基于單片機(jī)的智能流量計(jì)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書基于單片機(jī)的智能流量計(jì)設(shè)計(jì)原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/畢業(yè)論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對(duì)本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承當(dāng)。作者簽名：日期：使用授權(quán)聲明本人完全了解中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院有關(guān)保管、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/畢業(yè)論文的規(guī)定，其中包括：①學(xué)院有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/畢業(yè)論文的原件與復(fù)印件；②學(xué)院可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/畢業(yè)論文；③學(xué)院可允許畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/畢業(yè)論文被查閱或借閱；④學(xué)院可以學(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈(zèng)送和交換畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/畢業(yè)論文；⑤學(xué)院可以公布畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/畢業(yè)論文的全部或局部?jī)?nèi)容。作者簽名:日期:導(dǎo)師簽名:日期:基于單片機(jī)的智能流量計(jì)設(shè)計(jì)摘要:的平安穩(wěn)定性，減少本錢，利益最大化，所以要求對(duì)流量計(jì)的應(yīng)用十分廣泛，在當(dāng)今農(nóng)業(yè)、水壩工程、生物研究、管道輸送、航空領(lǐng)域、軍區(qū)設(shè)備等都有涉及。流量與溫度、壓力和物價(jià)四個(gè)數(shù)據(jù)屬于過程控制中必不可少的參數(shù)。我們經(jīng)過許多參數(shù)對(duì)這一過程進(jìn)行了監(jiān)視和操控。為了保證生產(chǎn)過程流體參數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量顯得十分重要。本次設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)為根底，設(shè)計(jì)了水流量的測(cè)量計(jì),用水流量計(jì)傳感器和數(shù)字溫度傳感器DS18B20來及時(shí)收集水流量狀態(tài)和水溫的參數(shù)，然后由單片機(jī)AT89C51的程序指令計(jì)算后，得出水費(fèi)，用液晶屏LM016L分三個(gè)數(shù)據(jù)顯示實(shí)時(shí)溫度、水價(jià)和水流總量三種狀態(tài)動(dòng)態(tài)顯示。此外，該設(shè)計(jì)設(shè)置了上限和下限報(bào)警，操作的時(shí)候更直觀，簡(jiǎn)單易懂。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；DS18B20；AT89C51；溫度傳感器；水流量傳感器；流量檢測(cè)TheDesignofFlowDetectionSystemBasedonMCUAbstract:Flow-meterhasbeenwidelyusedonmodernagricultureandwaterconservancyofflowconstruction,biologicalengineering,pipes,aerospace,militaryfield.Flowandtemperature,pressureandthinglocationaretogethercollectivelyreferredtothefourbigparametersoftheprocesscontrol.Throughtheseparameters,theproductionprocessaremonitoringandcontrolled.Theaccuratemeasurementandadjustmentforfluidflowareistoguaranteethesafeandeconomicoperation,improveproductqualityandreducethematerialconsumption,toimprovetheeconomicbenefit,andthescientificmanagementfoundationintheproductionprocess.ThisabstracthouseholdWater-FlowDetectionCircuitDesignBasedonAT89C51MCU.flowmoduleissubjecttowaterflowsensoranddigitaltemperaturesensorDS18B20real-timeacquisitionstatewaterflowandwatertemperaturedataandprograminstructionsaccordingtomasterAT89C51calculatedafterthepriceofwater,withLCDLM016Lpointsthecurrenttemperature,waterflowvolumeanddynamicdisplayofthreestates.Inaddition,theprojectdesignoftheupperandloweralarm,soviewismoreintuitive,easiertouse.Keyword:microprocessor;DS18B20;AT89C51;Temperaturesensor;Waterflowsensor;FlowDetecting目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要IAbstractII目錄III1緒論11.1選題的意義與背景11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及開展趨勢(shì)11.3總體設(shè)計(jì)22系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)42.1AT89C51單片機(jī)的特性介紹42.2時(shí)鐘電路72.3復(fù)位電路82.4液晶顯示電路92.4.1液晶顯示簡(jiǎn)介92.5溫度測(cè)量電路112.6水流量測(cè)量電路132.7按鍵控制電路143軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)153.1軟件設(shè)計(jì)總流程153.2溫度程序模塊163.3水流量程序模塊183.3.1水流量的讀取程序193.3.2水流量數(shù)據(jù)的處理程序193.4顯示程序203.4.1顯示程序的處理流程204系統(tǒng)的仿真與調(diào)試214.1keiluvision4軟件214.2proteus電路仿真224.2.1proteus軟件介紹224.2.2使用proteus仿真的步驟225仿真結(jié)果246總結(jié)與展望27參考文獻(xiàn)28致謝291緒論1.1選題的意義與背景流量測(cè)量應(yīng)用于方方面面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、熱電生產(chǎn)、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)、以及食物衛(wèi)生等工業(yè)區(qū)域都離不開它的測(cè)量。生產(chǎn)石油的過程當(dāng)中，必須要保證正常的傳輸和交易盈利，所以每一個(gè)步驟都離不開流量測(cè)測(cè)量。化學(xué)工業(yè)中，要求化學(xué)因素分配比精準(zhǔn)，保證產(chǎn)物的質(zhì)量平安，防止發(fā)生平安事故，以是流量的精準(zhǔn)測(cè)量尤為重要。在利用各種介質(zhì)進(jìn)行的電力生產(chǎn)中，介質(zhì)的流量測(cè)量和控制顯得十分重要。流量檢測(cè)的準(zhǔn)確可以使得發(fā)電廠在適宜的配置下使用有很大的作用，更重要的是，流量檢測(cè)的準(zhǔn)確同時(shí)可以保證發(fā)電的平安進(jìn)行，大大減少事故的發(fā)生。比方溫度過千的鍋爐加水量突然減少，可能會(huì)導(dǎo)致鍋爐發(fā)生爆炸事件。這樣，不僅僅對(duì)測(cè)量的精度要求很高，同時(shí)還必須在特定的環(huán)境下發(fā)出警報(bào)信號(hào)，來減少平安事故的發(fā)生。工業(yè)生產(chǎn)過程中人們通常通過一些參數(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制，以保證其生產(chǎn)過程平安高效運(yùn)行、深層次提升產(chǎn)品質(zhì)量、減少物質(zhì)消耗、以提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)科學(xué)正規(guī)的管理。而這些參數(shù)就是指流量、溫度、壓力和物位，他們共同作用于工業(yè)生產(chǎn)過程，是流量測(cè)量與儀表應(yīng)用的重要參照標(biāo)準(zhǔn)[1]。日常生活中，大氣污染是一個(gè)很大的問題，它十分嚴(yán)重的影響了環(huán)境和人類正常生活的環(huán)境污染，這就要求我們做到，對(duì)污染大氣的延期以及其他溫室氣體排放量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以掌握其規(guī)律，對(duì)排放量進(jìn)行控制，對(duì)廢液和污水進(jìn)行處理，以減少污染，做出有效應(yīng)對(duì)措施。自然就需要通過專業(yè)的流量測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。因此，研究流量測(cè)量，通過運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和應(yīng)用電路設(shè)計(jì)、降低物質(zhì)消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理是至關(guān)重要的一局部。這樣一來，對(duì)于城市和郊區(qū)的廢氣廢水流出量，就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量與研究。除此之外，這項(xiàng)技術(shù)，也被廣泛運(yùn)用于科學(xué)試驗(yàn)領(lǐng)域，例如，利用大量的流量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真和試驗(yàn)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及開展趨勢(shì)說道流量檢測(cè)的悠久歷史，還要說道古時(shí)候水利工程和城市供水設(shè)備。例如圭羅愷薩時(shí)代利用孔板來測(cè)量居民應(yīng)稅的水量；在公元前1000年左右，古埃及人們利用堰法來測(cè)量呢啰河河道的流量；再說回中國(guó)，那么最著名的那還是屬于都江堰水利工程，它運(yùn)用寶瓶口的水的位置來觀察水量大小。這些例子都充分說明了用于流量檢測(cè)的流量?jī)x表的應(yīng)用范圍十分廣泛，無論是在工業(yè)生產(chǎn)、能源計(jì)量、環(huán)境保護(hù)工程，還是交通運(yùn)輸、生物技術(shù)、科學(xué)試驗(yàn)領(lǐng)域等都有涉及。說到流量測(cè)量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是拖里差歷對(duì)差壓式流量計(jì)研究，做出了流量測(cè)量的最初文字介紹。自此19世紀(jì)的如堰、示蹤發(fā)、皮拖管、溶劑、萵輪機(jī)靶式流量計(jì)等許多類型的儀表開始相繼出現(xiàn)于運(yùn)用。20世紀(jì)中期，伴隨工業(yè)計(jì)量、能量研究、城市建設(shè)對(duì)流量測(cè)量的供需呈井噴式的增長(zhǎng)，促使儀表得到空前的開展，進(jìn)而，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的技術(shù)取得了飛躍的開展。極大地推動(dòng)了儀表更新?lián)Q代，新型流量計(jì)的種類迅速的繁多了起來?，F(xiàn)在，許多種流量計(jì)在市場(chǎng)中使用，使用過程中出現(xiàn)的麻煩也得到了進(jìn)一步的解決。而我國(guó)因?yàn)榻髁繙y(cè)量技術(shù)起步比擬晚，一直以來，我們使用的流量?jī)x表都依賴進(jìn)口，這就嚴(yán)重限制了我國(guó)大量使用流量測(cè)量計(jì)的使用數(shù)量。從20世紀(jì)使用儀表修配開展初，到抗戰(zhàn)后青島、廈門等等一些沿海城市都聚集了現(xiàn)代流量?jī)x表的民族企業(yè)。這一過程經(jīng)歷了仿造、自主設(shè)計(jì)、研究使用的過程，現(xiàn)如今近初具規(guī)模，根本上能滿足中等水平流量?jī)x表的需要。抗戰(zhàn)勝利后我們的科技進(jìn)行了飛速的進(jìn)步，通過和其他興旺國(guó)家的共同研究，我國(guó)的流量測(cè)量計(jì)水平進(jìn)步了很多。放眼國(guó)際，許多主流企業(yè)看準(zhǔn)中國(guó)市場(chǎng)，在中國(guó)建立生產(chǎn)基地。其實(shí)，這在某種程度上機(jī)增強(qiáng)了我國(guó)自主研發(fā)的能力，為其增添了競(jìng)爭(zhēng)因素。雖然我國(guó)在這方面已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但由于技術(shù)革新。更新?lián)Q代較快，在產(chǎn)品工藝上仍然有很大的提高空間。單片機(jī)的風(fēng)行全球，使得智能流量檢測(cè)設(shè)備也大大出現(xiàn)，相比傳統(tǒng)的流量檢測(cè)設(shè)備，新型應(yīng)用單片機(jī)制作的流量監(jiān)測(cè)儀很大程度的提升了流量監(jiān)測(cè)的功能。單片機(jī)的種類繁多，功能強(qiáng)大，由單片機(jī)操控的流量測(cè)量設(shè)備不僅本錢造價(jià)低，而且功能實(shí)用，正可謂是兩全其美?？萍嫉拈_展進(jìn)步也使得流量計(jì)的種類越來越多，其功能也越來越強(qiáng)大。同時(shí)，這一技術(shù)也朝著更加智能化，簡(jiǎn)潔化，方便化，低本錢的目標(biāo)前進(jìn)。1.3總體設(shè)計(jì)現(xiàn)如今時(shí)代的開展很快，科技的進(jìn)步，我們的物質(zhì)生活需求越來越高。為了到達(dá)可以智能化的檢測(cè)水流量，并且實(shí)時(shí)在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)的目的，此設(shè)計(jì)利用了AT89C51單片機(jī)來完成。此設(shè)計(jì)不但有很多實(shí)用的功能，所需的價(jià)格也不高，同時(shí)還擁有著環(huán)保，節(jié)約能源的理念。當(dāng)單片機(jī)接受到水流量發(fā)出的信號(hào)，AT89C51單片機(jī)就會(huì)下達(dá)指令。水流量的情況傳輸?shù)絺鞲衅髦?，通過AT89C51單片機(jī)進(jìn)行處理掃描到的水流量脈沖數(shù)，然后在LM016L上顯示出水流量的數(shù)據(jù)。本方案利用Keilc軟件使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，系統(tǒng)性能的檢驗(yàn)采用仿真軟件Proteus。按照總體設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，最終決定了設(shè)計(jì)的總框圖，如圖1-1所示：AT89C51AT89C51LM016L顯示LM016L顯示電路按鍵電路時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路水流量測(cè)量電路水流量測(cè)量電路復(fù)位電路復(fù)位電路溫度測(cè)量電路溫度測(cè)量電路報(bào)警電路報(bào)警電路圖1-1電路總框圖2系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)2.1AT89C51單片機(jī)的特性介紹單片機(jī)是把微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)和其它電路組合在單個(gè)芯片組合完成的單片計(jì)算機(jī)，單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支，是基于測(cè)控領(lǐng)域的開展而誕生和開展的。在我國(guó)使用最多的是Intel公司的C51系列單片機(jī)。而AT89C51單片機(jī)是8051系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，片內(nèi)集成了中央處理器〔CPU〕、程序存儲(chǔ)器〔ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕、2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器〔T0和T1〕、4個(gè)8位的并行I/O口〔P0、P1、P2和P3〕、串行口[2]。其外形如圖2-1所示。AT89C51單片機(jī)的功能主要性能參數(shù)如下:1.全靜態(tài)操作:OHz一24Hz;2.8個(gè)中斷源;3.1000次擦寫周期;4.與MCS-51指令系統(tǒng)和引腳完全兼容;5.三程序存儲(chǔ)器;6.可編程串行DART通道;7.32個(gè)可編程工/0口線;8.3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器;9.8K字節(jié)寫Flash存儲(chǔ)器;10.空閑低功耗和掉電保護(hù);11.256X8字節(jié)內(nèi)部RAMoAT89C51單片機(jī)還有個(gè)主要的功能，那就是在不工作的時(shí)候功率消耗很低，在不工作的時(shí)候僅只有中央核心處理器停止工作，其他的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器、中斷系統(tǒng)和串行口不會(huì)停止工作。一個(gè)全雙工串行通信口，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。并且，AT89C51的工作模式還有節(jié)電模式，前提是得降低到OHz的非動(dòng)態(tài)邏輯操作。想要保護(hù)RAM中的內(nèi)容可以通過掉電實(shí)現(xiàn)，而掉電模式只有一種方法可以解決，那就是復(fù)位所有的硬件，先把振蕩器及其他所有器件的工作全部停止然后進(jìn)行復(fù)位。圖2-1AT89C51單片機(jī)引腳圖AT89C51單片機(jī)的引腳圖如圖2-1所示，各個(gè)引腳的功能為:引腳功能:PO口是地址參數(shù)總線重復(fù)用口。作為高阻抗輸入端用時(shí)該端口寫“1";任何位都能吸收電流。所以在用為輸出端時(shí)，八個(gè)羅輯門電路會(huì)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。而由于上拉電阻的存在，進(jìn)行工作的時(shí)候，如訪問程序或存儲(chǔ)器的時(shí)候，轉(zhuǎn)變位置的該端口的低8位分線能夠和總線重復(fù)使用。Pl口:通過與P0口內(nèi)部的結(jié)構(gòu)電路相比照不難看出，P1端口是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)雙向端口，并且是8位的。它還以一個(gè)上拉電阻代替了FET，當(dāng)P1口輸出的時(shí)候，4個(gè)邏輯門電路就會(huì)被同時(shí)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)輸入信號(hào)為1時(shí)。P1口被上啦電阻變?yōu)楦唠娖竭M(jìn)而變?yōu)檩斎肟凇４硕丝陂_始運(yùn)作的時(shí)候，具體的流程是在端口里的上拉電阻的運(yùn)作下，外界的信號(hào)會(huì)拉低其中一個(gè)引腳，然后形成了一個(gè)電流，進(jìn)而輸出。P2口用作高8位地址總線時(shí)，訪問片外存儲(chǔ)器的高8位A8-A15由P2口輸出。如系統(tǒng)擴(kuò)展了ROM，由于單片機(jī)工作時(shí)一直不斷的取指令，因而P2口將不斷的送出高8位地址，P2口將不能做通用I/O口用。如系統(tǒng)僅僅擴(kuò)展RAM，這時(shí)分幾種情況：當(dāng)片外RAM容量不超過256字節(jié)時(shí)，訪問RAM，只需P0口送低8位地址即可，P2口仍可作為通用I/O口使用；當(dāng)片外RAM容量大于256字節(jié)時(shí)，需要P2口提供高8位地址，這時(shí)P2口不能用作通用I/O口。P3口有三項(xiàng)功能。功能1.將一些用于Flash的快速存儲(chǔ)編程和用于檢驗(yàn)程序的信號(hào)接收。功能2.P3.0:RXD(串行輸入口)P3.1:TXD(串行輸出口)P3.2;NTO(外中斷0)P3.3:NTl(外中斷1)P3.4:TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)P3.5:Tl(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)P3.6:WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7:RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通〕功能3.該項(xiàng)功能與P2口的一般工/0接口功能類似，無非是作為輸入輸出端口。復(fù)位輸入可以使得單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，主要條件是進(jìn)行工作時(shí)，復(fù)位輸入的引腳出現(xiàn)高電平且該高電平的周期為兩個(gè)周期。當(dāng)單片機(jī)需要訪問外界數(shù)據(jù)或存儲(chǔ)器時(shí)，首先，跳過一個(gè)ALE脈沖信號(hào)，而ALE輸出的脈沖信號(hào)可以將目標(biāo)的低八位字節(jié)鎖住并保存，還可以固定時(shí)間和對(duì)外部輸出時(shí)鐘，并且對(duì)存儲(chǔ)器編程的時(shí)候，還可以輸入編程脈沖。當(dāng)單片機(jī)需要執(zhí)行的命令是外部程序時(shí)，ALE那么應(yīng)當(dāng)被設(shè)置成無效，具體方法就是對(duì)特殊功能存放器中SEH單元進(jìn)行操作，命令執(zhí)行完以后，可以靠MOVX和MOVC指令可以重新將ALE激活。EA/VPP，外部訪問允許。EA的功能分為兩種，其一是使得CPU執(zhí)行內(nèi)部的命令，該功能需要EA與當(dāng)電源為高電平時(shí)的VCC端相連接；其二是使CPU僅訪問外部的程序，該功能那么需要EA一直保持接地。振蕩器反向放大器與內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器由同樣的兩種引腳組合為了它們的輸入口與輸出口。在XTAL1端斷開連接內(nèi)部時(shí)鐘脈沖。XTAL2會(huì)處于懸空狀態(tài)，我們就不可以使用內(nèi)部時(shí)鐘。除此之外，放大器與片外石英晶體一起組成了自主鼓勵(lì)的振蕩器，石英晶體主要作為反應(yīng)信號(hào)的元件充當(dāng)了重要角色，這就是內(nèi)部時(shí)鐘的模式。此類振蕩電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)非串聯(lián)電路，在放大器的電路中構(gòu)成，由石英晶體和電容組成。兩種節(jié)電模式:AT89C51有它特有的節(jié)約用電功能，需要通過專門的存放器來控制運(yùn)行，其一是由PD控制的掉電工作模式；其二是由IDL控制的空閑模式。據(jù)此那么有了兩種狀態(tài)，睡眠狀態(tài)是一種常見的狀態(tài)，單片機(jī)當(dāng)IDL=1的時(shí)候會(huì)被空閑模式自動(dòng)帶入該狀態(tài)；掉電工作狀態(tài)也是一種常見的狀態(tài)，單片機(jī)當(dāng)PD=1的時(shí)候就會(huì)被掉電模式自動(dòng)帶入該狀態(tài)。當(dāng)PD和IDL同時(shí)為1，兩種工作模式同時(shí)存在，由軟件實(shí)現(xiàn)該方式。此時(shí)，片內(nèi)所有特殊功能存放器和隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容將保持不變。終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是硬件復(fù)位。其二是某一個(gè)系統(tǒng)同意中斷的事件不再中斷，同時(shí)去除IDL。接著程序主動(dòng)進(jìn)入中斷程序，然后會(huì)有一條指令發(fā)出，這條指令是中斷返回指令，繼續(xù)執(zhí)行指令，但執(zhí)行的是后面的指令。需要指出的是，以上兩種方式中當(dāng)由硬件復(fù)位來終止時(shí)，CPU通常是下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，此時(shí)要完成內(nèi)部復(fù)位操作，內(nèi)部應(yīng)禁止CPU訪問片內(nèi)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但其它端口可以訪問，并保持硬件復(fù)位脈沖兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘周期)有效。尤其需要注意的是端口那一塊，因?yàn)槿菀妆灰馔鈱懭攵鲥e(cuò)，對(duì)此有對(duì)應(yīng)的解決方法，就是不處于工作模式的一條指令被激活后不能是一條寫入指令。掉電保護(hù):系統(tǒng)掉電后，最后一條指令在存儲(chǔ)器和存放器上運(yùn)行的內(nèi)容被凍結(jié)，直到掉電保護(hù)模式結(jié)束。當(dāng)進(jìn)入掉電保護(hù)模式后，要想退出該模式，只有一個(gè)方法：那就是使用硬件進(jìn)行復(fù)位。使用該方法后，全部?jī)?nèi)容被重新定義，但是不會(huì)改變存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，復(fù)位不會(huì)在電壓恢復(fù)正常前起作用，而且在一段時(shí)間之后才可以使系統(tǒng)重新開始正常工作。2.2時(shí)鐘電路單片機(jī)最小系統(tǒng)組成分電源，時(shí)鐘和復(fù)位電路。在這里面單片機(jī)的電源引腳與5V的電源接通即可，而時(shí)鐘、復(fù)位電路另需額外的接口擴(kuò)展，這也是單片機(jī)的根本電路操作步驟。時(shí)鐘電路的功能是為運(yùn)作狀態(tài)下的單片機(jī)提供時(shí)間脈沖。工作狀態(tài)下每個(gè)信息中的互相關(guān)系叫時(shí)序。為了保證單片機(jī)的工作能夠有條不紊，一絲不茍的進(jìn)行，必須要求在電路里有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臅r(shí)鐘信號(hào)來操控單片機(jī)的運(yùn)行。所以我們得在單片機(jī)引腳中連一個(gè)定時(shí)控制原件。就做出了正常運(yùn)行的自激振蕩器。圖2-2時(shí)鐘電路要組合一個(gè)諧振電路。得把晶振與電容合并起來。工作狀態(tài)下的電壓，和晶振的頻繁程度都和電容的多少直接相關(guān)，過程中要防止電容量影響振蕩器的各種性能。所以，這次設(shè)計(jì)的微調(diào)電容運(yùn)用20pf電容。如圖2-2所示，在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振、電容等均應(yīng)盡可能靠近芯片，減小分布電容，以保證振蕩器振蕩的穩(wěn)定性。2.3復(fù)位電路在單片機(jī)運(yùn)行的過程當(dāng)中，難免會(huì)發(fā)生運(yùn)行數(shù)據(jù)不穩(wěn)定導(dǎo)致的錯(cuò)誤發(fā)生，使得單片機(jī)處于死機(jī)狀態(tài)，這時(shí)就要求CPU和其他元件歸位為一個(gè)指定的工作狀態(tài)，然后共同從這一情況下同步運(yùn)行。這一個(gè)初始化系統(tǒng)的步驟，叫做單片機(jī)的復(fù)位。在單片機(jī)內(nèi)，RST引腳也叫做復(fù)位引腳。設(shè)計(jì)時(shí)單片機(jī)的復(fù)位方式包括按鍵電平復(fù)位，外部脈沖復(fù)位，單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位，其功能由單片機(jī)外圍復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)[3]。當(dāng)震蕩電路照常運(yùn)行的同時(shí)，該引腳接通2個(gè)高電平，就可以使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)中的RST引腳叫做復(fù)位引腳。在振蕩電路接通電源運(yùn)行以后，RST引腳端接通持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平之后，就處于復(fù)位狀態(tài)。圖2-3復(fù)位電路本課題采用經(jīng)過按鍵開關(guān)來完成復(fù)位。它是指經(jīng)過連接按鈕開關(guān)，令單片機(jī)處于初始化的狀態(tài)。開關(guān)復(fù)位電路一般不單獨(dú)使用。在應(yīng)用系統(tǒng)的研究中，假設(shè)是需要使用開關(guān)復(fù)位電路。一般的做法是將開關(guān)復(fù)位與上電復(fù)位組合在一起形成組合復(fù)位電路，上電復(fù)位電路完成上電復(fù)位功能，開關(guān)復(fù)位電路完成人工復(fù)位。圖2-3中C1與R1構(gòu)成了上電復(fù)位電路。上電復(fù)位后，電源經(jīng)R1對(duì)C1充滿電源，C1等效于開路，RST端為低電平；單片機(jī)正常工作。按開關(guān)K1后，C1兩端電荷經(jīng)R1迅速放電，K1斷開后，由C1、R1及電源完成對(duì)單片機(jī)的復(fù)位操作。在上述電路中C1、R1按上電復(fù)位電路的設(shè)計(jì)而取值。單片機(jī)中復(fù)位電路有著至關(guān)重要的功能。它的存在可直接導(dǎo)致單片機(jī)的正常運(yùn)行與否。2.4液晶顯示電路2.4.1液晶顯示簡(jiǎn)介液晶顯示器應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷妗Ｒ壕э@示模塊也早已經(jīng)是許許多多電子產(chǎn)物必不可少的元件。算術(shù)用的計(jì)算器里面、電子日歷的顯示器、電子時(shí)鐘還有許多電子產(chǎn)品中都可以看到，液晶顯示器顯示的內(nèi)容也是各種各樣，有數(shù)字、有漢字，還有圖案等待。這次設(shè)計(jì)中利用液晶液顯示器用作數(shù)據(jù)顯示器件有很多好處。因?yàn)橐壕э@示器任意點(diǎn)當(dāng)處于工作過程中時(shí)，接收到信號(hào)的時(shí)刻，就始終處于那種顏色和亮度。一直處于發(fā)光狀態(tài)，而不會(huì)像其他CRT之類的顯示器那樣必須得一直唰新新的亮點(diǎn)。所以，使用液晶顯示器不但畫面效果要很好，而且不會(huì)出現(xiàn)卡頓和閃爍的情況。而且液晶顯示器全部都是數(shù)字式的，當(dāng)要使它處于工作狀態(tài)，它的接口和單片機(jī)系統(tǒng)的接口會(huì)很便捷，操作簡(jiǎn)單易懂。從功耗方面來看。該種類的顯示器大局部是消耗它自身的電極與驅(qū)動(dòng)IC上。所以說，消耗較其他顯示器來看要少。這個(gè)版本的顯示器輕便。沒有傳統(tǒng)的顯示器笨重。因?yàn)樵擄@示器是由屏內(nèi)電極控制的液晶分子的各種不同情況來到達(dá)顯示的結(jié)果。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，電壓會(huì)對(duì)索要顯示的區(qū)域進(jìn)行作用，使其發(fā)光，通過多點(diǎn)的發(fā)光，構(gòu)成所要表達(dá)的內(nèi)容，現(xiàn)在已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的多樣化功能，現(xiàn)如今在筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、安卓移動(dòng)設(shè)備等待許多區(qū)域都有應(yīng)用。2.4.2LM016L的結(jié)構(gòu)及功能LM016L液晶模塊采用HD44780控制器。HD44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)、閃爍等功能。LM016L液晶顯示器有2個(gè)方法與單片機(jī)連通。分別是利用8位和利用4位的并行傳送信號(hào)。HD44780控制器由兩個(gè)8位存放器、指令存放器〔IR〕和數(shù)據(jù)存放器〔DR〕、忙標(biāo)志〔BF〕、顯示數(shù)據(jù)RAM〔DDRAM〕、字符發(fā)生器ROM〔CGROM〕、字符發(fā)生器RAM〔CGRAM〕、地址計(jì)數(shù)器〔AC〕[4]。LM016L引腳圖如圖2-4所示。圖2-4LM016L引腳圖IR用于存放指令碼，只能寫入不能讀出；DR用于存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入DDRAM和CGRAM，或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)[5]。BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)[6]。DDRAM用來存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼[7]。CGROM由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160種和5*10點(diǎn)陣字符32種[8]。CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量?jī)H64字節(jié)[9]。可以自定義8個(gè)5*7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5*10點(diǎn)陣字符。AC可以存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM。顯示特性:1)只需5V電源電壓，低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性2)包含192類字符3)具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符RAM4)顯示方式：STN、半透、正顯5)驅(qū)動(dòng)方式：1/16DUTY，1/5BIAS6)視角方向：6點(diǎn)7)背光方式：底部LED8)通訊方式：4位或8位并口可選9)標(biāo)準(zhǔn)的接口特性：適配MC51和M6800系列MPU的操作時(shí)序。引腳功能如表2-1所示：表2-1LM016L引腳說明管腳號(hào)符號(hào)功能1Vss電源地〔GND〕2Vdd電源電壓(+5V)3V0LCD驅(qū)動(dòng)電壓(可調(diào))存放器選擇輸入端，輸入MPU選擇模塊內(nèi)部存放器類型信號(hào)：RS=0，當(dāng)MPU進(jìn)行寫模塊操作，指向指令存放器；4RS當(dāng)MPU進(jìn)行讀模塊操作，指向地址計(jì)數(shù)器；RS=1，無論MPU讀操作還是寫操作，均指向數(shù)據(jù)存放器5R/WR/W=0讀操作；R/W=1寫操作6E使能信號(hào)輸入端，輸入MPU讀/寫模塊操作使能信號(hào)：4位方式通訊時(shí)，不使用DB0-DB37DB0數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道8DB1數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道9DB2數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道10DB3數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道11DB4數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道12DB5數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道13DB6數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道14DB7數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道15A背光的正端+5V16K背光的負(fù)端0V2.5溫度測(cè)量電路為了使流量計(jì)功能更加多樣化，在此次設(shè)計(jì)中參加了測(cè)量溫度的DS18B02傳感器，由該傳感器采集信息，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理，將結(jié)果溫度顯示到液晶屏。2.5.1DS18B20簡(jiǎn)介1.DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-5DS18B20的引腳DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別由64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置存放器來構(gòu)成。DS18B20的管腳排列如圖2-5所示。從DQ端輸入輸出數(shù)字信號(hào)。2.DS18B20的主要特性1〕適應(yīng)電壓范圍更廣，電壓在3伏到5伏下可由數(shù)據(jù)線供電。2)可測(cè)量的溫度上限為125攝氏度，下限為零下55攝氏度。誤差小于0.5攝氏度。3)該傳感器有著特殊的單線接口方式，它只要一條口線與微處理器接通，就可以完成雙方的互相傳輸。4)可以進(jìn)行組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。5)該傳感器使用時(shí)，無須其他的任何外圍原件。6〕可編程的分辨率為9～12位，測(cè)量溫度的精度非常高。7〕該傳感器運(yùn)算速度很快，比方當(dāng)分辨率設(shè)置為9位。只需要不到94.86ms，就可以將溫度變成數(shù)字。8〕最后輸出的數(shù)據(jù)直接為數(shù)字溫度信號(hào)，串行傳送給單片機(jī)，功能強(qiáng)大，可以抗干擾。9〕如果不小心將電源正負(fù)接反，單片機(jī)也不會(huì)因此舉動(dòng)而損壞，只是不可以正常的使用。雖然該傳感器在使用該傳感器的過程當(dāng)中很便捷又高效率，但是有些問題還是得格外小心，該溫度傳感器在對(duì)它進(jìn)行編程時(shí)，要準(zhǔn)確的讀寫時(shí)序，要不然會(huì)使整個(gè)軟件的運(yùn)行出錯(cuò)，測(cè)量不出溫度。此類問題都應(yīng)該在使用過程中謹(jǐn)慎處理。此外，單總線不能放置多個(gè)傳感器。否那么要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題。在硬件的接口方面，如果未連接好，導(dǎo)致出錯(cuò)，在單片機(jī)對(duì)傳感器傳達(dá)指令時(shí)，沒有收到來自DS1820的信號(hào)返回。程序?qū)⒉荒芡瓿上乱徊街噶疃h(huán)之前的指令。圖2-6溫度測(cè)量電路2.6水流量測(cè)量電路水流量傳感器的組成局部由銅閥體、水流轉(zhuǎn)子器件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成。傳感器安裝到水流入口用于檢測(cè)入水量。水流開始時(shí)，經(jīng)轉(zhuǎn)子組件，導(dǎo)致磁性轉(zhuǎn)子隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)并呈正比關(guān)系變化?？刂破鹘邮艿絺鬏?shù)降拿}沖信號(hào)。然后得出流量的值，水流量傳感器的使用時(shí)間很長(zhǎng)，性價(jià)比高，危險(xiǎn)系數(shù)小，安裝簡(jiǎn)單，所測(cè)流量值精準(zhǔn)。渦輪開關(guān)殼、磁性轉(zhuǎn)子和制動(dòng)環(huán)構(gòu)成了水流轉(zhuǎn)子器件。課題任務(wù)中最重要的是水流量的測(cè)量。通過水流量傳感器的數(shù)據(jù)采集，根據(jù)不同的水流量傳感器的參數(shù)可以得出單片機(jī)在運(yùn)算時(shí)的數(shù)據(jù)。水流量傳感器一般在零下10攝氏度到55攝氏度的環(huán)境溫度下可正常運(yùn)行。所有傳感器經(jīng)實(shí)際標(biāo)定來測(cè)得儀表常數(shù)值R，當(dāng)每分鐘流量值到達(dá)0.2升至0.4升時(shí)，R值為2100。當(dāng)每分鐘流量值到達(dá)0.5升至0.8升時(shí)，R值為2280。當(dāng)每分鐘流量值到達(dá)0.9升至1.2升時(shí)，R值為2350。當(dāng)每分鐘流量值到達(dá)1.2升至2.5升時(shí)，R值為2460。流量穩(wěn)定的系統(tǒng)下，測(cè)量精度可控制在2%范圍內(nèi)。在仿真電路中，通過方波來模擬水流量通過傳感器產(chǎn)生的頻率，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)，然后再進(jìn)行下一步的運(yùn)行。圖2-7水流量測(cè)量電路2.7按鍵控制電路課題設(shè)計(jì)之初，要求根本實(shí)現(xiàn)的功能有水流量的控制、水價(jià)的改變。由于液晶顯示屏不能夠完全實(shí)現(xiàn)其顯示，故又增加了換頁(yè)功能，共三個(gè)控制鍵。圖2-8按鍵電路3軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1軟件設(shè)計(jì)總流程軟件設(shè)計(jì)總流程程序要求液晶顯示有水溫、水價(jià)、水費(fèi)和當(dāng)前水流量。水流量的測(cè)量由開關(guān)控制。由于LCD1602的顯示屏幕有限，所以又把程序設(shè)計(jì)成可以翻頁(yè)的形式。翻頁(yè)也用開關(guān)控制。由于在兩個(gè)界面里面都顯示水溫，故在顯示程序里參加測(cè)量水溫程序也未嘗不可。整個(gè)程序中結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但其中也有幾個(gè)重要而且比擬費(fèi)腦筋的子程序，包括水測(cè)量程序、水流量數(shù)據(jù)的計(jì)算與轉(zhuǎn)換、溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序。在程序中可以分為3個(gè)主要模塊：水流量模塊，溫度模塊，顯示模塊如圖3-1所示：系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化溫度測(cè)量程序溫度測(cè)量程序水流量控制開關(guān)程水流量控制開關(guān)程序流量測(cè)量程序流量測(cè)量程序界面2程序界面開關(guān)界面2程序界面開關(guān)通斷水閥程序界面1程序通斷水閥程序界面1程序圖3-13.2溫度程序模塊溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序由溫度傳感器DS18B20采集的溫度數(shù)據(jù)讀取后溫度的低位和高位分別存在主芯片SCT89C52存儲(chǔ)器中。其中依定傳感器的設(shè)計(jì)，讀出的數(shù)據(jù)最高位為0時(shí)溫度為正，溫度為1時(shí)，溫度是負(fù)數(shù)。是以對(duì)溫度數(shù)據(jù)處理，將溫度數(shù)據(jù)高位和低位整合在一起，在判斷溫度的正負(fù)即可。如圖3-2所示：等待調(diào)用等待調(diào)用DS18B20復(fù)位跳過讀序列號(hào)啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換DS18B20復(fù)位跳過讀序列號(hào)跳過讀序列號(hào)讀取溫度溫度數(shù)據(jù)低八位和高八位合并溫度為負(fù)溫度標(biāo)志位為1數(shù)據(jù)取反加一返回溫度標(biāo)志位為0·NOYES圖3-2溫度測(cè)量流程圖這里會(huì)有一個(gè)處理程序，它的作用是把傳輸回來的溫度參數(shù)進(jìn)行一個(gè)分析。來判斷數(shù)值的正負(fù)。與此同時(shí)，為了使設(shè)計(jì)更人性化，合理化，貼近于我們的日常生活，在程序中參加了溫度感應(yīng)，因?yàn)樵谖覀兩轿魇〉貐^(qū)水的沸點(diǎn)是99.9攝氏度，所測(cè)的數(shù)值也不會(huì)超過這個(gè)上限值，所以，在此過程中，將最高的溫度值設(shè)成99.99就好。此外，便于美化視覺感，當(dāng)所測(cè)溫度為個(gè)位溫度時(shí)，將結(jié)果中十位的零設(shè)定為不可見。顯示“-〞顯示“-〞號(hào)紅燈亮溫度>40攝氏度紅燈亮等待調(diào)用溫度標(biāo)志為1百位為0溫度置為99.9十位為0十位不顯示溫度各位分配資源返回NOYESNOYESYESNOYES圖3-3數(shù)字不顯示流程圖3.3水流量程序模塊水流量的測(cè)量主要依靠對(duì)得到的頻率處理，由流量計(jì)在一段時(shí)間下產(chǎn)生高電平的個(gè)數(shù)決定。測(cè)量的范圍中，由傳感器輸出的脈沖總數(shù)和流過傳感器的總體積量為正比關(guān)系，這個(gè)比值叫做儀表常數(shù)，用R來表示。各種傳感器都通過實(shí)際標(biāo)定測(cè)得儀表常數(shù)值。用測(cè)出脈沖信號(hào)的頻率F去除以R就可以得出瞬進(jìn)流量Q。即Q=F/R。所以只要在單片機(jī)中設(shè)定一定的時(shí)間，并在該時(shí)間之下計(jì)算出得到的高電平即可。在本程序中AT89C51的兩個(gè)定時(shí)器T0為計(jì)數(shù)狀態(tài)，T1為計(jì)時(shí)狀態(tài)，這樣方可測(cè)量流量。3.3.1水流量的讀取程序中斷程序運(yùn)行的時(shí)間到，就可以讀取計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，將下數(shù)值讀出后把計(jì)數(shù)器賦值為0，等待下一次的取出，然后進(jìn)入對(duì)讀出數(shù)據(jù)的處理程序。如圖3-4所示等待調(diào)用等待調(diào)用中斷時(shí)間到讀取頻率定時(shí)器賦值置時(shí)間標(biāo)志位水流量計(jì)算程序和轉(zhuǎn)換程序返回NOYES圖3-4水流量測(cè)量流程圖3.3.2水流量數(shù)據(jù)的處理程序到達(dá)規(guī)定的時(shí)間，定時(shí)器的數(shù)據(jù)也輸出到單片機(jī)。因?yàn)樗髁康淖畲笊舷奘前磭崄碛?jì)量的，所以只用單個(gè)整形的數(shù)明顯欠缺，所以暫時(shí)放到單個(gè)int變量的存儲(chǔ)單元里，來計(jì)算水流流量百位前的值。然后定義單個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)字，用作后六位的流量體積值。這樣一來，程序簡(jiǎn)單易懂，可以清楚明了的計(jì)算出水流量，查看流體的溫度，并且計(jì)算出水費(fèi)和按自己所需制定水費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，設(shè)計(jì)過程中將最大數(shù)值定位250噸，當(dāng)?shù)竭_(dá)這一標(biāo)準(zhǔn)后，數(shù)值仍增加的話，就會(huì)重新計(jì)數(shù)。等待調(diào)用定時(shí)到等待調(diào)用定時(shí)到計(jì)算流量前三位流量前三位>=1000流量后六位加1流量后六位>=25萬流量計(jì)算清零各個(gè)位置分配存儲(chǔ)空間返回NOYESNOYESNOYES3-5水流量數(shù)據(jù)處理流程圖3.4顯示程序3.4.1顯示程序的處理流程要想把運(yùn)行結(jié)果表現(xiàn)得通俗易懂，一目了然，就需要把程序運(yùn)行出的結(jié)果值相對(duì)應(yīng)的英文標(biāo)出來。因?yàn)樵陲@示程序中已經(jīng)有溫度的測(cè)量，因此主程序里不需要測(cè)量溫度，液晶顯示的首頁(yè)會(huì)標(biāo)出水費(fèi)，所測(cè)量的溫度，和水流量〔以t為單位〕。次頁(yè)會(huì)顯示每噸水的價(jià)位，水流量〔以kg為為單位〕，和溫度。如圖3-6顯示：返回返回等待調(diào)用溫度測(cè)量溫度顯示水流量測(cè)量水流量顯示圖3-6顯示流程圖4.1keiluvision4軟件這次畢設(shè)是在KeiluVision4軟件上來完成的。KeiluVision4公布于2023年2月5日，該軟件運(yùn)用了便捷簡(jiǎn)潔界面。使開發(fā)人員可以使用多個(gè)顯示器，并提供了一個(gè)可視化的窗口位置的完整控制的任何地方。更改后的版本界面可以被充分的使用，把很多界面有效的組合在一起?？梢允故褂谜吒邮孢m地使用該軟件來快速的操作。更改后的版本支持更多的最新的ARM芯片，也增加了一些其他新的功能。最新的KeiluVision4個(gè)，旨在提高開發(fā)效率，實(shí)現(xiàn)更快，更有效的開發(fā)程序。KeiluVision4引入一個(gè)靈活的窗口管理系統(tǒng)，可以將其拖到任何地方，包括多個(gè)顯示窗口的支持。uVision4在μVision3IDE的根底上，增加了更多群眾化的功能。該軟件不僅擁有著多樣化的顯示窗口和便捷的窗口和瀏覽窗口的顯示設(shè)備外設(shè)存放器信息，同時(shí)還可以調(diào)試復(fù)原視圖創(chuàng)立并保存多個(gè)調(diào)試窗口布局。圖4-1程序調(diào)試圖4.2proteus電路仿真4.2.1proteus軟件介紹Proteus軟件功能很強(qiáng)大，它擁有許多EDA軟件的仿真功能，可以得到很多便捷的體驗(yàn)，還可以仿真許多單片機(jī)。目前比擬好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Protues剛進(jìn)入中國(guó)的市場(chǎng)，它的各種功能，各種便捷體驗(yàn)就把我國(guó)的單片機(jī)研究人員深深的吸引。該產(chǎn)品從布原理圖、調(diào)試編碼，便捷的完成對(duì)PCB設(shè)計(jì)，貫穿了理念到實(shí)物的全部過程。該軟件也是全球范圍內(nèi)，第一個(gè)可以把電路仿真，對(duì)虛擬設(shè)計(jì)的仿真和對(duì)PCB的設(shè)計(jì)全部實(shí)現(xiàn)的一款軟件。Proteus軟件除了上述功能外，還能仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等一些常用的主流單片機(jī)。4.2.2使用proteus仿真的步驟第一對(duì)要仿真局部繪制好電路原理圖，如圖4-2所示：圖4-2仿真原理圖第二添加已經(jīng)調(diào)試好的目標(biāo)代碼文件，如圖4-4所示：圖4-3添加目標(biāo)代碼文件圖第三在proteus中運(yùn)行電路仿真圖，如圖4-4所示：圖4-4電路仿真圖5仿真結(jié)果在Proteus軟件中翻開設(shè)計(jì)好的仿真，在AT89C51單片機(jī)屬性中參加add.hex程序〔全部程序內(nèi)容見附錄〕，通過設(shè)置方波的頻率來模擬通入水流量產(chǎn)生的脈沖在這里將方波的頻率設(shè)置為10K，溫度設(shè)置為常溫25攝氏度，水費(fèi)通過按鍵設(shè)置為每噸2元。點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕開始仿真。如下圖結(jié)果，LM016L顯示器中顯示數(shù)值與仿真前設(shè)置的參數(shù)相符，F(xiàn)LOW所測(cè)得的流量值程動(dòng)態(tài)顯示。當(dāng)把溫度更改到大于等于40攝氏度，就會(huì)觸發(fā)溫度報(bào)警，這時(shí)候紅燈亮進(jìn)行報(bào)警，如圖5-2所示。圖5-1圖5-2通過按鍵2切換液晶顯示頁(yè)面，如圖5-3所示，液晶顯示器顯示當(dāng)所測(cè)水流量為1噸時(shí)，計(jì)費(fèi)器顯示價(jià)格為2元。圖5-36總結(jié)與展望通過仿真結(jié)果，可以看出這次設(shè)計(jì)根本到達(dá)了預(yù)期的測(cè)量效果，對(duì)水流量體積的測(cè)量，流體溫度的測(cè)量還有單位水費(fèi)和總水費(fèi)的測(cè)量都得到了實(shí)現(xiàn)，但是設(shè)計(jì)過程中還存在欠缺的地方。