基于单片机的数字气压计的设计与实现-毕业设计.doc

I 基于单片机的数字气压计的设计与实现 学生 指导教师 内容摘要 数字气压计的重要组成部分是压敏元件 压敏元件可以将数字气压计需 要测量的气压转化成为一种电流或者是一种电压信号 此时形成的电流或者电压信号 具有容易传输 容易检测的特点 之后 经过后续电路处理这种电流或者是电压信号 它就可以显示在数字气压计的屏幕上 这就是数字气压计的电流传输 处理 显示与 读数过程 在数字气压计中 气压传感器起着决定性的作用 数字气压计的设计与实现是一个复杂而繁琐的过程 它的设计需要硬件与软件二者 相结合 再经过系统的仿真调试得以实现 气压传感器起着关键性 决定性的作用 本设计中我们将采用型号为MPX4105的传感器 通过此型号的传感器测出相对应的具有 模拟性的电压值 之后通过电压 频率 V F 变换手段将其电压值输入到单片机进行 处理 显示出相对应的气压值 本设计的总体目标是将大学三年多所学的专业知识运 用到实践当中去 在这次设计中可以实现数字气压计系统的所有特性 关键词 压敏元件 数字气压计 单片机 气压传感器 II The Design and Implementation of Digital Barometer Base on Single Chip Microcomputer Abstract Abstract Digital barometer is a device that makes full use of pressure sensitive components which can make the tested pressure change into current or voltage signal easily At the same time pressure sensors is the core component for barometer The ariticle introduces a excellent way that illustrated digital precision barometer can obtain the function of soft and hardware at the same time The air pressure via MPX4105 which achieving the value of analong voltage and the signal is converted by V F converter then coped with SCM Finally the signal can be displayed on LED synchronously As we can see that this kind of system is reliable stable security and economy Keywords Keywords Pressure sensing element Digital barometer single chip microcomputer Gs pressure transducer III 目 录 前言 1 1 系统总体设计 3 1 1 设计整体思想 3 1 2 系统总体框图 3 1 3 元器件的选择 4 1 3 1 气压传感器 4 1 3 2 电压 频率 V F 转换器 4 1 3 3 三端稳压器 5 1 3 4 单片机 5 1 3 5 LED 显示 5 2 硬件电路设计 5 2 1 气压传感和电压 频率 V F 转换电路部分 5 2 2 单片机电路部分 8 2 2 1 89C52 单片机 9 3 软件设计 11 3 1 软件开发 C 语言介绍 11 3 2 运用频率计算出气压值 12 3 3 基于单片机设计的程序流程图 13 4系统调试与仿真 14 4 1 C 语言软件开发系统 14 4 2 PROTEUS 软件介绍 14 4 3 联机调试过程 15 5 设计总结 16 5 1 设计成果 16 5 2 感谢 16 参考文献 17 IV 附录 1 18 附录 2 19 1 1 基于单片机的数字气压计的设计与实现 前言 气压计是一种测量大气压的装置 气压计的重要组成部分是压敏元件 压敏元件 可以将数字气压计需要测量的气压转化成为一种电流或者是一种电压信号 此时形成 的电流或者电压信号具有容易传输 容易检测的特点 之后 经过后续电路处理这种 电流或者是电压信号 它就可以显示在数字气压计的屏幕上 这就是数字气压计的电 流传输 处理 显示与读数过程 在数字气压计中 气压传感器起着决定性的作用 本课题利用单片机控制的数字气压计设计与实现功能 单片机的接口信号必须是 数字信号 因此想要运用单片机获取气压这类非电信号的信息 需要使用气压传感器 将气压信息转换成电流或电压输出是气压传感器的作用 转换后的电流或电压输出常 为模拟信号 因此必须进行 A D 转换 以满足单片机接口的需要 数字气压计大量应用在各种工矿企业 野外作业 消费类电子产品等地方 它的 需求极为广泛 常见的气压计有盒式气压计和液体气压计 飞机上使用的高度计实际上是通过盒 式气压计改装而成的 常见的液体气压计有酒精气压计和水银气压计两种 这两种气 压计都是老式气压计 不方便于携带而且容易损坏 在科技飞速发展的今天 各行各业不断出现新技术新材料 进入 20 世纪 90 年代 以后 微电子行业发展极为迅速 各行各业的电子传感器被发明并运用到各个领域当 中 给人们的生产生活带来了极大的便利 数字气压传感器已经出现 并大量运用到 日常生活中 现在很多手持设备中都植入了气压计功能 例如手机 GPS 等 为人们的 出行旅游带来方便 目前国际国内很多电子公司都推出了数字气压传感器 如摩托罗拉公司的 MPX4105 Intersema 公司的 MS5534b 及华普微电子公司的 HP03 系列数字气压传感器 多样化的数字化气压测量装置 用品大量出现 致使此产品越来越普及 精确度也越 来越高 数字气压计除了测量气压一种功能以外 还具备了测量温度 指南针 码表 的功能 以前电子气压计只是一种专业场合只能通过专业人才能使用的测量器具 现如今 电子气压计已经成为大众化产品 在大街小巷随处可见 它也成为人们方便携带与利 用的电子产品之一 气压传感器在数字气压计中起着至关重要的作用 在当今社会中 数字气压计的 运用范围广泛 2 在国防领域中 它运用于火箭 导弹升空的气压监测 在工业领域 它运用于汽 车制造方面颇多 在医疗领域 它多运用高压氧舱的气压测量 数字气压计的出现及 广泛使用 为我们平民百姓的日常生活提供了很大的便利条件 在本次设计与实验的过程中 数字气压计是采用单片机的数字气压计控制 这种 采用单片机的数字气压计使用起来方便 精准度较高 显示的数字易读 方便携带 产品的质量得以保障 基于气压传感器的关键性作用 此实验设计首先需要介绍一下气压传感器的相关 知识 为后续的工作奠定一个良好的基础 首先对于气压传感器的技术性能作出以下介绍 在气压传感器中 普遍采用的技术是差动技术 差动技术的最大优点是减小大气 温度变化对实验测量的影响 其次它还具有减少外界对实验干扰 影响气压传感器精 确度的优点 在气压传感器中可以产生一种平均效应 这是由于气压传感器采用了平均技术 每一个单元都可以感受到数字气压计的测量是它的原理 每一个单元所感受到的误差 值看做随即误差并且服从正态分布的话 总的误差将会显著减小 在气压传感器中 补偿性修正技术也被广泛应用 在气压传感器本身特性发生变 化时 可以利用补偿性修正技术进行修复 还可以在外界环境允许的条件下 对气压 传感器进行修正的一种技术 对气压传感器的整体或者材料 元器件进行必要的稳定性处理是为了提高传感器 性能的稳定性 气压传感器在使用的过程中 若测量要求较高 必要时也应对附加的 调整元件 后续电路的关键元器件进行老化处理 1 其次对于气压传感器的发展趋势作出以下介绍 气压传感器的发展不仅仅只涉及到一个领域 它在专业的技术水平发展平台上使 用很多 在选取材料的方法及使用上也有涉及 在工业方面它的应用更加广泛 传感 器集成化也可以称为 多功能一体化 它是将传感器的温度补偿 放大及运算多种环 节一体化 并运用它们组装成一个元器件 当前 各类集成传感器已出现许多系列性产品 广泛应用于生产生活中 传感器 技术发展迅速 集成化成为它发展的一个重要方向 在集成化技术快速发展的前提条 件下 相继出现了各类混合集成和单片集成式压力传感器 大部分已经推广上市 搞清楚气压的定义是设计电子气压计的首要条件 气压是作用在单位面积上的大 气压力 即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量 气压以百帕 3 hPa 为单位 取一位小数 国际制单位 帕斯卡 简称帕 符号是 Pa 常用单位 标准大气压 表示气压的单位 通常运用水银柱高度 一个标注大气压 1013 百帕 毫 巴 1 毫米水银 汞柱 柱高 4 3 百帕 毫巴 1 个标注大气压 760mm 水银 汞柱 柱高 气压产生的原因 依据分子动理论可知 气体的压强是通过大量分子频繁碰撞容 器壁面产生的 大量分子频繁碰撞容器壁 对气壁的作用力是持续 均匀的 压强大 小就是这个压力与气壁面积的比值 影响压强的因素 海拔因素 大气温度 大气密度都会影响气压的大小 一般随 着高度升高按指数律递减 大气压强的变化有日 月及年的差别 在一天当中 气压 有一个最高值 最低值 分别出现在 9 10 时和 15 16 时 在一年当中 夏季气压低 于冬季气压 水银气压表 空盒气压表 气压计是气象观测中常用的测量气压的仪器 意大利科学家托里拆利最先测出标准大气压 1 系统总体设计 1 1 设计整体思想 本次系统设计将采用型号为 MPX4105 的气压传感器 数字气压计的设计思路包含 软件设计及硬件设计 2 软件设计包括 C 语言的编程与设计 硬件设计包括传感器 单片机的技术设计及调试 首先 我应当先对 C 语言进行全面的学习 学会编写程序 对单片机的选择也需要有自己的一定认识 其次 要将学习的结果运用到整体设计中 去 最后 得出原理图及实现设计的目标 1 2 系统总体框图 数字气压计的总体设计需要将大气中提供的非电信号数据进行处理 信息采集时 硬件设计的前提条件 数据再通过转换 在硬件元器件中进行处理 最后 将相应的 数据显示在数字气压计的屏幕上 图 1 2 1 为系统总框图 4 图 1 2 1 系统总框图 1 3 元器件选择 1 3 1 气压传感器 在气压传感器的选择上 应选择具有温度补偿能力这种特性的仪器 具有这种特 性的气压传感器可以简化电路 提高稳定性和抗干扰能力 3 在系统设计元器件中 我们选择的是型号为 MPX4105 的气压传感器 主要原因是 MPX4105 的特点符合我们的设计材料选取要求 4 85 5 35V 是 MPX4105 的供电范围 在此范围内供电会达到安全状态 0 85 是 MPX4105 的正常温度工作范围 当在测量的过程中 温度在这个给定范围之内 测 试值都会达到理想状态 15 105kPa 是 MPX4105 的测量范围 大气压强在此范围之内 都可以精准测量 在试验过程中 我们需要一个微处理器接口 而 MPX4105 刚好符合 我们需要的条件 由于 MPX4105 这种传感芯片的特点 符合试验要求 所以在综合多方面因素的考 虑之后 我们将选用 MPX4105 作为本次试验的气压传感器 基于 MPX4105 的气压传感 器在气体压力控制方面能发挥很好的作用 输出的电子信号能力强 可供参考性强 1 3 2 电压 频率 V F 转换器 5 在系统总体设计中选择电压 频率 V F 转换器是至关重要的一个步骤 电压 频 率 V F 转换器在试验中起着转换电路的作用 所以 转换器的选择为数字气压计读 数是否精准奠定基础 电压 频率 V F 转换器第一步是将电压的幅值输入到转换器 中 第二步是经过脉冲序列的转换 将电路进行转换得以实现 为了实现 A D 的转换 功能 必须先测量出电压 频率转换电路得到的输出频率 为了达到试验目的 在此次设计中 我们将采用集成芯片 LM331 LM331 的特点符 号试验精准要求 它在电源电压达到低值 4 0V 仍然可以精准测量 LM331 这种集成芯 片的另一个特点是温度补偿能力非常强 为测试精准度打下坚实的基础 1 3 3三端稳压器 在本次试验设计中需要选择三端稳压器 三端稳压器的作用是稳定这个系统的电 源电压 在整个系统中 系统所需的电源 5V供电 而三端稳压器正好拥有这项特性 解决了基于MPX1045的气压传感器 单片机提供 5V电压的不匹配难题 本试验采用的是摩托罗拉公司的三端低电流线性稳压芯片MC78L05无需外部元器件 的处理 热过载保护和内部短路电路限制是它的最优功能 1 3 4 单片机 单机片是试验设计的重要组成元器件 也称单片微控制器 在产品中运用上单片 机技术 就可以使产品升级换代 从而达到 智能型 本设计采用型号为AT89C52的 单片机 AT89C52的单机片片内含有8K存储器 这种存储器的特点是可以反复擦写 而 且是一种只读程序的FEROM 这种基于AT89C52的单机片功能十分强大 为数字气压计 的测量提供强有力的条件 1 3 5 LED显示 LED是在平常生活听到的比较多 运用比较广泛的产品 LED显示也是本试验设计 的一个重要环节 LED是由二极管构成的 如果需要显示一个LED 就必须要由7个二极 管并且是在发光条件构成的 这样才能显示一个LED单元 本设计中显示单元需要由5 个LED组成 2 硬件电路设计 2 1 气压传感和电压 频率 V F 转换电路部分 在系统设计元器件的选择中 我们选择了基于MPX4105的气压传感器 气压传感器 在数字气压计中起着至关重要的作用 MPX4150的引脚分布如图2 1 1所示 6 图 2 1 1 MPX4105 引脚分布图 MPX4105 的引脚分布图如上图 2 1 1 所示 在图中很清楚的看到 此图有六个引脚 组成 1 脚为电压输出脚 2 脚为接地端 3 脚为 VCC 4 脚 5 脚及 6 脚这三脚都应用 与内部连接 在系统设计总体中我们已经选好电压 频率转换器 是型号为 LM331 的转换器 这 种转换器是一种高精度的转换芯片 LM331 转换器的引脚分布如图 2 1 2 所示 ADC0832 1 2 3 4 7 6 6 5 CO RefC FO GND VCC CmpI n Thre R C图 2 1 2 ADC0832 引脚分布图 LM331 的引脚图如上图 2 1 2 所示 在图中很清楚的看到 此图有六个引脚组成 1 脚为电流输出脚 简称 CO 2 脚比较复杂 是通过组合得来的 转换增益方面效果明 显 简称 REFC 3 脚为前述提到过的脉冲序列的输出脚 简称 FO 在后章节的公式中 以简称 FO 出现 4 脚和上述 MPX4105 的 2 脚作用相同 都是接地端 5 脚为组容式网 络引脚 6 脚用来与 7 脚作相对应的比较 芯片内部的电压会自动在 6 7 脚中作比较 8 脚在 5 40V 的输入电压内工作 简称 VCC 与前述 MPX4105 的 3 脚作用相同 单电 源 双电源都可供电 MC78L05 三端稳压器 三端稳压器的作用是稳定这个系统的 MPX4150 123456 VOUT GND VCC NC NC NC 7 电源电压 在整个系统中 系统所需的电源 5V供电 而三端稳压器正好拥有这项特性 解决了基于MPX1045的气压传感器 单片机提供 5V电压的不匹配难题 本试验采用的是摩托罗拉公司的三端低电流线性稳压芯片MC78L05无需外部元器件 的处理 有 5V的固定电压输出 热过载保护和内部短路电路限制是它的最优功能 MC78L05 三端稳压器的引脚分布如图 2 1 3 所示 MC78L05 123 Vout GND Vin 图 2 1 3 MC78L05 引脚分布图 MC78L05 的引脚图如上图 2 1 3 所示 在图中很清楚的看到 此图有三个引脚组成 分别是 1 脚 有 5V 固定电压输出的脚 简称 Vout 2 脚和 LM331 的 4 脚 MPX4105 的 2 脚作用相同 3 脚简称 Vin 是电压输入脚 数字气压计的硬件电路组成 包括四个元器件 它们是上述选择的元器件 气压 传感器 V F 转换电路 单片机电路和电源电路 气压传感和电压 频率 V F 转换电路的原理图如图 2 1 4 所示 8 图 2 1 4 基于 MPX4105 的数字胎压计系统气压传感及 V F 转换电路原理图 图 2 1 4 中 基于 MPX4105 的气压传感器用 U3 所代表 它的工作电压在前面章节 已经得出 电压输出脚 Vin 将输送电压到基于 LM331 电压 频率的转换电路中 其中 U2 代表基于 LM331 电压 频率的转换电路 5V 输入电压 Vin 和输出脉冲 FO 的频率 fo 的转换关系满足公式 2 1 1 Fo Kvin 2 1 1 其中 K Rs R2 R3 2 1 RtCtR Rs L 1 09 2 1 2 电路中 6 8k 0 01pf 和 100k 分别是 Rt Ct 和 RL 的典型值 通过公式 2 1 2 中 Rs R2 R3 可以看出 R2 是一个定值电阻 二者是通过串联组成 在电路中 K 的 求解公式中 Rs 是未知的 若要求解 K 的值 必须先求解出 Rs 的值 在本试验的计算 中可以改变电阻 R3 的值 因为 R3 是一个可变电路 通过改变 R3 的值调节 Rs 的阻值 大小 最终求解 K 值 由于前面章节所述可以得到输入电压 Vin 的变化时根据大气气压变化而变化的 当 Vin 随气压发生变化时 FO 的值和 K 的值随即发生变化 而在试验设计中 V的典 FSS 型值时 4 590V 由此得出 Vin 的变化幅 9 度不会太大 所以必须增大 K 值 才可以提高数字气压计测量的精准度 2 2 单片机电路部分 2 2 1 89C52 单片机 基于 89C52 的单机片如下图 2 2 1 1 所示是由 40 条引脚构成 可以将这些引脚分 成三个部分 这种分类方法是通过 89C52 单片机的功能用途来划分的 图 2 2 1 1 单片机引脚图 89C52 单机片的引脚图如上图 2 2 1 1 所示 在图中很清楚的看到 此图有 40 个 引脚组成 其中最为主要的是 18 19 和 40 脚 18 脚是作用于 89C52 单片机的的内部 它在振荡器的反向输出端上作用连接 19 脚与 18 脚相同 也作用于 89C52 单片机的的 内部 为 89C52 单片机的时钟控制提供相对应的信号 在上图 89C52 单机片的引脚图 2 2 1 1 中可以发现 按功能将 40 个引脚划分为三 个部分 每个部分都存在一个或两个接触口 分别是 P0 口 P1 口 P2 口及 P3 口 P0 口是一个原码输入口 P0 口输出原码的前提条件是必须先经过 flash 进行校验 P1 口 是一个被作为第八位地址接收的入口 当 89C52 单机片输出 4TTL 门电流 P1 口的缓冲 器都可以将其接收 P2 口也是作为缓冲器可以接受输出的 4TTL 门电流 当 P2 口内部 被拉高时 它将被改写 与 P1 口的作用一致 也可以接收第八位地址 P3 口是一个内 部上拉的双向口 这种双向口简称为 I O 口 它是 89C52 单机片的特殊功能口 它与 P2 口的情况相似 也是作为缓冲器可以接受输出的 4TTL 门电流 当 P3 口内部被拉高 时 它将被改写 与 P1 口的作用一致 10 P3 口是一种特殊的功能口 P3 口功能表如下表 2 2 1 2 所示 表 2 2 2 1 P3 口功能表 P3 口各个位的第二功能 P3 口的位第二功能说明 P3 0RXD串行数据接收口 P3 1TXD串行数据发射口 P3 2INT0外部中断 0 输入 P3 3INT1外部中断 1 输入 P3 4T0计数器 0 计数输入 P3 5T1计数器 1 计数输入 P3 6WR外部 RAM 写信号 P3 7RD外部 RAM 读信号 上述 2 2 1 2 表中 P3 口的 P3 0 为接收口 简称 RESET 这是一个复位输入接收口 在 P3 口中存在 8 个引脚 它们的功能与特点也各不相同 例如 P3 1 的 PSEN 它 是一种选通信号 它只选择外面程序存储器的有效值 当 PSEN 信号不出现在 P3 1 口 处时 说明此值为无效值 第 31 引脚简称 VPP 在 flash 编程区间 此引脚也可试用 于施加 12V 变成电源的引脚 同时 它可以一直保持低电平的状态 第 30 引脚简称 ALE PROG 它可以将输出电平的地址的低位字节存储下来 应用于编程过程中 此引 脚的作用是输入脉冲 FO 89C52 单片机设计思路图如 2 2 1 3 所示 11 图 2 2 1 3 89C52 设计思路 电路原理图的制作 附录一 在总设计方案拟定完成 元器件选择完成及硬件电路设计完成之后 我们可以进 行电路原理图的设计 电路原理图的设计步骤总共分为七个步骤 第一个步骤是设计 原理图的环境 主要是设计原理图的工作环境 图纸的大小设定 模板的设计都为电 路原理图的设计打下基础 第二个步骤是对前面章节选好的元器件进行放置 在图纸 上合理的放置好这些已经选好的元器件也是一件不容易的事情 第三个步骤是原理图 的布线工作 第四个步骤是对已经放置好的元器件进行属性的编辑 第五个步骤是检 查设计制作好的原理图 看看各个元器件的连接是否合理 作出相应的报告 查缺补 漏 第六个步骤是生成网络表 第七个步骤是将原理图进行排版打印 此电路原理图 在附录一中显示 印制电路板 PCB 制作 附录二 印制电路板的设计与制作是非常复杂而繁琐的过程 制作它需要做充分的准备 完成整个印制电路板的设计需要五个步骤 第一步是检查电气 设计出印制电路板的 原理图 网络表的生成是第一步的关键 第二步电路板的层数 尺寸进行确定 第三 步导入第一步的网络表 第四步是制作并完成整个印制电路板 分配好各个元器件在 电路板上的位置 3 软件设计 3 1 软件开发 C 语言介绍 12 C 语言是本设计中使用的编程语言 在当今单片机的开发过程中 C 语言以其方便 灵活 逻辑性强 易于维护及可移植性好等强有利的优势 占据着单片机开发的主要 地位 在 C 语言环境下 只需要关心程序的逻辑关系 编译器将完成细节工作 这位 快速开发单片机提供了很好的条件 也缩短了开发单片机的工作量 C 语言编译器提供 嵌入式汇编与汇编互调用和汇编级的代码查看等功能 从而解决了单片机的实现细节 问题 在这里主要介绍一下 C 语言编程与汇编语言编程相比的优势 4 C 语言编程与汇编语言编程相比的优势 编程调试灵活方便 原因在于它是一门高级语言 高级语言的特点是编程方式灵 活 同时 当前所有的单机片都有相应的 C 语言级别的仿真调试系统 使得它的调试 十分方便 生产代码的编译效率高 在较为复杂的单片机系统中 C 语言开发更具有明显优势 就目前而言 较好的 C 语言编辑系统的编译效率已经基本达到中高级程序人员的开发 水平 完全化模块化 函数是 C 语言的基本构成单位 其本身就是模块化的开发方式 程序的模块化可以最大程度实现资源共享 有利于多人协作 进行大系统项目的开发 便于项目维护管理 C 语言开发的代码便于开发小组计划项目 灵活管理 分工 合作以及后期维护 基本上可以杜绝因开发人员变化而给项目进度 后期维护或升级 所带来的影响 从而保证了整个系统的高品质 5 3 2 运用频率计算出气压值 信号的变换步骤有如下两步 第一步 基于型号 MPX4105 的气压传感器 将待测气压转换成为电压输出 输出 电压 VOUT 和大气压 P 的关系如下 VOUT VCC 0 01P 0 09 3 2 1 这里 VCC 为 5V 因此可得 VOUT 5 0 01P 0 09 3 2 2 第二步 基于型号 MPX4105 的气压传感器的输出电压 将 VOUT 这种输出电压作为 Vin 这种输入电压 V F 转换电路 得到对应的频率 fo 的脉冲序列 FO Vin 和 FO 的这 13 种对应关系如上一节的式 3 2 1 所示 综合式 3 2 1 和式 3 2 2 可得 P 9 3 2 01 0 09 0 5 K fo K fo20 3 注 VOUT Vin 式 3 2 3 中 Hz 是 fo 的单位 kPa 是压强 P 的单位 V F 是 K 的转换增益 在本次试验设计中 K 的取值我们将定为 2000 P 是通过上述公式 3 2 3 编程计算得 到的气压值 3 3 基于单片机设计的程序流程图 本试验的程序流程如图 3 3 1 所示 14 图 3 3 1 单片机实现数字气压计的程序流程图 4 系统调试与仿真 4 1 C 语言软件开发系统 在本次试验设计中 系统调试采用 C 语言软件 KEIL C51 是一款兼容单机片 C 语 言软件发开系统的软件 由于在本设计中运用到了 KEIL C 软件 所以介绍一下 KEIL C 的知识 KEIL C51 标准 C 编译器提供了 C 语言环境 同时它还具备汇编代码高效性 快速性特点 并据以保留 随着编译器功能的不断增强 在日常生活中我们可以更直 接的接近 CPU 本身以及它的延伸推广产品 15 UVision2 的集成开发环境中已经完全融入了 C51 系列兼容单片机 C 语言开发系统 编 译器 汇编器 实时操作系统 项目管理器 调试器是这个集成开发环境包含的内容 uVision2 IDE 为它们提供单一而灵活的开发环境 目前最高效 灵活的开发平台是 C51 V7 版本 它支持的物品有 8051 的衍生推广的所有产品 所有兼容仿真器的支持 它第三方开发工具的支持 C 语言系统开发软件中 最重要的一个环节是项目管理 项目管理也称作 工程 它集开发工具的选择 源头文件和编程说明组成 在此次试验设计中 我们所取的工 程是 uVision2 一个单一的 uVision2 是由一个目标程序构成 在特殊的情况下 uVision2 也可以由多个目标程序构成 它同时包括器件数据库 它为了满足顾客利用特定微控制器的要求 所以自动设置生产汇编器 编译器 连接定位器以及调试器选项 C 语言系统开发软件中 另一个重要的一个环节是源代码的编辑器 在上述 uVision2 编辑器的前提条件下 将 C 语言编程的源代码进行优化 uVision2 编辑器的 作用体现于提供了优先 快速的便利条件 再利用源代码编辑器调试程序 提高了检 测的速度 在检查与修改的精确度上得以大幅度提高 C 语言系统开发软件中 还存在一个重要的编辑器 这个编辑器就是上述提到的 C51 编辑器 它是由微控制器特别设计出来的 C51 编辑器的最大优点在于它的扩展功 能 可以让使用者更好的利用所有资源 例如它的储存 中断功能 灵活的指针等功 能 我们在本次试验中运用的是 C 语言软件 它为本次试验测试程序方面打下坚实的 基础 在前述 uVision2 调试器的跟踪调试下 再依据 Shift 语言和 DDE 界面的支持 就可以自动生成程序测试 方便了试验需求 提高了测试时间 4 2 PROTEUS 软件介绍 在本次试验设计系统仿真环节中 我们将采用 PROUTEUS 软件 这是一款仿真软件 也称 EDA 工具 它是一款集电路仿真 PCB 设计和虚拟模型仿真等优点为一体的软件 Proteus 软件的功能有 原理布图 PCB 自动或人工布线和 SPICE 电路仿真 同时 Proteus 软件还具备完善的电路仿真功能 Proteus 软件作为被选择软件的一个特点是 它具有混合仿真的特性 可以很有效 地实现数字电路 同时它的仿真显示也是直观显示的 可以生动的将动态器件结合 更好的显示在数字气压计上 超过 27000 个仿真器件 可以通过内部原型或使用厂家的 SPICE 文件自行设计仿 16 真器件 Labcenter 也在不断地发布新的仿真器件 还可导入第三方发布的仿真器件 多样的激励源 包括脉冲 分段线性脉冲 直流 正弦 音频 单频 FM 指数信 号 数字时钟及码流 还支持文件形式的信号输入 它还有丰富的虚拟仪器 包括了 13 中虚拟仪器 例如波器 逻辑分析仪 信号发 生器等 它们的面板操作仿真程度高 为实验设计奠定了良好