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第三章 软件设计
3.1 程序设置
程序设计部分主要包括主程序、DS18B20 初始化函数、DS18B20 温度转换函数、
温度读取函数、键盘扫描函数、数码管显示函数、温度处理函数以及风扇电机控制函数。
DS18B20 初始化函数完成对 DS18B20 的初始化;DS18B20 温度转换函数完成对环境温
度的实时采集;温度读取函数完成主机对温度传感器数据的读取及数据换算,键盘扫描
函数则根据需要完成初值的加减设定;温度处理函数对采集到的温度进行分析出理,为
电机转速的变化提供条件;风扇电机控制函数则根据温度的数值完成对电机转速及启停
的控制。
主程序流程图如图 3.1.1:
图 3.1.1 主程序流程图
3.2 用 Keil C51 编写程序
Keil C51 是美国 Keil Software 公司开发的 51 系列兼容单片机 C 语言的软件开发系
主程序开始
程序初始化
调用 DS18B20
初始化函数
调用 DS18B20
温度转换函数
调用温度读
取函数
调用键盘扫
描函数
调用数码管
显示函数
调用温度处
理函数
调用风扇电
机控制函数
结束
2
统,与单片机汇编语言相比,C 语言在不仅语句简单灵活,而且编写的函数模块可移植
性强
[9]
,因而易学易用,效率高。随着单片机开发技术的不断发展,从普遍使用汇编
语言到逐渐使用高级语言开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil 软件是目
前使用较多的 MCS-51 系列单片机开发的软件。
Keil C51 软件不仅提供了丰富的库函数,而且它强大的集成开发调试工具为
程序编辑调试带来便利,在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。在使用时
要先建立一个工程,然后添加文件并编写程序,编写好后再编辑调试。
Keil C51 的使用界面如图 3.2.1。
图 3.2.1 Keil C51 的使用界面
3.3 用 Proteus 进行仿真
3.3.1 Proteus 简介
[9]
谭浩强.C 程序设计[M](第三版).北京:清华大学出版社.2005.37—65.
3
Proteus 软件是来自英国 Labcenter electronics 公司的 EDA 工具软件。
Proteus 软件有十多年的历史,在全球广泛使用,它不仅和其它 EDA 工具一样有原
理布图、PCB 自动或人工布线及电路仿真的功能,而且更重要的功能是,他的电路仿真
是互动的,可以根据仿真实时观察到得现象验证设计的正确性及准确性并及时改变程序
代码、原理图连接以及元件属性等。它还能配合系统配置的虚拟仪器来显示和输出,如
示波器、逻辑分析仪等
[10]
,效果很好。
Proteus 有 4 个功能模块:智能原理图设计、完善的电路仿真功能、独特的单片机协
同仿真功能以及实用的 PCB 设计平台。其内部元件库含有丰富的元件,支持总线结构
以及智能化的连线功能;支持主流 CPU(如 ARM、8051/52、AVR)及其通用外设模型
的实时仿真等,为单片机的开发应用等带来极大的便利。
软件使用的主界面如图 3.3.1。
图 3.3.1 Proteus 使用界面
3.3.2 本设计基于 Proteus 的仿真
首先启动 Proteus 软件并建立一工程,然后根据原理图调出相应的原件,再根据要
[10]
孙号.Proteus 软件在设计电子电路中的应用[J] .仪表技术,2009,8:74—75
4
求改变各原件的属性并把各个原件按原理图连接起来。在原理图绘制连接好后再把编译
好的程序加载到其中
[11]
。最后根据系统要实现的功能分步进行仿真
[12]
。
把温度传感器 DS18B20 温度设置为 26.4 摄氏度,用键盘 S2 调节系统预设的温度为
22 摄氏度。点击开始按钮,系统开始仿真,待一段时间稳定后,观察到此时风扇直流电
机的转速为+14.2r/s,如图 3.3.2 所示。
[11]
楼俊军.基于 Proteus 和 Keil 的单片机演奏乐曲的实现[J].科技信息,2010,23:第 50 页
[12]
王文海,周欢喜.用 Proteus 实现 51 单片机的动态仿真调试[J] .IT 技术,2006,20:10—11
图 3.3.2 Proteus 仿真效果图一
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