毕业设计（论文）-简易电梯控制系统.doc

西安航空职业技术学院 毕业设计论文 I 简易电梯控制系统简易电梯控制系统 摘要 随着科学技术的发展 我国的电梯生产技术得到了迅速发展 一些电梯厂 也在不断改进设计 修正工艺 更新换代 生产更新型的电梯 点提示集机械 原理应用电气控制技术 微处理器技术 系统工程学等多学科和技术分支于一 体的机电设备 目前电梯控制系统主要有三种控制方式 继电器控制系统 单 片机控制系统 微机控制系统 本文则详细阐述了四层电梯运行程序设计的详 细过程 本设计采用了 AT89C51 单片机控制来实现电梯的控制 熟悉掌握好电 梯的功能原理及所起作用 了解相关电梯的构建组成和电梯在当今社会产品中 的一些应用情况 完成电梯整个系统的结构设计 利用单片机控制电梯有成本 低通用行强 灵活性大及易于实现复杂控制等优点 关键词 关键词 AT89C51 单片机 四层电梯 系统控制 LED 数码显示 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 II Abstract Abstract With the development of science and technology China s elevator production technology has been developing rapidly some elevator factory also has a great improvement in design correction technology updating and upgrading Production more new elevator Point tip set mechanical principles applied electrical control technology and microprocessor technology system engineering multidisciplinary and technology branch in the integration of mechanical and electrical equipment At present the elevator control system mainly have three kinds of control mode relay control system and single chip microcomputer control system computer control system This paper is elaborated on four elevator running program design detailed process the design USES the AT89C51 single chip microcomputer control to realize the control of elevator Familiar with mastering the elevator function principle and action understanding of the relevant elevator construction composition and elevator in today s society products in some applications Complete the whole system structure design Using the single chip microcomputer to control the elevator have low cost general line strong big agility and easy to realize complicated control etc KeyKey words words AT89C51monolithic integrated circuit Four elevators system control 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 III 目录 绪论绪论 1 1 1 需求分析需求分析 2 1 1 背景介绍 2 1 1 1 我国电梯行业现状 2 1 1 2 电梯管理系统的现状 2 1 2 社会需求 2 1 3 设计优点 2 1 4 设计缺点 3 2 2 系统的总体电路的设计系统的总体电路的设计 3 2 1 方案论证 3 2 2 单片机选择 3 2 3 译码器的选择 4 2 4 电动机芯片选择 4 2 5 显示器选择 5 3 3 AT89C51AT89C51 单片机简介单片机简介 6 3 1 简介 6 3 2 主要特性 6 3 3 管脚说明 7 3 4 振荡器特性 8 3 5 芯片擦除 8 4 4 系统设计系统设计 9 4 1 设计要求 9 4 2 设计原理 9 4 3 设计方框图 10 5 5 详细设计详细设计 11 5 1 单元电路设计分析 11 5 1 1 控制台电路 11 5 1 2 单片机电路 12 5 1 3 楼层显示电路 12 5 1 4 电动机电路 13 5 2 程序设计流程图 15 6 6 系统的安装与调试系统的安装与调试 16 6 1 PROTEUS软件简介 16 6 2 PROTEUS软件仿真 16 结束语 18 参考文献 19 附录 20 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 绪论绪论 随着国内经济的发展及人口向都市集中 使都市的建筑物普遍朝高层化发 展 电梯在我们的生活中起着举足轻重的作用 电梯已不仅是一种生产环节中 的重要设备 更是一种人们频繁乘用的交通运输设备 交流电梯是采用交流继 电接触器控制的最普通 最大量的一种电梯控制类型 这种控制使用继电器数 量大 保护连锁触电多 电气线路复杂维护工作量大 可靠性稍差 随着微电 子技术的发展 采用无触点控制来代替有触电控制已势在必行 由于早期的电 梯继电器控制方式存在故障率较高 可靠性差 接线复杂 一旦接受完成不易 更改等缺点 所以需要开发一种安全 高效的控制方式 采用单片机构成控制 系统 不但可以大大降低成本 而且做成专用控制系统 程序被固化 加强了 保密性 提高了可靠性 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 2 1 1 需求分析需求分析 1 11 1 背景介绍背景介绍 随着经济不断发展 科学技术日新月异 电梯作为日常生活不可缺少的交 通具 电梯安全及管理问题已是人们关注的焦点 电梯关人 故障停梯 运行不 正常 不能及时维修等问题已是生活在高层建筑中口头抱怨的话题 从抱怨 申诉 直到要求仲裁事例逐渐增多 于是 电梯故障已经成为城市安全的隐患 是城市安防急待解决的问题 因此 提高我国电梯安防管理水平 预防电梯事 故发生已是迫在眉睫 1 1 11 1 1 我国电梯行业现状我国电梯行业现状 目前 我国电梯在用量剧增 同时 各国电梯制造商纷纷在我国建立工厂 且国内电梯厂家也如雨后春笋般出现 使我国电梯产量跃居世界第一位 这种 形势下造成我国在用电梯品牌多 型号复杂 技术水平参差不齐 为维保工作 带来较大难度 多品牌 多型号 不同技术形式的电梯维修经验的共享等等问 题也就成为电梯维修行业渴望解决的问题 1 1 21 1 2 电梯管理系统的现状电梯管理系统的现状 电梯管理技术是伴随着计算机控制技术和网络技术的发展而逐步发 展起来 的 目前国外大的电梯公司几乎都可提供与自己的系统配套的远程监控管理系 统 并能提供比较完善的功能 然而 由于中国特殊的国情 这些国外大公司 的远程监控管理系统在中国的实际应用过程中还存在着一定的局限性 如只能 监控本公司的电梯 对其他公司电梯的监控则无能为力 对电话网络的质量要 求也比较高 另外远程监控系统的价格也比较昂贵 一般用户难以承受 1 21 2 社会需求社会需求 当今社会电梯需求 1 很强的兼容性 2 对原有控制系统无干扰 3 优越的性价比 4 强大的数据库功能 5 障的及时报警及隐患的指导排查 1 31 3 设计优点设计优点 为了适应电梯的迅速发展 我用单片机开发了一套电梯控制系统 由于单 片机的迅速发展和普及 而采用单片机构成控制系统 则可大大降低成本 而 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 3 且做成专用控制系统 程序被固化 加强了保密性 提高了可靠性 1 41 4 设计缺点设计缺点 由于时间和个人能力的关系 本次使用 AT89C51 单片机系统设计的电梯控 制系统是比较简单的电梯控制系统 该电梯是在每层楼都停下 10s 然后上升 或者下降 在现今实际生活当中不实用 2 2 系统的总体电路的设计系统的总体电路的设计 2 12 1 方案论证方案论证 方案一 电梯控制系统由各楼层的最小系统电路 楼层号显示电路 电动 机驱动电路 电梯控制台电路四部分组成 电梯在各楼层的定位本应采用行程 开关 考虑到模型的操作性 采用延时控制 相邻楼层间升降设定为 2 s 1 最小系统电路 时钟电路和复位电路 2 楼层号显示电路 通过程序的控制 使输出的 P2 端口的值与 CD4511 是译码器 然后通过数码管显示楼层的层数 电动机 M1 控制电梯的升降 M2 控制电梯门的开 关 正转则上升和开门 反之 则下降 关门 3 电动机驱动电路 每 1 个电机需要 3 个控制信号 EN12 IN1 IN2 其中 EN12 是使能信号 IN1 IN2 为电机转动方向控制信号 IN1 IN2 分别为 1 0 时 电机正转 反之 电机反转 4 控制台电路 两个按键用于手动控制 控制电梯的 开始运行 和 停止运行 两个指示灯 分别指示电梯当前的升降情况 一只数码管 用 于显示电梯当前所在的楼层 方案二 采用 CPLD 器件作为控制中心 对整个系统的运行进行统一管理 但这种方案要求平时有很多的知识积累和较强的专业水平 实现起来比较困难 且器件较贵不符合经济要求 而且升降电机的控制 显示等还需要单片机的配 合 综上分析 方案一单片机比较合适此控制系统的要求 所以我采用方案一 2 22 2 单片机选择单片机选择 单片机普遍认为是在一块硅片上集成了中央处理器 存储器和各种输入 输出接口 这样的一块芯片具有一台计算机的功能 因而被称为单片微型计算 机 系统所使用的是通用型单片机 它可以把可开发资源全部提供给使用者 单片机普遍认为是在一块硅片上集成了中央处理器 存储器和各种输入 输出接口 这样的一块芯片具有一台计算机的功能 因而被称为单片微型计算 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 4 机 宏晶科技是新一代增强型 8 位单片微型计算机标准的制定者和领导厂商宏 晶科技是新一代增强型 8 位单片微型计算机标准的制定者和领导厂商 STC 系 列的单片机现在在中国的 51 单片机市场上占有较大比例 STC MCU 性能特点在 于 89C 系列 最高工作频率 80M FLASH 程序储存 4K 64K RAM 数据储存 512B 1280B 内部集成 EEPROM 2K 16K 及看门狗和专用复位电路 带 A D 功 能 STC 系列 单时钟 机器周期 超小封装 2 4 路 PWM 8 10 位高速 A D 转 换 FLASH 程序储存 512B 12K RAM 数据储存 256B 512B 集成 1K 的 EEPROM 及硬件 WDT 产品都有为低功耗且有 ISP 和 IAP 功能 强抗干扰和降低 EMI 性 能 2 32 3 译码器的选择译码器的选择 显示器是最长用的输出设备 与单片机的应用系统接口的显示器主要是 LED 显示器和 LCD 显示器 所谓的接口方式是指 LED 数码显示器与单片机的连接方式 按照显示代码 获得方式的不同 可分为硬件译码和软件译码两种 本文采用硬件译码方式 硬件译码方式采用 BCD 译码器 通过译码把一位 BCD 数码翻译成相应的字形代码 然后由驱动器来提供足够的功率去驱动发光 二极管 CD4511 是一个用于驱动共阴极 LED 数码管 显示器的 BCD 码 七段码 译码器 图 2 3 CD4511 管脚 特点如下 具有 BCD 转换 消隐和锁存控制 七段译码及驱动功能的 CMOS 电路能提供 较大的拉电流 可直接驱动 LED 显示器 2 42 4 电动机芯片选择电动机芯片选择 L293D 芯片是单块集成电路 高电压 高电流 推拉 4 通道驱动带二极管 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 5 有 600mA 输出电流每通道 1 2A 峰值输出电流每通道 使用简易 有温度过高 保护 内置钳位二极管 设计用来接受或者逻辑电平 驱动性感负载 比如继 电器 直流和步进马达 和开关电源晶体管 简单的使用是用做两个桥 一对通道连接起来有一个使能输入 图 2 4 L293D 芯片实物图 2 52 5 显示器选择显示器选择 由于设计中的需显示数字字符 且显示的数据比较少 所以宜采用数码管 显示 数码显示器是用来显示数字 文字或者符号的器件 常见的有辉光数码 管 液晶显示器 发光二极管等 而应该液晶屏显示英文字符 且显示的数据 比较多 系统采用的是数码管显示 译码驱动电路将编码器输出的 8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态 并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 3 3 AT89C51AT89C51 单片机简介单片机简介 3 13 1 简介简介 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器 FPEROM Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory 的低电压 高性能 CMOS8 位 微处理器 俗称单片机 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次 该 器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造 与工业标准的 MCS 51 指令 集和输出管脚相兼容 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中 ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器 AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统 提供了一种灵活性高且价廉的方案 图 3 1 AT89C51 管脚图 3 23 2 主要特性主要特性 与 MCS 51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命 1000 写 擦循环 数据保留时间 10 年 全静态工作 0Hz 24Hz 三级程序存储器锁定 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 128 8 位内部 RAM 32 可编程 I O 线 两个 16 位定时器 计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 3 33 3 管脚说明管脚说明 VCC 供电电压 GND 接地 P0P0 口 口 P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I O 口 每脚可吸收 8TTL 门电流 当 P1 口的管脚第一次写 1 时 被定义为高阻输入 P0 能够用于外部程序数据存储器 它可以被定义为数据 地址的第八位 在 FIASH 编程时 P0 口作为原码输入口 当 FIASH 进行校验时 P0 输出原码 此时 P0 外部必须被拉高 P1P1 口口 P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P1 口缓冲器能接收 输出 4TTL 门电流 P1 口管脚写入 1 后 被内部上拉为高 可用作输入 P1 口 被外部下拉为低电平时 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 在 FLASH 编 程和校验时 P1 口作为第八位地址接收 P2P2 口口 P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P2 口缓冲器可接收 输 出 4 个 TTL 门电流 当 P2 口被写 1 时 其管脚被内部上拉电阻拉高 且作 为输入 并因此作为输入时 P2 口的管脚被外部拉低 将输出电流 这是由于 内部上拉的缘故 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进 行存取时 P2 口输出地址的高八位 在给出地址 1 时 它利用内部上拉优 势 当对外部八位地址数据存储器进行读写时 P2 口输出其特殊功能寄存器的 内容 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号 P3P3 口口 P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I O 口 可接收输出 4 个 TTL 门 电流 当 P3 口写入 1 后 它们被内部上拉为高电平 并用作输入 作为输 入 由于外部下拉为低电平 P3 口将输出电流 ILL 这是由于上拉的缘故 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口 如下各管脚第二功能 P3 0 RXD 串行输入口 P3 1 TXD 串行输出口 P3 2 INT0 外部中断 0 P3 3 INT1 外部中断 1 P3 4 T0 记时器 0 外部输入 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 P3 5 T1 记时器 1 外部输入 P3 6 WR 外部数据存储器写选通 P3 7 RD 外部数据存储器读选通 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号 RSTRST 复位输入 当振荡器复位器件时 要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时 间 ALE PROG 当访问外部存储器时 地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地 位字节 在 FLASH 编程期间 此引脚用于输入编程脉冲 在平时 ALE 端以不 变的频率周期输出正脉冲信号 此频率为振荡器频率的 1 6 因此它可用作对 外部输出的脉冲或用于定时目的 然而要注意的是 每当用作外部数据存储器 时 将跳过一个 ALE 脉冲 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0 此时 ALE 只有在执行 MOVX MOVC 指令是 ALE 才起作用 另外 该引脚被略微拉高 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止 置位无效 PSEN PSEN 外部程序存储器的选通信号 在由外部程序存储器取指期间 每个机器 周期两次 PSEN 有效 但在访问外部数据存储器时 这两次有效的 PSEN 信号将 不出现 EA VPP EA VPP 当 EA 保持低电平时 则在此期间外部程序存储器 0000H FFFFH 不管是否有内部程序存储器 注意加密方式 1 时 EA 将内部锁定为 RESET 当 EA 端保持高电平时 此间内部程序存储器 在 FLASH 编程期间 此引脚也用 于施加 12V 编程电源 VPP XTAL1XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 XTAL2XTAL2 来自反向振荡器的输出 3 43 4 振荡器特性振荡器特性 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出 该反向放大器可以配置 为片内振荡器 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用 如采用外部时钟源驱动器件 XTAL2 应不接 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器 因此对外 部时钟信号的脉宽无任何要求 但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度 3 53 5 芯片擦除芯片擦除 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合 并保 持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成 在芯片擦操作中 代码阵列全被写 1 且在任何非空存储字节被重复编程以前 该操作必须被执行 此外 AT89C51 设有稳态逻辑 可以在低到零频率的条件下静态逻辑 支 持两种软件可选的掉电模式 在闲置模式下 CPU 停止工作 但 RAM 定时器 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 9 计数器 串口和中断系统仍在工作 在掉电模式下 保存 RAM 的内容并且冻结 振荡器 禁止所用其他芯片功能 直到下一个硬件复位为止 4 4 系统设计系统设计 4 14 1 设计要求设计要求 用单片机模拟高度为四层楼的电梯运行控制系统模型 电梯在各楼层的定 位采用延时控制 相邻的层楼间升降时间设定为 2s 每层楼停留的时间要求为 10s 到达每层楼的时候电梯开门 10s 过后电梯自动的关门 继续上升或者下 降 4 24 2 设计原理设计原理 电梯控制系统由单片机最小系统电路 楼层号显示电路 电动机驱动电路 电梯控制台电路四部分组成 电梯通电后 起始位置在一楼 数码管显示 1 当按下 开始 按键 电梯开始向上运动 控制台的上升指示灯 LEDU 亮 2s 后到达 2 楼 数码管显示 2 并在 2 楼停留 10s 电梯门开 10s 后关上 然 后继续上升 每楼层停留 10s 直到 4 楼 在 4 楼停留 10s 后开始下降 控制 台的下降指示灯 LEDD 亮 每楼层停留 10s 直到一楼 然后重复上述过程 在上下循环的过程中 如果按下过 停止 键 电梯下降到一楼后停止工 作 直到再次按下 开始 键后重新恢复工作 延时 10s 由定时器 T0 和寄存器 R2 完成 定时器 T0 定时 100ms 每 100ms 产生一次中断 将寄存器 R2 加到 100 时 产生了 100 次中断 共计 10s 完成 10s 定时器 T1 定时 10ms 每 10ms 产生一次中断 在中断服务程序中检查一次 停止 键是否按下 如果按下 停止 键 T1 计时 并将 R3 设置为 0FFH 电梯下降到一楼时检查寄存器 R3 中的内容 如果是 0FFH 就停止工作 电梯的开关门和升降由电动机驱动完成 设置 P0 端口的值可以控制电动机 的转动情况 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 10 4 34 3 设计方框图设计方框图 图 4 3 方框图设计 控制台 电路 AT89C51 单片机 显示电路 电梯驱动 电路 时钟电路 复位电路 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 11 5 5 详细设计详细设计 5 15 1 单元电路设计分析单元电路设计分析 5 5 1 1 1 1 控制台电路控制台电路 图 5 1 1 控制台电路 控制台电路如图 5 1 1 所示 开始 和 停止 两个按键用于手动控制电 梯的运行状态 两个指示灯指示电梯当前的升降情况 LEDU 指示上升状况 LEDD 指示下降状况 发光二极管 LED3 和 LED4 显示开关的是否按下 如果二 极管亮了 则表示按键按下了 电容 C4 C5 是消除按键的抖动 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 12 5 1 25 1 2 单片机电路单片机电路 图 5 1 2 单片机电路 单片机电路如图 5 1 2 所示 采用的是 AT89C51 单片机 C1 C2 两个电容 为 30pF 瓷片电容 与晶体振荡器构成时钟电路 晶体频率为 6MHz 晶振是给 单片机提供工作信号脉冲的 它的速率就是单片机的工作速率 简单地说 没 有晶振就没有时钟周期 没有时钟周期 就无法执行程序代码 单片机就无法 工作 电容 C3 电阻 R1 R2 和按键 Reset 构成手动复位电路 当单片机的复 位引脚 RESET 出现两个机器以上的高电平时 单片机就执行复位操作 如果 RST 持续为高电平时 单片机就处于循环复位状态 每次复位后 单片机的程 序都会从第一条开始从新执行 另外 还额外设计了滤波防干扰电路 电源先 经过它们在接入单片机的 Vcc 可以有效的减少其中的杂波带来的干扰 5 1 35 1 3 楼层显示电路楼层显示电路 楼层显示电路如上图 5 1 3 所示 CD4511 是译码器 R7 R13 是限流电阻 通过程序的控制 使输出的 P2 端口的值与 CD4511 是译码器 然后通过数码管 显示楼层的层数 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 13 图 5 1 3 楼层显示电路 5 1 45 1 4 电动机电路电动机电路 该电路采用的是 L293D 芯片 L293D 采用 16 引脚DIP 封装 其内部集成 了双极性 H 桥电路 所有的开量都做成 n 型 这种双机型脉冲调宽方式具有很 多优点 如电流连续 电机可四角限运行 电机停止时有微振电流 起到 动 力润滑 作用 消除正反向时的静摩擦死区 低速平稳性好等 L293D 通过内 部逻辑生成使能信号 H 桥电路的输入量可以用来设置马达转动方向 使能信 号可以用于脉宽调整 另外 L293D 将 2 个 H 桥电路集成到 1 片芯片上 这就 意味着用 1 片芯片可以同时控制 2 个电机 每 1 个电机需要 3 个控制信号 EN12 IN1 IN2 其中 EN12 是使能信号 IN1 IN2 为电机转动方向控制信号 IN1 IN2 分别为 1 0 时 电机正转 反之 电机反转 其中 EN12 IN1 IN2 EN34 IN3 IN4 和单片机的 P0 口连接 通过输入 P0 端口的 值来控制电机的转动 电动机 M1 控制电梯的升降 M2 控制电梯门的开 关 正转则上升和开门 反之 则下降 关门 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 14 图 5 1 4 电动机电路图 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 15 5 25 2 程序设计流程图程序设计流程图 P P0 0赋赋值值电电动动 机机停停止止 开开 门门 数数码码管管显显示示3 3 延延时时2 2S S 延延时时1 10 0S S 数数码码管管显显示示2 2 P P0 0赋赋值值电电动动机机停停 止止 开开门门 4 4楼楼下下降降指指示示灯灯亮亮 P P0 0赋赋值值电电动动机机 关关门门 反反转转 P P0 0赋赋值值电电动动 机机关关门门反反转转 3 3楼楼下下降降指指示示灯灯亮亮 延延时时1 10 0S S延延时时2 2S S 数数码码管管显显示示4 4 延延时时2 2S S P P0 0赋赋值值电电动动 机机关关门门正正转转 3 3楼楼上上升升指指示示灯灯 亮亮 P P0 0赋赋值值电电动动 机机停停止止开开门门 延延时时1 10 0S S P P0 0赋赋值值电电动动 机机停停止止 开开 门门 数数码码管管显显示示2 2 P P0 0赋赋值值电电动动 机机关关门门反反转转 2 2楼楼下下降降指指示示灯灯亮亮 延延时时1 10 0S S 延延时时2 2S S 按按过过停停止止键键 延延时时1 10 0S S 数数码码管管显显示示1 1 P P0 0赋赋值值电电动动机机停停 止止 开开门门 开开始始 初初始始化化 数数码码管管显显示示1 1 开开始始 按按键键下下 P P0 0 赋赋值值 电电动动机机关关 门门 正正转转 1 1楼楼上上升升指指示示灯灯亮亮 延延时时2 2s s P P0 0赋赋值值电电动动机机 停停止止 开开门门 延延时时1 10 0s s P P0 0赋赋值值电电动动 机机关关门门正正转转 2 2楼楼上上升升指指示示灯灯亮亮 延延时时2 2S S 数数码码管管显显示示3 3 结结束束 Y Y N N Y Y 图 5 2 程序流程图 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 16 6 6 系统的安装与调试系统的安装与调试 6 16 1 ProteusProteus 软件简介软件简介 Proteus 软件是一种低投资的电子设计自动化软件 提供可仿真数字和模 拟 交流和直流等数千种元器件和多达 30 多个元件库 Proteus 软件提供多种 现实存在的虚拟仪器仪表 此外 Proteus 还提供图形显示功能 可以将线路 上变化的信号 以图形的方式实时地显示出来 这些虚拟仪器仪表具有理想的 参数指标 例如极高的输入阻抗 极低的输出阻抗 尽可能减少仪器对测量结 果的影响 Proteus 软件提供丰富的测试信号用于电路的测试 这些测试信号 包括模拟信号和数字信号 提供 Schematic Drawing SPICE 仿真与 PCB 设计功 能 同时可以仿真单片机和周边设备 可以仿真 51 系列 AVR PIC 等常用的 MCU 并提供周边设备的仿真 例如 LED 示波器等 Proteus 提供了大量的元 件库 有 RAM ROM 键盘 马达 LED LCD AD DA 部分 SPI 器件 部分 IIC 器件 编译方面支持 Keil 和 MPLAB 等编译器 一台计算机 一套电子仿真软件 在加上一本虚拟实验教程 就可相当于一个设备先进的实验室 以虚代实 以 软代硬 就建立一个完善的虚拟实验室 在计算机上学习电工基础 模拟电路 数字电路 单片机应用系统等课程 并进行电路设计 仿真 调试等 6 26 2 ProteusProteus 软件仿真软件仿真 原理图是在原理图编辑窗口中的蓝色方框内绘制完成的 通过文件中的新 建设计选项 可以调整原理图设计页面大小 绘制原理图时首先应根据需要选 取元器件 Proteus 库中提供了大量元器件原理图符号 利用 Proteus 的搜索 功能能很方便地查找需要的元器件 首先根据需要选择器件 单击元器件列表窗口上边的按钮 P 弹出元器件 选择窗口 在该窗口左上方的关键字栏内键入 AT89C51 窗口中间的结果栏将 显示出元器件库中所有 AT89C51 单片机芯片 选择其中的 AT89C51 窗口右上 方将显示出 AT89C51 图形符号 同时显示该器件的虚拟仿真模型 单击确定按 钮后 AT89C51 将出现在器件列表窗口 照此方法选择所有需要的元器件 器件选择完毕后 就可以开始绘制原理图 先用鼠标从器件选择窗口选中 需要的器件 预览窗口将出现该器件的图标 放置电源和地线端时 要从终端 按钮栏中选取 1 proteus 仿真软件调试 首先 编程时应采用模块化编程 将各个模块所应实现的功能编写子程序 然后对各个子程序进行检测 直到各个模块功能能够正常工作为止 然后在 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 17 proteus 中进行仿真 直到仿真正常 则可以进行硬件电路焊接 2 硬件电路中的软件调试 即使仿真结果正常 只是说明程序基本无误 但是应用在实际硬件电路中 却不一定能够正常工作 比如 DS18B20 温度传感器对时序要求很高 所以调试 DS18B20 是难点所在 在调试 DS18B20 时应根据 LCD 的显示状态修改程序 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 18 结束语结束语 在做本次单片机设计的过程中 我感触最深的当属查阅大量的设计资料 为了让自己的设计更加完善 查阅这方面的设计资料是十分必要的 同时也是 必不可少的 在这次课程设计中 我们运用到了以前所学的专业课知识 如 汇编语言 模拟和数字电路等等相关知识 在此我也总结出以下几点 1 在设 计程序之前 应对所用单片机的内部结构有一个系统的了解 知道该单片机内 有哪些资源 要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图 2 在设计程序 时 不能妄想一次就将整个程序设计好 反复修改 不断改进是程序设计的必 经之路 要养成注释程序的好习惯 一个程序的完美与否不仅仅是实现功能 而应该让人一看就能明白你的思路 这样也为资料的保存和交流提供了方便 4 在设计过程中遇到问题是很正常德 但我们应该将每次遇到的问题记录下来 并分析清楚 以免下次再碰到同样的问题 总之 这次的设计让我从中学到很 多知识 让我受益终身 并且发现 提出 分析 解决问题和实践能力的提高 都会受益于我在以后的学习 工作和生活中 在这几个月的时间里 从对课题的理解 方案的设计 到程序的编写 再 到论文的写作 中间有着自己的努力 更有着老师和同学的关心和巨大的帮助 首先我要对本论文的指导老师汪宏武老师致以衷心的感谢 从论文的选题 有关资料的收集 课题的讨论 到论文的撰写和修改 导师都给了我悉心的指 导和帮助 他对学生认真负责的态度让我由衷的敬佩 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 19 参考文献参考文献 1 毛谦敏 吴洪谭 肖艳萍 单片机原理及应用系统设计 M 北京 国防工业出版社 2008 7 2 张红润 张亚凡 单片机原理及应用 M 北京 清华大学出版社 2004 12 3 张旭涛 曾现峰 单片机原理及应用 M 北京 北京理工大学出版社 2007 2 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 20 附录附录 设计原理图 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 21 程序清单 初始化 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH AJMP TIME ORG 001BH AJMP TIME1 主程序 START MOV TMOD 11H 由定时器 T0 方式 1 MOV IE 8AH MOV TH0 3CH 定时 100ms MOV TL0 0B0H MOV TH1 0ECH 定时 10ms MOV TL1 78H SETB TR0 启