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摘要:介绍了PROTEUS软件以及基于PROTEUS进行单片机系统开发的过程,并在: k1 u4 J5 h8 i
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+ U4 F% Q; E, o6 x7 L- c1 {2 _
度的测量和显示、向上位机传送数据以及限报警等多种功能.本研究证明,在PROTEUS环境. f% {9 p, Y! _4 ]
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
" H5 m' M O, v0 W成本,缩短开发周期,提高效率.( \& U0 c+ R* T# {
关键词: PROTEUS; DS18B20;单片机! I; ~ O6 j# O8 ?$ Z3 U* V
0引言1 \2 E' A+ _- p$ \1 f$ Z: t
随着微电子技术的迅猛发展，单片机在汽车、通信、办公自动化、工业控制、高级玩具、家用电器等方) M! S4 A" n4 w7 F' S' L
面都得到了广泛的应用.单片机作为嵌入式系统的核心器件，其系统设计包括硬件电路设计和程序设计
% J1 [: |% N5 j, y* ~& R两个方面,调试过程一- 般分为软件调试、硬件测试、系统调试3个过程.软件调试-般比较容易进行，但如
; i) n7 V4 K: R6 L, P3 f. W( z果要进行硬件电路测试和系统调试则比较麻烦，因为要进行这两个过程必须在电路板制作完成、元器件$ S3 \* e! M* G- ~# g
焊接完毕之后进行,而且电路板的制作.元器件的安装及焊接费时费力.如果将PROTEUS作为单片机系5 r: H y; g z
统仿真工具，则不用制作电路板也能够完成以上工作.毫无疑问，在使用PROTEUS进行系统虚拟开发0 g3 o/ }; T _& Z3 O- F; u2 u- y2 g
成功之后再制作电路板,会缩短开发周期,提高设计效率,降低开发成本,这些因素对于产品设计是非常重
1 o9 B; a f& H O要的.3 N* t) i5 e& D! v* \+ H, a' b; H+ {
1 PROTEUS简介' F+ m6 z$ }2 x
PROTEUS是基于SPICE3F5仿真引擎的混合电路仿真软件,不仅能够仿真模拟、数字电路以及模数6 I7 L$ X1 d+ T- _: n
混合电路，更具特色的是PROTEUS能够仿真基于单片机的电子系统. PROTEUS不但完全支持7 \) |9 C% A$ Y# v P
MCS-51及其派生系列单片机的设计系统，另外也能仿真基于AVR和PIC系列的单片机系统. PRO~
. f- S/ h5 X' D- U: VTEUS软件可提供的模拟和数字、交流和直流等元器件库多达30多个，共计数千种元器件.此外，对于3 e0 e4 Q3 c7 h) L& N! |
元件库中没有的器件,使用者也可依照需要自已创建.在软件调试方面,PROTEUS自身只带汇编编译
5 r q4 J0 B3 f: S6 _器，不支持C语言,但可以与Keil C51集成开发环境连接，将用汇编和C语言编写的程序编译好之后，5 }$ h4 R1 ^* ?. O
可以立即进行软、硬件结合的系统仿真,像使用仿真器-样来调试程序..
4 t6 X# Q: J! B" [2 M5 y: V2硬件方 案设计
- Z r) r# W' g: s本设计中以DS18B20为传感器、AT89C51单片机为控制核心组成多点温度测试系统,如图1所示，1 ^( l2 Y$ r3 Q8 J
1 r& I9 I) Y/ ^. W$ @2.1传感器部分
) N E+ k6 G3 d1 FDS18B20是一种数字化的温度传感器,数据输出9~12位可以通过编程进行选择.当选用12位输出5 k+ ^3 @$ c- W) n _* c2 d
时,最大温度转换时间为750ms.该器件采用单线通讯，可以允许在通讯总线上级联多个DS18B20器件，
4 p! T& H/ z% U7 o( o' }/ Z所以很适合多点测温.在DS18B20片内设有报警单元,用户可以定义报警的上下限.在完成温度转换后，
\6 V7 B2 C6 O$ A. {5 V- _- q与贮存在寄存器中的用户补码触发报警TH值和TL值进行比较而触发报警.为了适应不同场合的测温
1 q4 W( M- |; z, u, A+ |" \要求，DS18B20采用3种封装形式,即TO-292.8脚SO,8脚μSOP. TO-292可用于远距离测温,后两种
' r% _) f# C- W: f可安装于仪器设备的内部,用于环境温度监测或室内温度监测等.该器件的供电也很灵活,可使用8 e6 X& W) }/ c7 U( G
DC3.0V~5.5V外部供电,也可以采用寄生取电模式供电,即把电源端和地端短路接地而在数据通讯1 A6 Y5 b g' B
线上寄生取电.此外，DS18B20还有应用简单无需任何外围元件、测温范围广(-55C~+125C)、测温精
6 E* T4 L' i+ ? ]3 p度高(- 10C~+ 85C范围内精度士0.5"C)等特点，可以应用于恒温控制、.工业系统.消费类产品、温度计
0 j. [" D! J, Q" U' C以及其他热敏感系统[3).
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发表于 2020-5-19 09:44
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