基于單片機的智能恒溫箱畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 圖 C1 Proteus ISIS 的工作界面圖 14 Protues 仿真步驟 1. 打開 Protues 軟件，點對象選擇按鈕“ P”，彈出選擇元器件窗口，查找自己所需要的元器件，點擊右下角的 OK 鍵進行選擇。該設計所用到的元器件對照表如表 C1。 表 C1 智能恒溫箱的元件對照表 2. 元器件的放置。選擇的元器件在工作界面以粉紅色的框圖進行示意，我們選準器件的位置點擊左鍵放置，右鍵退出。選擇的元器件自動存在對象選擇器窗口。 3. 元器件的連線。左擊第一個 對象連接點。如果你想讓 ISIS 自動定出走線路徑，只需左擊另一個連接點。另一方面，如果你想自己決定走線路徑，只需在想要拐點處點擊鼠標左鍵。 4. 軟件的加載。點擊菜單欄“ Source”，在下拉菜單點擊“ Add／ Remove Source Files(添加或刪除源程序 )”出現一個對話框，如圖 5 所示。點擊對話框的“ NEW”按鈕，在出現的對話框輸入 test，點擊打開；軟件會提示：沒有該文件是否創建，點擊“是”，就會出現 test 的記事本，在里面輸入源共陰七段極數碼管 DPY_7SEG_DP 7CC 電源 POWER 地 GROUND 溫度傳感器 DS18B20 電容 CAP 晶振 CRYSTAL 按鈕 BUTTON 80C51 單片機 80C51 電阻盒 RP1 發光二極管 LED 手動按鈕 SWITCH 電阻 RES 15 程序，點擊保存，關閉。點擊菜單欄的“ Source”在下拉菜單點擊“ Build All”，過一會，編譯結果的對話框就會出現在我們面前。如果有錯誤，對話框會告訴我們是哪一行出現了問題，可惜的是，點擊出錯的提示，光標不能跳到出錯地方，但是能告訴出錯的行號。 4. 系統的調試。單擊工作區左下角的運行按鈕 ，并對 相應的按鍵進行操作，看是否滿足系統要求。調試結束單擊仿真停止按鈕 。 KeilC 與 Proteus 連接調試 1． 假若 KeilC 與 Proteus 均已正確安裝在 C:\Program Files 的目錄里，C:\ProgramFiles\LabcenterElectronics\Proteus6Professional\MODELS\VDM5 復制到 C:\Program Files\keilC\C51\BIN 目錄中。 2． 用記事本打開 C:\Program Files\keilC\C51\，在 [C51]欄目下加入： TDRV5=BIN\ (Proteus VSM Monitor51 Driver) 其中“ TDRV5”中的“ 5”要根據實際情況寫，不要和原來的重復。 （步驟 1和 2只需在初次使用設置。） 3． 進入 KeilC μ Vision2開發集成環境，創建一個新項目 (Project)，并為該項目選定合適的單片機 CPU器件（如： Atmel公司的 AT89C51）。并為該項目加入 KeilC源程序。 4．單擊“ Project菜單 /Options for Target”選項或者點擊工具欄的“ option for ta rget”按鈕 ，彈出窗口，點擊“ Debug”按鈕，出現如圖所示頁面。 16 在出現的對話框里在右欄上部的下拉菜單里選中“ Proteus VSM Monitor一 51 Driver”。并且還要點擊一下“ Use”前面表明選中 的小圓點。 再點擊“ Setting”按鈕，設置通信接口，在“ Host”后面添上“ ”，如果使用的不是同一臺電腦，則需要在這里添上另一臺電腦的 IP地址 (另一臺電腦也應安裝 Proteus)。在“ Port”后面添加“ 8000”。設置好的情形如圖所示，點擊“ OK”按鈕即可。最后將工程編譯，進入調試狀態，并運行。 5． Proteus的設置 進入 Proteus的 ISIS，鼠標左鍵點擊菜單“ Debug”， 選中“ use romote debuger monitor”，如圖所示。此后，便可實現 KeilC與 Proteus連接調試。 6． KeilC與 Proteus連接仿真調試 單擊仿真運行開始按鈕 ，我們能清楚地觀察到每一個引腳的電 17 頻變化，紅色代表高電頻，藍色代表低電頻。 18 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 C5 1S RC F I L E = te x t. Uv 2X11 2 M H ZC13 0 n FC23 0 n FC31 0 u f復位溫度顯示切換加 1‘ C 減 1’ C溫度設定2 5 . 0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0H E A TC O O L實時 設定R71 0 kR81 0 kR 1 01 0 kR 1 11 0 kR 1 21 0 kR92 0 0R16 0 0R21 0 kR31 0 kR41 0 kR51 0 kR61 0 k 圖 31 總體硬件原理圖 19 時鐘頻率電路設計 單片機必須在時鐘的驅動下才能工作，在單片機內部有一個時鐘振蕩電路，只需要外接一個振蕩源就能產生一定周期的時鐘信號送到單片機內部的各個單元，決定單片的工作頻率，時鐘電路如圖 32 所示。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115U180 C 5 1S R C F I LE = te x 2X112 M H ZC130 n FC230 n FC310 u f 圖 32 外部振蕩電路 一般選用石英晶體振蕩器。此電 路大約延遲 10ms 后振蕩器起振，在 XTAL2 引腳產生幅度為 3V 左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要有石英晶體的頻率確定。電路中兩個電容 C C2 的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進行微調。 C C2 的典型值為 30pF。 單片機工作時，由內部振蕩器產生或由外直接輸入的送至內部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期，其大小是時鐘信號頻率的倒數，時鐘信號頻率常用 fosc 表示。圖中時鐘頻率為 12MHz，即 fosc=12MHz，則時鐘周期為 1/12μs。 復位電路設計 單片機的第 9 腳 RST 為硬件復位電路，只要在該端加上持續 4 個機器周期的高電平即可實現復位，復位后單片機的各個狀態都恢復到初始化狀態，其電路圖如圖 33 所示。 圖 33 中由按鍵以及電容 C電阻 R R2 構成上電復位及手動電路。由于單片機是高電平復位，所以上電復位時，接通電源即可，當上電后， 20 由于電容 C1 開始緩緩充電，則圖中電路由 5V 電源到電容到電阻 R1 和地之間形成一個通路，由于在 R1 上產生電壓降，則單片機的 RST 腳上為高電平，經過一段時間后電容的電充滿，此時 C1 處可視為斷路，單片機 RST腳處電壓逐漸降為 0V，即處于穩定的低電平 狀態，此時單片機完成上電復位，程序從 0000H 開始執行。手動復位時，按一下圖中的按鈕即可，當按鍵按下的時候，單片機的 9 腳 RST 管腳處于高電平，此時單片機處于復位狀態。 值得注意的是，在設計當中使用到了硬件復位電路和軟件復位兩種功能，由上面所述的硬件復位之后的各狀態可知，寄存器的值都恢復到了初始值，而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能，該功能實現的前提條件就是不能對單片機進行硬件復位，所以設定了軟件復位功能。軟件復位實際上就是當程序執行完畢之后，將程序指針通過一條跳轉指令讓它跳轉到程序執行的起始地址。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115U180 C 5 1S R C F I LE = te x 2C230 n FC310 u f 復位 R920 0R160 0R210 k 圖 33 硬件復位電路 顯示電路的設計 顯示電路概述 示功能與硬件關系極大，在這里我們使用的是七段數碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態顯示，一種是動態掃描。其中靜態顯示的特點是顯示穩定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口 21 資源多；動態掃描的特點是顯示穩定程度沒有靜態顯示好，程序編寫復雜，但是相對靜態顯示而言最大的優點是占用端口資源少。由于本設計需要較多的端口用于其它的功能因此采用占用端口少的動態掃描顯示的辦法。以下將對顯示電路的各個部件及整體設計做詳細 的介紹。 七段 LED 數碼管的原理 LED 數碼管顯示器由 8 個發光二極管中的 7 個長條發光二極管（稱七筆段）按 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 順序組成“ 8”字形，另一個點形的發光二極管放在右下方，用來顯示小數點。數碼管按內部連接方式又分為共陽極數碼管和共陰極數碼管兩種。若內部 8 個發光二極管的陽極連在一起接電源正極，就成為共陽極數碼管；若 8 個發光二極管的陰極連在一起接地，測稱為共陰極數碼管。 本次設計所用的到的共陰極數碼管的引腳如圖 34 所