基于PROTEUS的单片机多路温度采集系统的仿真设计

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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
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
' J+ T+ n2 ~3 u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
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
成本,缩短开发周期,提高效率.
1 K# D- [2 V9 S. @) c; d( k2 s关键词: PROTEUS; DS18B20;单片机
8 r* C8 }8 ]- c1 }0 ^0引言
4 K, v8 j% @9 O+ g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
/ w$ Q& D. {2 H" m" ?) {: x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
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
% V" b) b- x3 V$ A% }' N; |- P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
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
0 ?  N) d5 V+ v3 N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
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
7 L4 |# b4 M/ b0 X: k7 W2 G要的.
; v. }5 X& N+ x) ]1 PROTEUS简介
% @* y/ O3 J0 B+ hPROTEUS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
" ]* N- L- X' }: N% W  J% Z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
( T0 ?) x' v1 H0 pMCS-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~
TEUS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
( X3 e7 V6 C" a4 M% W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
* E+ N1 W" p5 k4 }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，
0 i" S- p' ^5 k$ t( D+ 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..
2硬件方 案设计
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，
7 b, T2 o( b8 G: J% B7 I) q
2.1传感器部分
, m3 B  G! W" a$ E1 t' f( Y; ]DS18B20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
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，
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，
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
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
5 V. Y5 ^' U8 Q0 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
: `+ c3 V1 @5 w% q7 y9 mDC3.0V~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
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
) f1 e$ f5 V0 v! L) K5 [, {2 `, i3 E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
以及其他热敏感系统[3).
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