基于单片机烤烟房恒温控制系统的设计（程序仿真+电路图+任务书+说明书）

摘要本系统是以MCS-51系列单片机AT89C51芯片作为核心元件，配以模/数转换电路、LED显示、报警、电机控制等电路构成烤烟房恒温控制系统。具有控制烤烟房温度的功能，且实时显示温度以及驱动电机转动控制烤烟房内温度的特点，烤烟房恒温控制系统是用热敏电阻采集温度信号经转换后变为微弱的电信号，再经过放大，送入ADC0808模/数转换器对温度信号进行转换后送到微处理器。要实现人工智能化，对温度进行设定，还需要设计键盘/LED显示与单片机系统进行沟通。关键词单片机；热敏电阻；A/D转换器；直流电机；继电器I目录摘要.1绪论.2第1章整体方案设计.31.1方案选择.31.2方案论证.4第2章系统硬件设计.52.1各功能模块设计.52.1.1单片机控制模块设计.52.1.2复位电路设计.72.1.3时钟电路设计.72.1.4A/D转换模块设计.82.1.5LED显示电路设计.102.1.6温度报警电路设计.112.1.7电机控制电路设计.122.2总体设计及功能描述.122.2.1整机工作原理描述.12第3章软件设计.143.1各功能模块划分.143.2主函数流程图.143.3定时器1中断流程图.15第4章电路仿真.174.1软件介绍.174.2调试的操作步骤.174.3仿真电路.17结论.20II参考文献.21附录1整机电路图.22附录2元件明细表.23附录3系统控制程序.24第0页共29页绪论现代信息技术的三大基础是信息采集控制（即传感器技术）、信息传输（通信技术）、和信息处理（计算机技术）。恒温温度报警器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是恒温报警器被用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量日渐上升。进入21世纪后，恒温报警器正朝着智能化、高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟恒温报警器和网络恒温报警器、研究单片机测温控制系统等高科技的方向迅速发展。目前烟草行业在世界各国的经济中占有非常重要的地位，其税收是各国政府财政收入的重要来源之一。烤烟质量主要由烟叶品种以及烟叶质量来决定，而烤烟质量的好坏主要由烤烟温度和湿度来决定，这就是烘烤的科学化。烤烟房的温度的测量方法、控制方法和精度等诸多方面需要得到改善和提高。而在烤烟的过程中，最重要的是控制烤烟房的温度和湿度，烘烤的过程中的温湿度会直接的影响烟草产品的质量。本系统是基于AT89C51单片机的温度测控系统，能够明显提高烟叶的烘烤质量，减轻烟农劳动强度，并且还能实现自动实时检测与控制，产生显著的经济效益和社会效益，实践证明该装置控制性能良好。烤烟房应用在工业生产的很多领域中，人们还需要对各类加热炉、热处理炉、反应烤房和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。第1页共29页第1章整体方案设计1.1方案选择方案一：此方案采用单片机系统来实现。系统以单片机AT89C51为核心元件，模/数转换电路，键盘/LED显示电路,报警电路，电机控制电路组成。电路实现简单，具有足够的精度，功能较强，智能性和扩展性好。设计方框图如图1-1所示。微控制模块时钟与复位模块A/D转换模块LED显示模块电机驱动模块报警模块温度检测温度处理图1-1方案一框图方案二：此方案是采用传统的模拟控制方案，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值和设定值比较后，决定加热或不加热和降温。其特点是电路简单，易实现，但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静差大，不稳定。系统受环境影响大，不能实现复杂的控制计算，不能用数码管显示。设计方框图如图1-2所示。数据采集比较器固态继电器负载信号放大信号放大温度设置图1-2方案二框图方案三：此方案采用labview的温度测控系统，该系统的硬件部分先将温湿度信号转换成电信号，并将调理后的数据传人计算机，之后由采集卡输出控制信号来对温第2页共29页湿度控制器件进行控制。系统的硬件由温湿度传感器，DAO卡(数据采集卡)、控制电路、鼓风机及排风扇组成。图1-3所示为硬件结构框图。计算机PID控制器系统软件数据采集信号调理控制电路温度传感器排风扇鼓风机图1-3方案二框图温控电路的工作原理：传感器输出的电信号经放大、滤波后，再经过数据采集卡进入计算机，计算机根据实际温湿度和系统的给定温湿度求出偏差，利用PID控制算法求出系统的输出控制信号，然后通过数据采集卡输出控制信号，来控制继电器的动作，进而控制鼓风机和排风扇工作，来调整烤房的温度和湿度。1.2方案论证方案一是采用ATC公司的单片机ATC89C51作为控制器来实现烤烟房恒温控制系统，单片机运算能力强，软件编程灵活，自由度大。它是MCS-51系列单片机的派生产品，在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8051单片机完全兼容，使用时容易掌握；ATC8951单片机稳定可靠、应用广泛、通用性强，在系统/在应用可编程。而且单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用，温度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量，而温度是一个模拟量，不能直接与单片机交换信息，采用适当的技术将模拟的温度量转化为数字的温度量，而且用软件的方法可实现系统的扩展和改进，调试简单。采用单片机也可以使设计电路结构简单、美观。方案二采用传统的模拟电路、数字技术电路设计，但是需要的分立元件太多并且电路复杂不美观。原理上虽然不困难但是成本较高，还会遇到其它方面的问题，而且此方案只有硬件设计没有软件设计，硬件设计是基础软件设计是核心。而方案三完全能实现设计要求，但系统电路复杂，难以掌握，利用编程和计算机技术，软硬件部分都有由于这种方案结构复杂，而且生产的第3页共29页工作量比较大，要用我们没学过的知识，不易设计。故经过对三种方案的综合比较，本设计采用了方案一。第4页共29页第2章系统硬件设计硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，除了实现烤烟房恒温报警器的基本功能以外，主要还要考虑如下几个因素：系统稳定度；软件编程的易实现性；系统其它功能及性能指标；因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。温度报警电路系统主要是由六部分组成：单片机控制系统、模数转换器、复位电路和时钟电路、电机控制电路、LED显示器、报警电路。下面分别对各单元电路进行设计。硬件系统框图如图2-1所示。控制模块A/D转换模块LED显示模块电机驱动模块报警模块时钟与复位模块温度检测温度处理图2-1硬件系统框图2.1各功能模块设计2.1.1单片机控制模块设计XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51图2-2AT89C51外形及引脚排列图第5页共29页本系统选用AT89C51作为CPU，ATMEL公司的AT89C51单片机是一种高效微控制器，它提供了丰富的外围接口和专用控制器。单片机是本设计的核心，主要起控制作用。采用40引脚双列直插封装形式，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。外形及引脚排列如图2-2所示。AT89C51单片机的主要管脚功能：VCC：供电电压。GND：接地。P0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。P1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。P2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。P3口：P3口是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。RST：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。：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PSEN周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。PSEN/VPP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不A第6页共29页管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；当端保EAEA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）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。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的低电平要求的宽度。2.1.2复位电路设计复位是单片机的初始化操作，其目的是使CPU及各专用寄存器处于一个确定的初始状态。如：把PC的内容初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当单片机系统在运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要复位以使其恢复正常工作状态。RST端的外部复位电路有两种操作方式：上电自动复位和按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种，本系统设计采用按键电平复位，如图2-3所示。图2-3复位电路工作原理：当按下按键时，RST直接与VCC相连，使RST持续两个机器周期（即24个脉冲振荡周期）以上的高电平形成复位，同时电解电容被短路放电；按键松开时，VCC对电容充电，充电电流在电阻上，RST依然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST为低电平，正常工作。第7页共29页2.1.3时钟电路设计AT89C51单片机内有一个高增益反相放大器，XTAL1和XTAL2分别为放大器的输入端和输出端。单片机的时钟信号主要是用来为单片机提供内部各种微操作的时间基准。本系统设计采用内部振荡方式，如图2-4所示。图2-4时钟电路工作原理：时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡和外部振荡。在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，就能构成自激振荡电路。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路。一般电容C4和C5主要起频率微调作用，电容值可选取为30pF左右或40pF左右；晶体振荡器，简称晶振，其晶振频率（fosc）范围为1.2MHz12MHz。本设计中晶振频率为12MHZ。晶体振荡频率越高，系统的时钟频率也越高，单片机的运行速率就越快。2.1.4A/D转换模块设计OUT121ADDB24ADDA25ADDC23VREF(+)12VREF(-)16IN31IN42IN53IN64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817OUT418OUT319IN228IN127IN026ALE22U2ADC0808图2-5A/D转换器外形及引脚排列图第8页共29页A/D转换器(Analog-to-DigitalConverter)又叫模/数转换器,即是将模拟信号(电压或是电流的形式)转换成数字信号。ADC0808对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是05V，若信号太小，必须进行放大；一般的A/D转换过程是通过取样、保持、量化和编码这四个步骤完成的。A/D转换器需注意的项目：取样与保持、量化与编码、分辨率、转换误差、转换时间、绝对精准度、相对精准度。通过采样、保持用一种称为采样保持的电路来完成，而量化和编码在转换中实现。A/D转换器的引脚图如图2-5所示。由AT89C51控制的A/D转换模块如图2-6所示C1C2C3C4C5C6C7C8D1D2D3D4D5D6D7D8OEEOCOEEOCCLKD5D4D3D6D7D8CLKXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51OUT121ADB24ADA25ADC23VREF(+)12VREF(-)16IN31IN42IN53IN64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817OUT418OUT319IN228IN127IN026ALE2U2ADC0808R14.7KD1D2v图2-6单片机控制A/D转换模块图工作原理：A/D转换器的功能是把模拟量变换成数字量。由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同，因此生产出种类繁多的A/D转换芯片，本设计用的是ADC0808。首先由外部一个热敏电阻检测某个空间内的温度度数（这个温度度数的范围是在0-99之间，进行A/D转换后对应的转换结果为一个8位二进制数00HFFH），然后将温度度数用模拟信号经放大后送入模/数转换器ADC0808的27脚，经过内部的比较、转换后从22脚和10脚分别输出控制信号和时钟信号送到AT89C51单片机的P3.0串行输入口与P3.3的外部中断口，D1-D8接口分别与AT89C51的P0.0-P0.7接口相连输入ADC0808转换后的数字信号。再通过单片机内部处理后分为两路控制，一路由P1.0-P1.7口输出连接到LED显示器的C1-C8接口,输入显示信号；时钟信号来自单片机的13脚。第9页共29页另一路由单片机的P3.5定时/计数器1的外部输入端输出一路音频控制信号使扬声器发出警报声。2.1.5LED显示电路设计LED就是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其发光二极数位管按段数分为七段数位管和八段数位管，八段数位管比七段数位管多一个发光二极体单元（多一个小数点显示）；按功能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数位管；按发光二极体单元连接方式分为共阳极数位管和共阴极数位管。本设计用的是共阴极数码管。在共阴极数码管的结构中，各段发光二极管的阴极连接在一起，作为公共控制端（com），接低电平。阳极作为“段”控制端，当某段控制端为高电平时，该段对应的发光二极管导通并点亮。LED显示电路如图2-7所示。GDPABDEFC12C1C2C3C4C5C7C7C8S1S2图2-7LED显示电路工作原理：设计LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。本设计用动态显示介面；是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码第10页共29页管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。系统采用两位数码管计数显示功能，最大显示数字99。可以显示：时间、日期、温度、等可以用数位代替的参数本设计显示的是温度，还用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。由LED显示器的C1-C8接口接收由P1.0-P1.7口输入显示信号；S1-S2接入单片机的P2.0-P2.1接口，对显示电路进行控制。2.1.6温度报警电路设计此电路主要是由单片机AT89C51的P3.5、P3.6、P3.7的引脚控制与极性电容、电阻、发光二极管、喇叭组成。蜂鸣器：利用压电陶瓷片的压电效应发声，直流电阻无限大，交流阻抗也很大；需要较大的电压来驱动，但电流很小，几毫安就可以了，功率也很小。有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的差别主要是：有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的根本区别是产品对输入信号的要求不一样；有源蜂鸣器工作的理想信号是直流电，通常标示为VDC、VDD等。因为蜂鸣器内部有一简单的振荡电路，能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号，从而实现磁场交变，带动钼片振动发音。而无源蜂鸣器没有内部驱动电路，有些公司和工厂称为讯响器，国标中称为声响器。无源蜂鸣器工作的理想信号方波。如果给直流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。电路如图2-8所示。图2-8温度报警电路第11页共29页工作原理：只要热敏电阻探测到的温度在50以下或60以上的时候，单片机的P3.5口就会输出高电平，单片机发出的音频信号使扬声器发出报警声音，如果是50以下就是长声报警，如果是60以上就是短声报警，如果是5060之间就不报警。同时如果温度低于50时，P3.6就会发出一路信号使D1发光，表示烤烟房内温度过低；如果温度高于60时，P3.7就会发出另一路信号使D2发光，表示烤烟房内温度过高；如果温度在5060之间时，P3.6和P3.7接口接的发光二极管都不亮，提示烤烟房内温度正常。2.1.7电机控制电路设计此电路主要是由+5V继电器和一个电机组成，仿真上用的是光电耦合器，光电耦合器和继电器都是用弱电控制强电的元件，功能相一致。就用光电耦合器作为继电器来驱动电机运作，电路如图2-9所示。P3.4+88.865412U5OPTOCOUPLER-NPN12加热图2-9电机控制电路工作原理：继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。AT89C51单片机的P3.6脚输出一个高电平时，继电器有效，驱动电机工作给烤烟房加热；P3.4脚输出一个高电平时，继电器有效，驱动电机工作给烤烟房排气。2.2总体设计及功能描述本测控系统以单片机AT89C51为控制核心，共分以下几个功能模块：单片机控制第12页共29页系统、A/D转换模块、复位电路和时钟电路、电机控制电路、LED显示器、报警电路等。单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。它由单片机、时钟电路、复位电路等组成。2.2.1整机工作原理描述本设计的工作原理如下：首先由外部一个热敏电阻检测某个空间内的温度度数（这个温度度数的范围是在0-99之间），然后将温度度数用模拟信号经放大后送入模/数转换器ADC0808内，经过内部的比较、转换后从22脚和10脚分别输出的控制信号和时钟信号。在送到单片机的P3.0串行输入口与P3.3的外部中断口，其作用是接收数据,D1-D8接口分别与AT89C51单片机的P0.0-P0.7接口相连输入转换后的数字信号，通过单片机内部处理后分为两路控制：一路由P1.0-P1.7口输出连接到LED显示器的C1-C8接口，输入显示信号；S1-S2接入单片机的P2.0-P2.1接口，对显示电路进行控制。如果温度低于50时，另一路由单片机的P3.5定时/计数器1的外部输入端输出一路音频控制信号使扬声器发出警报声，同时P3.6接口输出的由时钟电路产生的时钟信号选通输出，使发光二极管D1发光，同时驱动一个电机工作给烤烟房加热；如果温度高于60时，另一路由单片机的P3.5定时/计数器1的外部输入端输出一路音频控制信号使扬声器发出警报声，同时P3.7接口输出的由时钟电路产生的时钟信号选通输出，使发光二极管D2发光，P3.4定时/计数器0的外部输入端输出一路控制信号驱动另一个电机工作给烤烟房排气；如果温度在5060之间时，是烤烟房内所需要的温度范围，这时两个电机都不工作、发光二极管都不发光、扬声器不发出警报声，复位电路恢复温度到原始度数。第13页共29页第3章软件设计一个应用系统，要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。硬件平台结构一旦确定，大的功能框架即形成。软件在硬件平台上构筑，完成各部分硬件的控制和协调。系统功能是由软硬件共同实现的，由于软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能很大。因此，软件是本系统的灵魂。软件采用模块化设计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单。3.1各功能模块划分根据任务要求分析，首先把任务划分为相对独立的功能模块，系统模块划分如图3-1所示，可以分为以下几个程序功能模块。图3-1烤烟房程序模块框图3.2主函数流程图主函数结构采用循环方式，主要完成硬件初始化，定时器的初始化，I/O和中断系统的初始化，子程序调用和程序间的切换。采用定时器T0中断处理程序控制电机驱动、报警电路和LED灯显示启动或停止。循环中进行以下操作：设定温度值检测、报警电路检测、温度显示和控制、电机驱动检测，这些操作分别由相应子程序模块完成，流程图如图3-1所示。第14页共29页TMOD=0x12;TH0=0x216;TL0=0x216;TH1=(65536-4000)/256;TL1=(65536-4000)%256;TR1=1;TR0=1;ET0=1;ET1=1;EA=1;while(1)/大循环if(lowflag=1)&(highflag=0)/判断温度范围LED1=1;/LED1高电平发光二极管亮图3-2主函数流程图LED2=0;/低电平发光二极管不亮3.3定时器1中断流程图中断程序包括外部中断和定时中断，用于处理紧急和特殊情况，在设计中占有重要地位。定时中断分为T0和T1中断，T0、T1中断处理控制子程序。子程序是指有某种特定功能的一段代码，这段代码被设定一个程序名称，以便其他程序可以重复调用使用。利用单片机的定时与中断方式，实现对烤烟房的功能复制。本设计的LED显示电路、报警电路、电机驱动电路都在定时器1中断内完成。单片机控制电机的运转以及报警电路的工作，当温度高于或低于设定烤烟房内温度值1时，蜂鸣器发出报警声。温度的高低受电机的控制，LED显示电路显示温度变化。定时器流程图如图3-3所示。开始ADC初始化定时器0初始化定时器1初始化While(1)大循环判断温度范围对应LED灯指示第15页共29页定时器1发生中断定时器1赋初值ADC是否转换完毕Y温度计算数码管温度显示如果小于50度低温提示电机工作加热N如果小于60度高温报警电机工作散热N如果小于60度大于50度N结束正常指示YYY图3-3定时器1中断流程第16页共29页第4章电路仿真4.1软件介绍本设计采用Proteus和Kill两个仿真软件对硬件部分进行仿真。Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其外围电路（如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件）。KeilC51Vision2集成开发环境是KeilSoftware，Inc/KeilElektronikGmbH开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。4.2调试的操作步骤1.在uVision集成开发环境中创建新项目（Project），扩展文件名为UV2，并为该项目选定合适的单片机CPU器件。2.用uVision的文本编辑器编写源文件，可以是汇编文件（.ASM），也可以使C语言文件（扩展名.C），并将该文件添加到项目中去。一个项目文件可以包含多个文件，除了源程序文件外，还可以是库文件、头文件或文本说明文件。3.通过uVision2的相关选择项，配置编译环境、连接定位器以及Debug调试器的功能。4.对项目中的源文件进行编译连接，生成绝对目标代码和可选的HEX文件，如果出现编译连接错误则返回到第2步，修改源文件中的错误后重构整个项目。5.对没有语法错误的程序进行仿真调试，调试成功后将HEX文件写入到单片机应用系统的ROM中。4.3仿真电路当温度在50-60之间时，直流电机不工作。温度信号经过模/数转换器转换成第17页共29页一定量的数字信号，通过单片机的处理后对显示电路进行控制，当检测到温度在5060之间时，是烤烟房内所需要的温度范围。因此这时扬声器不发出警报声，并且两个发光二极管都不亮。电路如图4-1所示。P1.01.P1.21.3P1.41.5P1.61.7P2.02.1P2.2.3P2.42.5P2.6p2P0.0.1P0.20.3P0.40.5P0.60.7OEaEOCOECCLKP0.40.3P0.10.0.20.5P0.60.7fengshanfengshanfengshanaap1.0p1.p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7p2.0p2.1CLKXTAL218XTAL119ALE30E31PSN29RST9P0./AD0390.1/138P0.2/AD2370.3/336P0.4/AD4350.5/534P0.6/AD630.7/732P1.011.2P1.231.34P1.451.56P1.671.78P3.0/RXD103.1/T1P3.2/INT0123./IT113P3.4/T014P3.7/RD173.6/W163.5/T115P2.7/A1528P2.0/A8212.1/92P2./A10232.3/124P2.4/A12252.5/13262.6/1427U1AT89C51=net=P0.8C130uFX1CRYSTALC230uFC310uFGNDVCR110kLS1SOUNDERR220R320OUT121ADB24A25C23VREF(+)12F(-)16IN31I42IN53I64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10T220OUT714T615T817T418OUT319I228IN127I026ALE2U2ADC0808-19.665412U4OPTOCOUPLER-NPN125%RV11k-15.765412U5OPTOCOUPLER-NPN12加热R41k排气图4-1温度在50-60当温度低于50时，由单片机的P3.5定时/计数器1的外部输入端输出一路音频控制信号使扬声器发出警报声，同时P3.6接口输出的由时钟电路产生的时钟信号选通输出，使发光二极管D1发光，同时驱动一个电机工作，给烤烟房内加热。电路如图4-2所示。当温度高于60时，由单片机的P3.5定时/计数器1的外部输入端输出一路音频控制信号使扬声器发出警报声，同时P3.7接口输出的由时钟电路产生的时钟信号选通输出，使发光二极管D2发光，P3.4定时/计数器0的外部输入端输出一路控制信号驱动另一个电机工作电路如图4-3所示。第18页共29页P1.01.P1.21.3P1.41.5P1.61.7P2.02.1P2.2.3P2.42.5P2.6p2P0.0.1P0.20.3P0.40.5P0.60.7OEaEOCOECCLKP0.40.3P0.10.0.20.5P0.60.7fengshanfengshanfengshanaap1.0p1.p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7p2.0p2.1CLKXTAL218XTAL119ALE30E31PSN29RST9P0./AD0390.1/138P0.2/AD2370.3/336P0.4/AD4350.5/534P0.6/AD630.7/732P1.011.2P1.231.34P1.451.56P1.671.78P3.0/RXD103.1/T1P3.2/INT0123./IT113P3.4/T014P3.7/RD173.6/W163.5/T115P2.7/A1528P2.0/A8212.1/92P2./A10232.3/124P2.4/A12252.5/13262.6/1427U1AT89C51=net=P0.8C130uFX1CRYSTALC230uFC310uFGNDVCR110kLS1SOUNDERR220R320OUT121ADB24A25C23VREF(+)12F(-)16IN31I42IN53I64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10T220OUT714T615T817T418OUT319I228IN127I026ALE2U2ADC0808-0.065412U4OPTOCOUPLER-NPN1228%RV11k-20965412U5OPTOCOUPLER-NPN12加热R41k排气图4-2温度低于50P1.01.P1.21.3P1.41.5P1.61.7P2.02.1P2.2.3P2.42.5P2.6p2P0.0.1P0.20.3P0.40.5P0.60.7OEaEOCOECCLKP0.40.3P0.10.0.20.5P0.60.7fengshanfengshanfengshanaap1.0p1.p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7p2.0p2.1CLKXTAL218XTAL119ALE30E31PSN29RST9P0./AD0390.1/138P0.2/AD2370.3/336P0.4/AD4350.5/534P0.6/AD630.7/732P1.011.2P1.231.34P1.451.56P1.671.78P3.0/RXD103.1/T1P3.2/INT0123./IT113P3.4/T014P3.7/RD173.6/W163.5/T115P2.7/A1528P2.0/A8212.1/92P2./A10232.3/124P2.4/A12252.5/13262.6/1427U1AT89C51=net=P0.8C130uFX1CRYSTALC230uFC310uFGNDVCR110kLS1SOUNDERR220R320OUT121ADB24A25C23VREF(+)12F(-)16IN31I42IN53I64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10T220OUT714T615T817T418OUT319I228IN127I026ALE2U2AD4OPTOCOUPLER-NPN1280%RV11k0.065412U5OPTOCOUPLER-NPN12加热R41k排气图4-3温度高于60第19页共29页结论本文是在陈老师精心指导和大力支持下完成的。陈老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。还要感谢其他同学对我的无私帮助，使我得以顺利完成系统设计。通过这次设计，我学会了和别人配合工作，因为一个人所学的知识不可能面面俱到的，只有通过合作，发挥自己的优点，体现团队精神，才能使工作做得更为出色。通过这次设计，我学到了许多书本上学不到的知识，增强了自己的动手能力。即将毕业我十分珍惜这次锻炼的机会，我认真的完成了自己的设计任务，但由于自己的知识水平有限，仍然存在很多的不足之处，恳请老师多多指教！当今的社会是竞争的社会，而人才的竞争则是竞争的焦点，毕业设计对于我们即将离校的同学来说，是离校前很好的一次锻炼，使我们各方面的能力都有了很大的提高，为我们踏出校门，走上社会增强了能力与自信！毕业论文是专科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，与实际设计的结合锻炼了我综合运用所学的专业基础知识的能力，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力、抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢。第20页共29页参考文献1张伟.单片机原理及应用.北京:机械工业出版社，20022苏平.单片机原理与接口技术.北京:电子工业出版社，20033胡汉才.单片机原理及接口技术.北京:清华大学出版社，19964何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京:航空航天大学出版社，19905李建民.单片机在温度控制系统中的应用.湖北:江汉大学学报，19966李华.MCS-51系列单片机应用接口技术.北京:航空航天大学出版，19937陈汝全.实用微机与单片机控制技术.成都:电子科技大学出版社，19958全国大学生电子电子设计竞赛获奖作品选编.北京:理工大学出版设，1997第21页共29页附录1整机电路图C1C2C3C4C5C6C7C8S1S2P2.P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7D1D2D3D4D5D6D7D8OEEOCOEEOCCLKD5D4D3D6D7D8CLKXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0./AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.01P1.2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3./INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2./A1023P2.3/A124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C530uFV1CRYSTALC430uFC110uFGNDVCR210kR420R520OUT121ADB24ADA25ADC23VREF(+)12VREF(-)16IN31IN42IN53IN64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817OUT418OUT319IN228IN127IN026ALE2U2ADC080865412U4OPTOCOUPLER-NPN65412U5OPTOCOUPLER-NPNR31kLEDLEDSRK20V20VGDPABDEFC12C12C34C56C78S12MOTORMOTORvR14.7KD1D2第22页共29页附录2元件明细表项目代号名称、型号、规格数量备注更改AT89C51单片机芯片1ADC0808模/数转换器1LED84SLED显示器1LS1扬声器1R2、R3、R710K+5%电阻3R6470+5%电阻1R4、R5220+5%电阻2C1、C210uF电容2C4、C530pF电容2C30.1uF电容1C647uF电容1C70.047uF电容1MOTOR电机2OPTOCOUPLER5V继电器2发光二极管2旧底图更改标记数量更改单号签名日期底图号拟制审校日期等级标记第1张共1张签名标准化批准烤烟房温度控制系统第23页共29页附录3系统控制程序/*烤烟房恒温控制系统的设计C语言控制程序*/#includeunsignedcharcodedispbitcode=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/数字显示数组unsignedcharcodedispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00；/数码管显示数组unsignedchardispbuf8=10,10,10,10,10,10,0,0;/*变量声明*/unsignedchardispcount;unsignedchargetdata;unsignedinttemp;unsignedchari;/*位定义（端口）*/sbitST=P30;/转换启动信号sbitOE=P31;