模塊軟件設(shè)計(jì)，及其各個(gè)子程序的流程介紹，實(shí)現(xiàn)方式等。第4章是調(diào)試與分析，通過(guò)測(cè)試程序，驗(yàn)證各模塊的功能，并對(duì)調(diào)試過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析與總結(jié)。第5章是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)論與展望，在這一章中，結(jié)論對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)果作了簡(jiǎn)單的總結(jié)，展望那么根據(jù)系統(tǒng)中存在的缺乏提出了一些相應(yīng)的改良的方法。第2章 硬件設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將系統(tǒng)功能分為硬件和軟件兩局部來(lái)分別實(shí)現(xiàn)。本章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件局部在電路實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中的硬件原理圖及其選擇的主要器件。2.1 總體設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，硬件方面需要完成

25、如下設(shè)計(jì)：以單片機(jī)AT89S52為核心部件，Pt100溫度的采集, 基于ADC0809的數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)通信，控制報(bào)警， 按鍵設(shè)計(jì)，溫度顯示等,其整體設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示。 圖2-1 硬件總體設(shè)計(jì)框圖其中，各個(gè)模塊的功能如表2-1所示。 表21 各模塊功能部件功能測(cè)量PT100采集溫度值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換 ADC0809對(duì)采樣的值進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)通信 RS-485使得該系統(tǒng)具有通信功能控制報(bào)警 蜂鳴器在溫度低于上限或者高于上限時(shí)驅(qū)動(dòng)報(bào)警按鍵模塊通過(guò)按鍵設(shè)置上下限進(jìn)行確認(rèn)顯示模塊采用液晶顯示屏對(duì)數(shù)值進(jìn)行顯示單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的核心控制處系統(tǒng)性能特點(diǎn)及工作原理： 本系統(tǒng)由單片機(jī)、溫度采集、按鍵、顯示、報(bào)警

26、、數(shù)據(jù)傳輸?shù)染植拷M成。Pt100由于溫度變化，引起電阻發(fā)生變化，進(jìn)而橋式測(cè)溫電路的電壓值發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)差分放大、AD轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)，之后通過(guò)液晶顯示溫度數(shù)值。 其中AT89S52單片機(jī)為系統(tǒng)核心，主要完成對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集和處理，控制系統(tǒng)的工作，協(xié)調(diào)RS485串行通信 。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)8路溫度的檢測(cè)和顯示，可預(yù)設(shè)各路溫度的上、下限值，設(shè)置定點(diǎn)或巡回檢測(cè)方式及報(bào)警功能。2.2 系統(tǒng)主要器件的介紹 單片機(jī)AT89S52AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳

27、完 全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。它具有如下的特性：1與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；28K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；31000次擦寫(xiě)周期；4全靜態(tài)操作：0Hz-33MHz；5三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；632個(gè)可編程I/O口線；7三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；88個(gè)中斷源；9全雙工UART串行通道；10低功耗空閑和掉電模式；11掉電后中斷可喚醒；12看門(mén)狗定時(shí)器；13雙數(shù)據(jù)指針；14掉電標(biāo)識(shí)符。2.2.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC

28、0809是8位逐次逼近式A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。ADC0809具有以下的主要特性：18路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位；2具有轉(zhuǎn)換起停控制端；3轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130s時(shí)鐘為500kHz時(shí)；4單個(gè)+5V電源供電；5模擬輸入電壓范圍0+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)；6工作溫度范圍為-40+85攝氏度；7低功耗，約15mW。 溫度傳感器PT100是鉑熱電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變。PT后的100即表示它在0時(shí)阻值為100歐姆，在100時(shí)它的阻值約為歐

29、姆。它的工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)的但他們之間的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的正比的關(guān)系，而更應(yīng)該趨近于一條拋物線。Pt100由于溫度變化，引起電阻發(fā)生變化，進(jìn)而橋式測(cè)溫電路的電壓值發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)差分放大 。 顯示LCD 16021602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它的特性有：13.3V或5V工作電壓，比照度可調(diào)；2內(nèi)含復(fù)位電路；3提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；4有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM；5內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGR

30、OM；68個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。 MAX485芯片 MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS485芯片。采用單一電源+5 V工作，額定電流為300 A，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單,內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器具有短路電流限制，并可以通過(guò)熱關(guān)斷電路將驅(qū)動(dòng)器輸出置為高阻狀態(tài)。接收器輸入具有失效保護(hù)特性，當(dāng)輸入開(kāi)路時(shí)，可以確保邏輯高電平輸出。具有較高的抗干擾性能。 2.3 總體電路圖 該設(shè)計(jì)以AT89S52為核心構(gòu)造，對(duì)總體的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。上述對(duì)系統(tǒng)的器件進(jìn)行了介紹，根據(jù)系統(tǒng)的總體框圖，及其各

31、模塊的作用。以系統(tǒng)的性能工作原理為核心，得到的主控電路圖如圖2-2所示。圖2-2 系統(tǒng)總體電路圖 其中包括：1PT100測(cè)溫及其放大電路 2AD 轉(zhuǎn)換連接電路3單片機(jī)AT89S52的復(fù)位電路4 單片機(jī)AT89S52的時(shí)鐘電路51602液晶顯示電路6報(bào)警及其按鍵上下限設(shè)置電路 第3章 軟件設(shè)計(jì)在硬件設(shè)計(jì)的根底上，需要對(duì)它進(jìn)行相應(yīng)的編寫(xiě)應(yīng)用程序。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用的是C語(yǔ)言進(jìn)行編程，C是一種很具有結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)言。不僅具有豐富的運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型，以便于實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它還可以直接訪問(wèn)內(nèi)存地址，進(jìn)行bit位操作，尤其能夠勝任開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)的工作。由于C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件的編程操作，因此C語(yǔ)言既有較

32、高語(yǔ)言的功能，也有低級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。C語(yǔ)言的維護(hù)也比匯編語(yǔ)言維護(hù)起來(lái)方便快捷，便于模塊方式組織程序，方便調(diào)試和維護(hù)，語(yǔ)言靈活。在C編程的根底上，根據(jù)硬件電路原理圖，本系統(tǒng)的軟件程序主要包括了：主程序，初始化，LCD1602的溫度顯示，報(bào)警函數(shù)子程序設(shè)計(jì) ，數(shù)據(jù)的AD轉(zhuǎn)換，485通信設(shè)計(jì)。3.1 主程序的設(shè)計(jì)主程序就是監(jiān)控程序，主程序首先對(duì)各個(gè)IO口進(jìn)行初始化，然后用Pt100溫度傳感器對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。我們可以定義溫度的最高上限和下限的兩個(gè)閾值，并確認(rèn)。之后溫度傳感器采集到的溫度經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，由單片機(jī)處理過(guò)， 將采集到的溫度值顯示在液晶顯示屏上。同時(shí)，如果采集到的溫度超過(guò)了閾值范圍，都將中斷進(jìn)入報(bào)

33、警系統(tǒng)，對(duì)采集到的溫度產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；如果采集到的溫度在介于閾值范圍之間，那么正常顯示溫度，并且循環(huán)顯示8路溫度，直到將8路溫度全部顯示完畢。根據(jù)這種流程思想，就可以確定一個(gè)主要的程序流程方向，來(lái)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的主流程圖如3-1所示。圖3-1 函數(shù)主流程圖3.2 AD轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)采用的是ADC0809，它是一個(gè)8路模擬輸入的8逐次逼近式ADC 。它內(nèi)部還有一個(gè)8位通道選擇開(kāi)關(guān)，其作用就是可以根據(jù)地址譯碼的信號(hào)來(lái)選擇8路模擬輸入，8路模擬信號(hào)分時(shí)共用ADC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其引腳功能如下：IN0IN7: 8位模擬量輸入端ADD A, ADD B, ADD C: 模擬量輸入通道地址選擇線，其8位

34、編碼分別對(duì)應(yīng)IN0IN7，通道選擇表如下表3-1所示ALE: 地址鎖存端START: ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效，該信號(hào)要求保持在200ns以上。其上升沿將內(nèi)部逐次逼近存放器清0，下降沿啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換 EOC: 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，或者供CPU查詢 CLK: 時(shí)鐘輸入端，要求頻率范圍在10kHz OE: 允許輸入信號(hào) VREF(+),VREF(-): 基準(zhǔn)參考電壓的正，負(fù)值 OUT10UT8：8路數(shù)字量輸出端 表3-1 通道選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7 ADC0809的信號(hào)設(shè)置為STAR

35、T=0，START=1, START=0,這樣就可以產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的正脈沖，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的時(shí)候，查詢EOC的標(biāo)志信號(hào)來(lái)檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換是否完畢，當(dāng)EOC是低電平是時(shí)候，就指示的是操作正在進(jìn)行當(dāng)中，直到轉(zhuǎn)換完成后EOC就再次變成了高電平。當(dāng)微處理器收到變成高電平的EOC的時(shí)候，便立刻送出OE信號(hào)，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。START產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)脈沖，將采集到的溫度數(shù)值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，EOC為低電平對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的采集的溫度值經(jīng)過(guò)OE送出，讀取轉(zhuǎn)換后的溫度再用顯示屏顯示出來(lái)。將采集到的信號(hào),經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換并由單片機(jī)系統(tǒng)讀取。ADC0809應(yīng)用說(shuō)明 1ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S5

36、1單片機(jī)直接相連2 初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平3 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上4在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)5是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷6當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)在該設(shè)計(jì)中，濾波程序是抑制抗干擾的一種有效的措施，該系統(tǒng)程序中套用了濾波程序，將經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)值進(jìn)行處理。對(duì)每路溫度的采集分5次采集，求出這5個(gè)數(shù)據(jù)中的最大值最小值，MAXMIN求出差值，求出5個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)學(xué)期望，將此進(jìn)行比較，假設(shè)差值大于期望值，那么會(huì)認(rèn)為采集到的數(shù)據(jù)點(diǎn)不合要求，舍棄該采集值，重新進(jìn)行采集。增加了該

37、濾波程序，可以舍去偶然因素引起的波動(dòng)和采集不穩(wěn)定引起的誤差，可以抑制信號(hào)的干擾成分，消除隨機(jī)誤差，使得溫度的采集更加的穩(wěn)定。主要的流程圖如圖3-2所示。 圖3-2 A/D轉(zhuǎn)換的流程圖 3.3 LCD溫度顯示程序設(shè)計(jì) 在溫度的顯示上，采用LCD1602.可以顯示兩行字符，每行16個(gè)，顯示容量為16´2。通過(guò)并行接口，可與單片機(jī)的I/O口直接相連。1602的引腳和功能如下:VSS：電源地VDD: 電源正極，接+5V電源VL: 液晶顯示偏壓信號(hào)RS: 數(shù)據(jù)/指令存放器選擇端。高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)存放器，低電平時(shí)選擇指令存放器。R/W: 讀/寫(xiě)選擇端。高電平時(shí)為讀操作，低電平時(shí)為寫(xiě)操作E(6):

38、 使能信號(hào)，下降沿觸發(fā)D0-D7: I/O口數(shù)據(jù)傳輸線BLA: 背光源正極BLK：背光源負(fù)極 當(dāng)RS及R/W的引腳信號(hào)為1且E的引腳由1變成了0時(shí)，讀取數(shù)據(jù)：當(dāng)RS的引腳信號(hào)為1時(shí)，R/W引腳信號(hào)為0，且E的引腳由1變成了0，存入數(shù)據(jù)。故可以根據(jù)設(shè)置RS及R/W的上下電平來(lái)控制數(shù)據(jù)的讀取，存入。它具體的指令操作包括清屏，回車，輸入模式控制，顯示開(kāi)關(guān)控制，以為控制，顯示模式控制如下3-2表所示。 表3-2 指令系統(tǒng)指令名稱控制信號(hào)指令代碼功能RSR/WD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0清屏000 0 0 0 0 0 0 0顯示清屏：1數(shù)據(jù)指針清02所有顯示去除回車000 0 0 0

39、0 0 1 0顯示回車，數(shù)據(jù)指針清0輸入模式控制000 0 0 0 0 1 N S設(shè)置光標(biāo)，顯示畫(huà)面移動(dòng)方向顯示開(kāi)關(guān)控制000 0 0 0 D/L D C B設(shè)置顯示，光標(biāo)，閃爍開(kāi)關(guān)移位控制000 0 0 1 S/C R/L × ×使光標(biāo)或顯示畫(huà)面移位顯示模式控制000 0 1 D/L N F × ×設(shè)置數(shù)據(jù)總線位數(shù)，點(diǎn)陣方式GGRAM地址設(shè)置000 1 ACGDDRAM地址指針設(shè)置001 ADD忙狀態(tài)檢查01BF AC讀數(shù)據(jù)11數(shù)據(jù)從RAM中讀取數(shù)據(jù)寫(xiě)數(shù)據(jù)10數(shù)據(jù)對(duì)RAM進(jìn)行寫(xiě)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)指針設(shè)置0080H+地址碼027H,40H47H設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針 在

40、該系統(tǒng)之中，先對(duì)LCD進(jìn)行初始化設(shè)置，將AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)值向LCD發(fā)送，LCD讀取數(shù)據(jù)，然后寫(xiě)入函數(shù)，最后將采集到的溫度值顯示在LCD1602的屏幕上。其流程圖如下列圖3-3所示。 圖3-3 LCD顯示流程圖3.4 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)該系統(tǒng)具有設(shè)定上下限報(bào)警功能，假設(shè)采集到的溫度值超過(guò)了設(shè)置的上下限溫度值，那么會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)LED也會(huì)閃爍報(bào)警，而如果在此范圍之內(nèi)，那么LED正常發(fā)亮，說(shuō)明溫度顯示正常。如下3-4所示。 用if語(yǔ)句控制，蜂鳴器在低電平有效，故采集到溫度不在范圍之內(nèi)時(shí)，將引腳置低電平，P02置0，三極管將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓差，電路導(dǎo)通后，蜂鳴器就會(huì)報(bào)警，紅色LED也會(huì)閃爍。圖3-4

41、報(bào)警子程序流程圖3.5 按鍵設(shè)置程序設(shè)計(jì)從電路圖中可以看出，該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了3個(gè)按鍵，分別控制著系統(tǒng)的“通道+，“通道-，還有“確認(rèn)這三個(gè)功能，用來(lái)選擇顯示的通道。通常，按鍵的閉合與否通常用高電平與低電平來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的。當(dāng)鍵閉合時(shí)，該鍵為低電平；當(dāng)鍵斷開(kāi)時(shí)，該鍵為高電平。 然而，按鍵的閉合與斷開(kāi)之間存在著機(jī)械彈性，在機(jī)械彈性的作用下，按鍵在閉合斷開(kāi)之間會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)的過(guò)程。在抖動(dòng)期間，檢測(cè)按鍵的通/斷作用，就很可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的出現(xiàn)，按鍵的一次按下或者釋放都將被誤認(rèn)為是很屢次的操作，因此，在按鍵的處理之中，應(yīng)該設(shè)置軟件上的去抖動(dòng)方法。在軟件中去抖動(dòng)就是利用延時(shí)子程序，再確認(rèn)按鍵是否仍然閉合，假設(shè)仍然閉合，

42、那么確認(rèn)為按鍵按下，消除了這個(gè)抖動(dòng)的影響，流程圖如下列圖3-5所示。圖3-5 按鍵設(shè)置處理程序流程圖3.6 RS-485通信模塊程序設(shè)計(jì)上位機(jī)和下位機(jī)之間的串行通信采用RS -485標(biāo)準(zhǔn)接口, PC端接一個(gè)RS232 的轉(zhuǎn)換電路,就實(shí)現(xiàn)RS485 總線控制。 MAX485的引腳功能如下：RO: 接收器的輸入端DI: 驅(qū)動(dòng)器的輸入端RE: 接收使能端DE: 發(fā)送使能端A端：接收的差分信號(hào)端B端：發(fā)送的差分信號(hào)端GND: 接地端 在總的系統(tǒng)電路圖中可以看出，485與PC之間經(jīng)過(guò)了232的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)通信功能，RE與DE是共用了一個(gè)引腳，因?yàn)?85是一個(gè)半雙工的工作狀態(tài)，如圖3-6所示，可以滿足數(shù)

43、據(jù)傳輸?shù)男枨?。?dāng)RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)。當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0，其主要的流程圖如圖3-7所示。 圖3-6 半雙工工作方式 圖3-7 485通信流程圖 第4章 調(diào)試與仿真在完成了硬件設(shè)計(jì)跟軟件設(shè)計(jì)的根底上，就將對(duì)產(chǎn)生的程序進(jìn)行調(diào)試，本系統(tǒng)采用的調(diào)試是仿真調(diào)試，基于Keil和Proteus的聯(lián)調(diào)過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試仿真。Keil集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是眾多單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)優(yōu)秀軟件之一，它集編輯,編譯，仿真于一體，支持匯編語(yǔ)言，PLM語(yǔ)言，C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，容易操作。4.1 軟件仿真 建立程序文件1翻開(kāi)

44、Keil uVision4，新建Keil工程，選擇AT89C51單片機(jī)作為CPU； 建立一個(gè)文件夾作為工作文件夾，進(jìn)入集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，選擇菜單“ProjectNew uVision Project，在彈出的“New uVision Project對(duì)話框中，將“保存在下拉列表中選擇自己的工作文件夾，在“文件名中鍵入文件名，保存，如圖4-1。關(guān)閉對(duì)話框，將會(huì)彈出“Select Device for Target Target 1對(duì)話框，選擇芯片類型為AT89C51。單擊確定即可，如圖4-2。 圖4-1 建立新的工程名圖4-2 選擇所需單片機(jī)型號(hào)2新建C源文件，編寫(xiě)程序并將其導(dǎo)入到“Source G

45、roup 1之中；單擊“creat any empty document,在彈出的文本框中輸入C語(yǔ)言程序，輸入完畢之后，將其保存。在彈出的“Save As中，確定保存在了自己的文件夾中，在文件名輸入源文件名和擴(kuò)展名，單擊“保存按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，保存程序，如圖4-3所示。 圖4-3 保存C源文件單擊右鍵“ Project 窗口中的“Source Group 1,在彈出的對(duì)話框選擇“Add files to GroupSource Group 1，在“如圖4-4所示。 圖4-4 添加C源文件選中欲添加的源程序，單擊“Add按鈕，將源程序添加到工程當(dāng)中。而在“Source Group 1中將出現(xiàn)該源

46、程序文件名。3在“Option for Target對(duì)話框中。選擇“Output“Create HEX File選項(xiàng)。如圖4-5所示。圖4-5 設(shè)置生成.HEX文件4編譯源程序，修改程序中的錯(cuò)誤直到通過(guò)。 加載目標(biāo)代碼文件1在Proteus ISIS中，左鍵雙擊AT89C51元件，翻開(kāi)“Edit Component對(duì)話框，設(shè)置單片機(jī)的頻率為12MHz；2在該窗口中“Program Film欄中，選擇先前生成的“.HEX文件，如圖4-6所示；圖4-6 設(shè)置單片機(jī)頻率及選擇“.HEX文件3在Proteus ISIS菜單欄目中選擇【File】®【Save Design】選項(xiàng)，保存設(shè)計(jì)；4在

47、Proteus ISIS菜單欄中，翻開(kāi)“Debug下拉菜單，在菜單中選擇“ Use Remote Debug Monitor選項(xiàng)，以支持與Keil的聯(lián)調(diào)。 進(jìn)行調(diào)試與仿真1在Keil的欄目中選擇【Debug】®【Start/Stop Debug Session】選項(xiàng)，或者在工具欄中直接點(diǎn)擊圖標(biāo)，進(jìn)入調(diào)試環(huán)境狀態(tài)；2按“F5鍵，順序執(zhí)行程序；3Proteus ISIS界面中，按動(dòng)按鍵設(shè)置上下閾值，撥動(dòng)滑動(dòng)變阻器仿真溫度值。在此說(shuō)明的是，溫度的采集中PT100傳感器的工作原理是可調(diào)電阻原理，電阻值的變化引起電壓變化，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換得到溫度值，故在此用滑動(dòng)變阻器來(lái)代替了傳感器來(lái)進(jìn)行軟件的仿真。

48、本仿真針對(duì)一路通道的溫度采集進(jìn)行了仿真調(diào)試，其Proteus仿真圖如4-7所示。 圖4-7 Proteus溫度采集仿真圖 按動(dòng)開(kāi)關(guān)，可以看到LCD液晶屏上面顯示出了歡送語(yǔ)句，LCD啟動(dòng)，如圖4-8所示。 圖4-8 LCD啟動(dòng)，進(jìn)入主頁(yè)面 撥動(dòng)滑動(dòng)變阻器，可以看到LCD上顯示的溫度數(shù)值的變化，如圖4-9，4-10可以看出其顯示的變化。圖4-9 LCD顯示的溫度值 圖4-10 撥動(dòng)滑動(dòng)變阻器之后LCD顯示的溫度值4.2 硬件調(diào)試 經(jīng)過(guò)了軟件的仿真后，將程序燒到單品機(jī)中，進(jìn)行硬件調(diào)試，即將生成的.hex 文件載入系統(tǒng)控制中心單片機(jī)中。板子進(jìn)入工作狀態(tài)，電源指示燈亮，表示工作正常。LCD1602液晶上

49、也顯示出了轉(zhuǎn)換后的溫度值，如圖4-11所示。 圖4-11 LCD的溫度值顯示用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)變阻器，可以觀察到各路溫度的變化。切換通道，可以觀察到不同通道的溫度值，如圖4-12所示。 圖4-12 比較不同通道，LCD顯示的溫度值其中在溫度報(bào)警模塊中，假設(shè)溫度正常顯示，那么LED綠色燈亮，假設(shè)超出測(cè)量顯示范圍，那么紅色的LED閃爍，如圖4-13所示。 圖4-13 溫度報(bào)警模塊顯示4.3 產(chǎn)生的問(wèn)題與分析 在系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題多種多樣，下面就所產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，以及它是如何得到解決作一些簡(jiǎn)單的闡述。1. 按鍵設(shè)置問(wèn)題 在按動(dòng)按鍵的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)亂的現(xiàn)象，按動(dòng)一下按鍵，顯示不變或者屢

50、次改變。經(jīng)過(guò)查看模塊程序，發(fā)現(xiàn)DELAY程序的延遲時(shí)間有的太短有的太長(zhǎng)，所以造成了一次的按鍵操作系統(tǒng)沒(méi)有反響或者系統(tǒng)當(dāng)成了屢次操作。因此給程序中的延遲時(shí)間做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后，按鍵恢復(fù)正常狀態(tài)。2. 第3路溫度變化問(wèn)題第3路滑動(dòng)變阻器用螺絲刀旋轉(zhuǎn)，企圖得到溫度值顯示的變化，但是觀察到液晶顯示屏上沒(méi)有改變。進(jìn)行了軟件的排查和硬件的排查，排查后發(fā)現(xiàn)變阻器出現(xiàn)故障，重新?lián)Q取了一個(gè)后發(fā)現(xiàn)顯示正常3. 溫度采集數(shù)值的穩(wěn)定問(wèn)題 在數(shù)據(jù)的采集中，發(fā)現(xiàn)數(shù)值的顯示不穩(wěn)定，結(jié)果有誤差。觀察知，偶然因素引起的誤差可以使得數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。采取的措施是在溫度的采集中參加數(shù)字濾波，采集5次數(shù)值，求取期望值，差值比較，這樣增加了系統(tǒng)

51、的抗干擾性和抑制干擾因素的能力。第5章 結(jié)論與展望最后本章對(duì)這個(gè)總體論文及其設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)總結(jié), 并提出缺乏之處與改良方法。5.1 結(jié)論 在硬件的器件選擇根底上,根據(jù)電路結(jié)構(gòu)框圖及其原理圖的根底。在軟件設(shè)計(jì)中,實(shí)現(xiàn)了溫度采集,AD轉(zhuǎn)換，溫度顯示等功能?？傊?，本設(shè)計(jì)根本符合了設(shè)計(jì)的根本要求。 在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)之中，對(duì)溫度傳感器，以及AD轉(zhuǎn)換等都有了一些認(rèn)識(shí)，同時(shí)也學(xué)習(xí)到了一些書(shū)本上學(xué)習(xí)不到的東西，不僅僅增強(qiáng)的是一種動(dòng)手的能力，而且還培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的意識(shí)，能力。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使得我對(duì)學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)有了深刻的理解與體會(huì)。 同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)自己的很多缺乏，學(xué)習(xí)的理論知識(shí)功底缺乏，C語(yǔ)言學(xué)習(xí)不牢

52、靠，不能夠完全融會(huì)貫穿所學(xué)到的知識(shí)。對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力很不到位，考慮問(wèn)題不充分不全面。所以在今后的學(xué)習(xí)之中，必須努力的充實(shí)自己，鍛煉自己的各種能力，使得自身的理論素養(yǎng)與實(shí)踐動(dòng)手能力得到更大的提高。5.2 展望 這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根本完成了它的功能，但是當(dāng)然還存在一些缺乏的地方，所以，可以改良。1在該設(shè)計(jì)中是有線溫度控制，可以采用無(wú)線模塊方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，可以不受距離的限制。2RS-485 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，通過(guò)協(xié)議以及軟硬件配合，可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)，與PC通信的功能，在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有充分表達(dá)這個(gè)特性。3在測(cè)量精度上還有待提高。 參考文獻(xiàn)1 何麗華，譚成武，許治平，單片機(jī)多路溫度巡檢儀J，自動(dòng)化儀表，19982 張紅兵 王華凌 編著，基于鉑電阻Pt100的溫度傳感器設(shè)計(jì)J，電子制作，2021(11)：363 溫宗周，單片機(jī)原理及接口技術(shù)第1版M，北京：中國(guó)電力出版社，2021：1-1014 薛紀(jì)文，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第1版M，北京：北京郵電大學(xué)出版社，2021：14-1605 朱清慧，翟天嵩，王志奎，Proteus教程電子線路設(shè)計(jì)，制版與仿真第1版M，北京：清華大學(xué)出版社，2021：200-2106 杜克銘，姚燕，李景涌，基于STC8