基于proteus仿真的多温度自动检测系统

信息职业技术学院毕业设计报告（论文）系别：班级：学生姓名：学生学号：设计（论文）题目：基于Proteus的温度检测与报警的仿真设计指导教师：起讫日期：2012.9.3~2012.11.16信息职业技术学院毕业设计(论文)成绩评定表信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生（签名）2012年9月10日指导教师（签名）2012年9月10日教研室主任（签名）2012年9月10日系主任（签名）2012年9月10日信息职业技术学院毕业设计（论文）开题报告信息职业技术学院毕业设计（论文）中期检查表基于Proteus的温度检测与报警的仿真设计摘要:温度是与人们生活息息相关的环境参数,许多情况下都学要进行温度测量及报警,温度测量报警系统在现代日常生活.科研.工农生产中已经得到了越来越广泛的应用。

所以对温度的测量报警方法及设备的研究也变得极其重要。

随着人们生活的不断提高以及应对各种复杂测量环境的需要，我们对温度测量报警的要求也越来越高，利用单片机来实现这些控制无疑使人们追求的目标之一，它带给我们的方便时不可否定的，其中温度检测报警器就是一个典型的例子。

要为现代人工作，科研，生活，提供更好的设施，就需要从单片机技术入手，向数字化，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的温度报警器,可以设置上下限报警温度,当温度不在设置围时，可以报警。

与传统温度测量系统相比，本设计中的数字温度测量报警系统具有很多前者没有的优点，如测温围广而且准确，采用LED数字显示，读数方便等。

关键词：单片机，温度检测，AT89C51，DS18B20目录1 绪论11.1课题背景12系统的具体设计23 硬件电路设计33.1单片机主控设计43.1.1主要特性43.1.2系统时钟电路53.1.3 复位电路63.2温度信号采集设计63.2.1 DS18B20的特性83.2.2 DS18B20的测温原理93.2.3 DS18B20与单片机接口电路10 3.4按键电路设计133.5报警电路设计144 温度控制系统的软件设计154.1主程序设计154.3温度采集设计174.4温度显示设计194.5按键开关设计204.6温度处理及蜂鸣器报警设计225 温度检测系统调试仿真23致27附录281 绪论1.1 课题背景随着新技术的不断开发与应用,近年来单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、食品、石油等各个行业。

基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统设计周春明【摘要】A method of design of measurement and control simulation experiment system based on LabVIEW and Proteus was proposed with the remote temperature controlling system as an example. AT89C51 in Proteus was used as the slave computer to achieve the functions of temperature acquisition, A/D conversion and data transmis-sion to the host computer. LabVIEW was employed to construct the master system to achieve the PID control of the received temperature. It transmitted the PID adjustmentdata to SCM in order to adjust its PWM wave’ s duty rati-o. So the working state of“OVEN” could be controlled and the purpose of the remote temperature controlling could be achieved. The master system communicated with the slave computer by a pair of virtual serial ports constructed by Virtual Serial Port Driver 6 . 9 . Simulation results demonstrated the validity of the methods of design of measure-ment and control system. It has a practicability in the field of experiment teaching and project development.%以单片机远程温度控制系统为例，给出了一种基于LabVIEW与Proteus的测控仿真实验系统的设计方法，利用Proteus中的AT89 C51单片机仿真下位机运行，实现温度的采集、 A/D转换器的控制及向上位机传输数据等功能。

第32卷第2期2013年2月绵阳师范学院学报Journal of Mianyang Normal University Vol．32No．2Feb．，2013收稿日期：2012-10-26作者简介：杜峰（1980－），男，助教，硕士，主要研究方向：汽车电子控制系统嵌入式开发．E －mail ：dufeng123dufeng@126．com基于Proteus 的多路信号监测系统仿真杜峰1，袁显举2，姚立影1，赵永先1（1．绵阳师范学院交通运输与管理学院，四川绵阳621000；2．华南理工大学，广东广州510641）摘要：为满足生产实践的需要，对生产过程中各项重要的运行参数进行实时监测，在Proteus 环境下，采用微控制器、模数转换器、发光二极管和液晶显示器，搭建了一套生产运行参数的监测系统，在Keil 中进行模块化程序设计，通过与二者的联合程序调试，成功对系统进行了仿真，达到了预期效果．关键词：仿真;信号监测;液晶显示;Proteus中图分类号：TP274.2文献标识码：A 文章编号：1672-612x （2013）02-0032-060引言在自动化生产过程中，需要对许许多多电参量及非电参量进行监测，鉴于电压信号传输的便捷些，对于这些电参量及非电参量，通常都是将其转换成电压信号来进行监测处理，力、速度、位移、加速度、湿度、温度、电荷、电流等，通过相应的传感器及电压变换装置将其转换成为0 5V 的电压信号，从而可以利用微控制器对其进行自动检测，再通过相应的数据处理和单位变换，恢复参量的实际数值来进行显示，生产过程的监测对于自动化生产具有很大的帮助作用［1］．论文采用经典51单片机，通过ADC0809扩展八路AD 转换通道，对八个生产参数进行不间断监测，并在LCD 上显示参数值，对每一参数设置限定值，如果越限，则进行报警．1系统分析AT89S52通过ADC0809扩展八通道AD 转换，ADC0809转换时钟由单片机定时器0中断产生，选择定时计数器方式2工作，自动装初值，通道数据读取由ADC0809的EOC 引脚在转换结束时通过非门74HC04产生低电平触发单片机外部0中断，读取通道数据并保存在相应通道的存储单元里，主程序调用数据显示子程序滚动显示各通道数值，并负责报警判断，在通道超出预置值时，点亮红色LED 灯报警［2］．ADC0809的时钟频率要求最小10KHz ，通常采用640KHz ，它决定了模数转换的速度，在实际的硬件设计中，如果要求信号的实时性，则最好采用硬时钟，本系统中因通道信号的转换和数据的读取都是通过中断对外部数据存储器的操作来实现的，故地址锁存信号输出端ALE 亦不能提供可靠的时钟信号，通过ALE二分频电路提供时钟源的方法亦不可取［3］，于是系统采用单片机C /T0中断产生时钟源，但由于ADC0809数据的读入采用的是中断方式，制约了定时器为ADC0809提供的时钟频率的提高，仿真系统采用10KHz ，定时器0工作在方式2，自动重装初值TH0=TL0=256－50．通过外部中断，读取并更新信号通道存储区数据，同时启动下一通道的AD 转换，主程序调用数据处理及显示子程序循环监测各通道信号数据并判断是否超限报警．2锁存器74HC573功能仿真随着单片机技术的发展，许多外围电路，如AD 、DA 和PWM 等功能模块，都被集成在单片机中，不用像最初那样来扩展，但是像锁存器74HC573、驱动芯片74HC244及三八译码器等，其功能、原理及与控制器的接口仍然是嵌入式开发的基础，必须牢固掌握．论文通过锁存器74HC573选中模数转换器ADC0809的转换通道来实现多路转换［4］，下面在Proteus 环境下对锁存器74HC573的功能进行仿真，以分析其与单片机的接口电路设计．DOI:10.16276/51-1670/g.2013.02.017Proteus 是英国Labcenter Electronics 公司的EDA 工具软件，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真软件平台．它基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；拥有超过27000个仿真器件，多样的激励源，丰富的虚拟仪器，生动的仿真显示，高级图形仿真功能；支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR 、ARM 、8086、MSP430、Cortex 和DSP 系列处理器等，并且支持当前流行的单片机开发环境，实现了电路的互动仿真和软件代码级的实时调试，配合其中的示波器和逻辑分析仪等虚拟仪器能够观察输入输出结果．74HC573锁存器的真值表见表1．表174HC573真值表Tab．1Truth table of 74HC573Output ControlLatch EnableData Output L H H H L H L L L L X Q0HXXZH =HIGH Level L =LOW LevelQ0=Level of output before steady －state input conditions were established．Z =High Impedance X =Don＇t Care．在proteus 环境下加入74HC573模型，加入调试工具LOGICSTATE 和LOGICPROBE ，即可对锁存器的功能进行仿真［5］，当Output Control 是数据输出控制端，能实现芯片三态输出，高电平时，输出端为高阻状态，如图1所示，当OE 端为高电平时，无论LE 状态是高还是低，输出端均无信号，即为高阻状态．图1OE （Output Control ）端功能仿真Fig．1Simulation of OE＇s functionOutput Control 为低电平，则允许数据正常输出，如果Latch Enable 端同时为高电平，则输出与输入随动，两端电平一致，如图2示，Output Control 端为低电平时，如果Latch Enable 某一刻从高电平跳变为低电平，则锁存器将跳变时刻的数据状态锁存在输出端，输出端不在随输入端而变化，如图3．图2未锁存的状态Fig．2Unlatched state 图3锁存功能仿真Fig．3Simulation of latching·33·杜峰等：基于Proteus 的多路信号监测系统仿真第2期3硬件设计系统通过74HC573连接ADC0809模数转换器的通道选择端A 、B 、C ，在单片机发出写指令启动转换时，ALE 引脚从高到低的跳变触发74HC573将通道选中并启动模数转换，在转换结束时ADC0809模数转换器EOC 端出现高电平经74HC04反相触发单片机外部中断，中断子程序将转换的信号数据读取到相应的存储区，供主程序进行后续处理［6，7］，电路原理如图4．图4硬件原理图Fig．4Chematic diagram of Hardwares原理图下方是八路电压信号，并分别使用电压表显示通道当前的电压值，以与LCD 监测值做对比验证．LCD 显示数据由P1口提供，RS 、RW 、E 端分别由P3．0、P3．1和P3．2控制，P3．5端负责报警灯点亮，当检测电压值超限时，P3．5置低电平点亮红色LED 灯报警．4软件设计采用模块化编程，建立五个文件：incdef．h ，1602．c ，delay．asm ，datatransformdisplay．c ，main．c ，定义显示数据全局变量disp ［20］和ADC0809通道地址指针数组xdata *ADC ［8］=｛0x7ff8，…，0x7fff ｝，分别对应0－7通道，通过指针来访问．incdef．h 头文件主要进行数据类型定义、数据端口定义、函数声明、添加头文件等，作为头文件添加在其他C 文件中，以简化程序；1602．c 包含了LCD 的初始化、写命令、写数据和等待LCD 空闲的几个子程序；datatransformdisplay．c 有两个子程序构成，一个完成数据十进制的转换，另一个是LCD 数据显示子程序；de-lay．asm 延时子程序，是为LCD 的工作时序专门写的汇编代码，以实现精确延时；main．c 主要来显示通道信号数据并判断报警，另有定时计数器0和外部中断1的中断服务程序，这里对所有通道报警设置为4．3V ，根据不同通道的信号类型，可以很方便的对各个通道分别进行不同的报警设置［8］．为了防止采样更新与数据显示发生错乱，每次采样中断响应后就关闭中断，待主程序把正在处理的通道显示完毕后再打开采样中断．·43·第32卷绵阳师范学院学报（自然科学版）4．1KeilC 全局变量的使用由于采用模块化程序设计，几个c 程序文件需要访问同一个变量，在主程序main．c 中定义了数组disp ［20］用来存储欲显示在LCD 显示屏上的内容，有不变的部分，在程序启动的时候写入，其中通道数及通道信号数据是可变的，要实时更新，就需要datatransformdisplay．c 中的两个子程序访问，进行数据十进制转换及单位变换和显示．于是在incdef．h 中对其进行外部声明，然后将此头文件添加到每个c 文件里［9］．KeilC 文件使用全局变量容易产生难以察觉的错误，对全局变量的使用有以下四点建议：1．尽量少用，最好不用；2．使用中断，要明确寄存器组；3．在主程序外面只对全局变量做声明，不做定义，否则编译出现重定义的错误；4．使用全局变量出错时，可以给它指定一个地址（不能冲突）．4．2延时及十进制转换程序由于LCD 工作有严格的工作时序，对延时的精度要求较高，稍有不慎就无法正常显示，于是采用汇编编写精确的延时程序，delay．asm 的编写涉及到c 语言与汇编的混合编程，C 函数delay （i ，j ），第一个参数i传递给当前工作寄存器组的R7，参数j 传递给R5，汇编程序通过引用这两个寄存器来使用数据，delay．asm 程序如下：？PR ？_DELAY ？DELAY SEGMENT CODE PUBLIC _DELAY //_DELAY 表示有参数传递RSEG ？PR ？_DELAY ？DELAY _DELAY ：D1：MOV A ，R7DJNZ R7，$MOV R7，A DJNZ R5，D1RETEND十进制转换程序将通道信号数据转换至小数点后两位数字并送人显示区，每一位数字前加48是为了与LCD 显示编码对应．void datatransform （uchar temp ）｛double temp1；temp1=temp*5/255；disp ［13］=48+（uchar ）（temp1）；//整数位disp ［15］=48+（（uchar ）（temp1*10）%10）；//小数点后第一位数字disp ［16］=48+（（uint ）（temp1*100）%10）；//小数点后第二位数字｝5系统仿真5．1Proteus 与Keil 联合仿真设置首先把Proteus 安装目录下VDM51．dll 链接文件复制到Keil 安装目录的\C51\BIN 目录下，然后修改Keil 安装目录下Tools．ini 文件，在C51字段加入TDRV5=BIN \VDM51．DLL （"Proteus 51MCU Driver"）并保存，TDRV 序号不要与其他的重复，接着打开Proteus ，在下拉菜单Debug 中选择Use remote debug monitor ，最后打开Keil 软件，点击project /option for target ‘target 1’，在对话框中做图5所示的设置，这样一切就绪，当在Keil 环境下调试程序时，Proteus 的仿真电路也会一起动作［10］．·53·杜峰等：基于Proteus 的多路信号监测系统仿真第2期图5联合仿真Keil 设置Fig．5Settings of Keil for co －simulation5．2仿真结果LCD 显示屏第一行指示通道信号类型，这里是电压，可以根据信号类型，进行不同的显示，相应的采样数据要进行单位变换，从电压转换成物理量的实际数值．某一刻，CH1电压为4．5V ，CH2通道电压3．00V ，系统检测电压分别为4．49V 和3．00V ，仿真结果如图6、图7所示，其中通道CH1电压值超过了设定的4．3V 上限，故左侧的红色LED 点亮报警．图6CH1仿真图Fig．6Simulation of CH1图7CH2仿真图Fig．7Simulation of CH2某一刻，第八通道CH7电压为1．5V ，系统检测电压分别为1．50V ，仿真结果如图8所示．6结束语论文在Proteus 环境下，采用AT89S52、模数转换器ADC0809、发光二极管和液晶显示器，搭建了一套生产运行参数的监测系统，对八个生产运行参数进行监测，通过模块化程序设计，精简了程序，提高了代码的可维护性，成功对系统进行了仿真，信号检测、LCD 显示及LED 报警功能均正常，达到了预期效果，有一定的实用价值．·63·第32卷绵阳师范学院学报（自然科学版）图8CH8仿真图Fig．8Simulation of CH8参考文献：［1］汤三，韩红培．基于DS18B20和AT89C2051单片机的温度控制系统设计［J ］．许昌学院学报，2009，28（2）：51－53．［2］郑玉甫，肖强，张椿玲．基于VB 的蓄电池电压监测系统平台［J ］．自动化与仪表，2006（5）：26－28．［3］张毅刚，彭喜源，谭晓昀，等．MCS －51单片机应用设计［M ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002．［4］刘文武．16路抢答器电路改进设计［J ］．绵阳师范学院学报，2011，30（11）：51－54．［5］Labcenter Electronics Ltd ，PROTEUS VSM HELP ［Z ］．http ：//www．labcenter．co．uk /index．cfm ，2012．［6］李毅，余少辉，周步洲．基于DS18B20的测温系统设计［J ］．电子技术（上海），2009（1）：11－13．［7］Ping Li ，Yu －cai Zhou ，Xiang －jun Zeng ，Ting －fang Yang．A Design of the Temperature Test System Based on Grouping DS18B20［C ］．2nd IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications （ICIEA 2007），2007：188－191．［8］马忠梅，籍顺心，张凯，等．单片机的C 语言应用程序设计［M ］．北京：北京航空航天大学出版社，2004．［9］伍冯洁，谢陈跃，谢斌．Proteus 与Keil 在单片机开放性实验中的应用［J ］．电子测量技术，2008，31（6）：100－103．［10］张艳玲．Keil 与Proteus 在高职单片机教学中的应用［J ］．机械管理开发，2011（5）：180－181．Simulation of Multi －channel Signal MonitoringSystem Based on ProteusDU Feng 1，YUAN Xian －ju 2，YAO Li －ying 1，ZHAO Yong －xian 1（School of Transportation Management ，Mianyang Normal University ，Mianyang ，Sichuan 621000）Abstract ：The important parameters of the process of production will be real －time monitored in accordance with the requirement of manufacturing．With the software of Proteus ，by using microcontroller 、ADC0809、LED and LCD ，the monitoring system is set up．By simultaneously debugging with Keil and Proteus ，simulation of the system achieves success in the virtual environment of Proteus．Key words ：Simulation ；signal monitoring ；LCD ；Proteus·73·杜峰等：基于Proteus 的多路信号监测系统仿真第2期。

收稿日期:2011－03－16作者简介:郭宝生(1973—)，男，河南商丘人，郑州市电子信息工程学校讲师，主要从事单片机设计与开发研究。

文章编号:1671－8127(2011)05－0054－04基于Proteus 的电机温度巡检系统的设计与仿真郭宝生(郑州市电子信息工程学校，河南郑州450007)摘要:针对工矿等高负荷、持续性生产要求，设计出了电机系统温度巡检仪，确保生产的安全性和经济性．该检测仪以单片机作为控制核心，由PT100铂电阻温度传感器对电机的关键部位进行温度采集，通过模拟开关CD4051进行巡回切换后进行A /D 转换，分析实现对电机运行状态实时监控，并根据监控数据来执行相应的动作．巡检仪在Proteus 和Keil 软件联合操作环境中进行了仿真实验，实验结果表明该仪器运行可靠，人机界面良好．关键词:单片机;巡检;PT100;Proteus ;仿真中图分类号:TM341文献标识码:A1电机温度巡检仪系统设计方案电机运转的可靠性要求巡检系统能够根据设置对一个或多个温度进行精确采集、AD 转换、分析比较，对不安全因素发出声光报警，并通过屏幕显示出来，如情况紧急启动备用方案．综合以上考虑，系统方案设计框图如图1．图1电机温度巡检仪系统2测温原理PT100是一种在工业生产中广泛应用的测温元件，其电阻值和温度成一定函数关系，在－200 600ħ范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、测量范围大、复现性和稳定性好等特点．根据IEC 标准751－1983可知铂电阻值与温度的关系为:在0 650ħ范围内:Rt =R0(1+At +Bt 2)(1)在－190 0ħ范围内:Rt =R0(1+At +Bt 2+C (t －100)t 3)(2)式中A 、B 、C 为常数，Rt 为当温度为t 时铂的电阻值;R 0是环境温度为0ħ时Pt100的电阻值取100Ω［1］184．由式(1)、(2)可知，当温度变化时，通过计算可得到相应的温度．但由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，需要进行非线性校正，计算比较复杂．模拟校正虽有很多成熟的电路，但其精度不高且易受温漂等干扰因素影响．若用单片机处理这样的计算过程，将会占用大量的资源，程序的编写上也相当复杂．所以一般采用先查表再插值的方法．事先将Pt100的电阻值和温度值关系表存入FlashROM 中，检测过程中，单片机根据采集电路A /D 转换后的数值先查表然后进行插值运算得到相应的温度值．2011年第5期第10卷(总第56期)商丘职业技术学院学报JOURNAL OF SHANGQIU VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE Vol．10，No．5Oct．，2011郭宝生:基于Proteus的电机温度巡检系统的设计与仿真第5期3系统硬件设计3．1温度巡检采样电路设计发电机工作时的各种损耗都会使内部温度升高，定子的温度最为关键，通过对其定子进行温度监控可以预测其工作状态．在电机的定子绕组中的每相线圈中埋设2个Ptl00，三相共埋设6个，近似间隔60度均匀分布在定子中．另外，还需在电动机轴承的两端各埋设1个Ptl00．通过这8个关键部位的温度采样即可准确的反映出电机当前的工作状态．由于电机内部体积有限，对每一路信号都设调理电路体积庞大，成本昂贵，可靠性不高，因此采用模拟开关对8路信号切换采集处理简单可靠．CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流．幅值为4．5 20V的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号．三位二进制信号选通8通道中的一个通道，可连接该输入端至输出．PT100采用四线制电桥式接法，可以将其两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除，测量比较准确．除地端(E－)外，另外三端都必须同步切换选中一路信号进行采样及后续处理．其中CD4051接入PT100传感器电源的方法如图2所示．图2CD4051对8路PT100电源端的切换3．2信号调理电路设计巡检仪的PT100温度传感器采用电桥式接法，如果其电源端直接使用VCC，电网电压的波动会引起VCC波动，造成调理电路的输出信号波动，最终导致测量的不准确，所以其电源端必须接稳定的基准电压．TL431是一个具有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源，它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref(2．5V)到36V范围内的任何值［2］，由其构成的5V稳压基准电路如图3所示．电机内部各监控点PT100电阻值随着该点温度的变化使电桥产生不平衡的电压差，这个信号通过模拟开关选择后，由调理电路进行放大处理最终送入A/D转换器得到对应的数值．如图4所示，由三个模拟开关同步切入的Pt100的E+、S+、S－3路信号，并接入惠斯通电桥的一臂，在稳定的5V参考电压Vref的作用下，Pt100与100Ω标准精密电阻R3产生微弱的压差信号，经由LM324组成的两级差分比例运放电路处理后进行A/D转换．图3基准电压源图4温度信号调理电路图4中，R3上的电压为uI1，信号经第一级放大后输出电压为u O1，S+电压为u I2，第二级放大后输出电压为u O2，则该调理电路的输入输出关系为:u O1=(1+R 6R 4)u I1(3)u O2=－R 9R 7u O1+(1+R 9R 7)u I2=－R 9R 7(1+R 6R 4)u I1+(1+R 9R 7)u I2(4)若取R 4=R 9，R 6=R 7则u O2=(1+R 9R 7)(u I2－u I1)(5)恰当地选取式(5)中的电阻值可以进行相应倍数的电压放大．这里设放大倍数为52，则分别取R 4=R 9=51k Ω，R 6=R 7=1k Ω，另外让R 5=R 8=1k Ω以匹配放大器正反相端输入阻抗．3．3A /D 转换电路和显示电路A /D 转换电路采用ADC0832．ADC0832为8位分辨率A /D 转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求．其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0 5V 之间．芯片转换时间仅为32μS ，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强．独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便．通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择．系统采用12864液晶显示屏作显示器件，用于显示相应通道的温度、警示信息等．A /D 转换和显示电路与单片机的接口如图5所示．图5A /D 转换和显示电路与单片机的接口4巡检仪软件设计及仿真4．1程序流程巡检仪系统整体工作流程如图6所示．图6巡检仪工作流程程序对系统初始化之后，首先扫描键盘看是否需要对所有通道进行检测，如果需要则发出指令到模拟2011年商丘职业技术学院学报郭宝生:基于Proteus的电机温度巡检系统的设计与仿真第5期开关，切换到对应通道，由调理电路对相应的电压信号进行处理送DS0832进行A/D转换．转换后的数字量由CPU查PT100电阻分度表，并进行插值运算得到对应的温度值，然后与上一次的测量值以及极限值比较分析看电机是否工作正常，如果不正常就要做相应的响应动作，超出额定温度时启用备用电机并声光报警，如果温度上升过快则只进行声光报警提示操作人员及时排除故障．LCD显示屏始终显示相应的提示信息，以方便人机交互．4．2系统仿真Proteus软件是目前流行的单片机及其外围器件的仿真工具，它可以仿真MCS－51系列、PIC、AVR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器件等)［3］．本设计用到的仿真元件如表1所示．表1系统仿真元件列表序号元件仿真元件数量序号元件仿真元件数量1单片机AT89C5117TL431TL43112PT100传感器RTD－PT10088LM324LM32413CD4051模拟开关405139MAX232MAX2321412864显示屏AMPIRE128ˑ64110按键BUTTON95ADC0832ADC0832111电阻RES若干6极性电容CAP－POL若干12电容CAP若干系统仿真主要分为PT100传感器、模拟开关、基准电压源、信号调理电路、AD转换电路、键盘、串口电路、单片机及显示电路、示警电路．在Proteus软件里绘制完仿真电路图后，双击单片机，弹出对话框，点击“Program file”文本框后面的按钮，将编译的“温度巡检．hex”目标文件载入，就可以观察系统运行的结果了．5结论该巡检仪以Proteus为平台，利用其丰富逼真的单片机等仿真元件和仪表设备，绘制并搭建了硬件系统;利用其强大的程序仿真能力开发了软件程序;对硬件和软件进行了联合仿真，实现了对电机温度等状态实时巡检的功能，达到了预期效果．参考文献:［1］杨雷，杨杰．基于PT100的气温精确测量［M］//湖北省科学技术协会．第十九届电工理论学术年会论文集，2007，185－190．［2］潘玉成．可调式精密稳压集成电路TL431及应用［J］．宁德师专学报(自然科学版)，2008，(20):51．［3］彭伟．单片机C语言程序设计实训100例———基于8051+Proteus仿真［M］．北京:电子工业出版社，2009．［责任编辑冯喜忠］The Design and Simulation of Motor Temperature Data Logging Devices Based on ProteusGUO Bao－sheng(Zhengzhou Electric and Information Engineering School，Zhengzhou450007，China)Abstract:For mining high－load，continuous production requirements，the motor system temperature detection apparatus was designed to ensure production safety and economy．Using the microcontroller as the core to process the PT100platinum resistance temperature datum，which was on the key parts of the motor，across CD4051to switch to do the AD conversion and monitor the status of the motor in order to perform the appropriate action．Simula-tion experiment of the device was executed in the Keil and Proteus joint operating environment and the result shows that the reliability and performance of the instrument can be good and has a good man－machine interface．Key words:MCU;inspection;PT100;Proteus;simulation。

基于PT100的温度测控系统的设计与仿真王青【摘要】温度测控在现代工业生产过程中起着非常关键的作用,也是设备按照预定的方案正常运行的必要条件;针对目前工业设备温度控制系统电路稳定性差、精度低、实时显示效果差等缺点,设计了基于PT100的温度测控系统;该系统采用电桥对PT100传感器输出的电信号进行采样;采用LM741设计差分放大电路消除线路阻抗引起的测量偏差;采用ADC0808逐次逼近法消除温控系统的非线性误差;采用STC高性能单片机作为主控芯片进行数据处理、并能够实时显示温度数值和具有设定上下限的功能,最后通过继电器实现对被控对象通断进行控制;系统通过Proteus软件仿真运行验证了电路设计的合理性、温度显示数据的高精度和系统正常运行的鲁棒性.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2019(027)009【总页数】5页(P47-50,56)【关键词】PT100;温度;Proteus仿真【作者】王青【作者单位】南通理工学院电气与能源工程学院,江苏南通226002【正文语种】中文【中图分类】TP230 引言温度是表征物体冷热程度的物理量，它可以通过物体随温度变化的某些特性(如电阻、电压变化等特性)来间接测量，通过研究发现金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的稳定性，利用铂的这种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器[1]。

金属铂电阻温度传感器精度高、稳定性好，在工业测量方面有广泛的应用。

1 PT100测温工作原理通常所说的PT100是指铂电阻温度传感器在0 ℃时对应的电阻值为100 Ω，电阻变化率为0.385 1 Ω/ ℃，PT100的分度表如表1所示。

根据电阻值和摄氏温度的具体关系，可以推算出变化电阻对应的温度值。

由于PT100是中低温区(-200～650 ℃)最常用的一种温度传感器，故环境温度下具体的电阻取值关系为。

RPT=R0[1+AT+BT2+C(T-100)T3](1)式(1)中R0为摄氏温度在0 ℃时金属铂电阻温度传感器对应的阻值，T为实时环境温度值，ABC分别表示系数值A=3.908*10-3;B=-5.775*10-7;C=-4.183*10-12，RPT为实时环境温度T对应PT100的电阻值[2]。

基于PROTEUS的温度控制电路设计与仿真学生姓名：赵殿锋指导教师：郭爱芳学号：联系方式：专业：机械电子工程基于PROTEUS 的温度控制电路设计与仿真关键词：AD590 运算放大器 电压跟随器 电压比较器 晶体管 0 引言温度控制在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中有举足轻重的作用。

对于不同场所、工艺、所需温度范围、精度等要求，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同。

Proteus 是90年代英国Labcenter Electronics 公司开发的一款EDA 仿真工具软件，该软件可仿真数电、模电、单片机至ARM7等不同电路，仿真和调试时，能够很好地与Keil C51集成开发环境连接，仿真过程可从多个角度直接观察程序运行和电路工作的过程与结果，简化了理论上程序设计验证的过程。

由于Proteus 仿真过程中硬件投入少、设计方便且与工程实践最为接近等优点，本文采用Proteus 来设计与仿真以提高控制系统的开发效率。

1 控制系统基本原理系统中包含温度传感器，K —℃ 转换电路，控制温度设定装置、数字电压表、放大器、指示灯、继电器和电感（加热装置）等构成。

温度传感器的作用是将温度信号转换成电压或电流信号，K —℃ 转换电路将热力学温度转换成摄氏温度。

放大器起到信号放大的作用，因为传感器产生的信号很微弱。

系统中有运算放大器组成的比较器来使传感器产生的信号与设定的信号相比较，由比较器输出电平来控制执行机构工作，从而实现温度的自动控制。

2 AD590温度传感器AD590是美国ANALOG DEVICES 公司的单片集成两端感温电流源，其输出与绝对温度成比例。

在4V 至30V 电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1K A /μ.片内薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在（25℃）时输出A μ。

目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测均可应用AD590，AD590无需支持电路，单芯片集成，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。

单片机C语言课题设计报告设计题目：温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识，信手拈来通才达识，信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。

利用18B20温度传感器获取温度信号，将需要测量的温度信号自动转化为数字信号，利用单总线和单片机交换数据，最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。

基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统，的单片机的智能温度检测系统，设计采用18B20温度传感器，其分辨率可编程设计。

本课题设计应用于温度变化缓慢的空间，综合考虑，以降低灵敏度来提高显示精度。

设计使用12位分辨率，因其最高4位代表温度极性，故实际使用为11位半，位半，而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃～℃～℃～+125+125+125℃，℃，则其分辨力为0.06250.0625℃。

℃。

设计使用LCD1602显示器，可显示16*2个英文字符，显示器显示实时温度和过温警告信息，和过温警告信息，传感器异常信息设。

传感器异常信息设。

传感器异常信息设。

计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》，当传感器异常时播放嘟嘟音。

单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界，气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识，信手拈来通才达识，信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。

理工科类大学毕业设计论文南开大学本科生毕业设计中文题目：基于单片机的多点温度测量系统设计英文题目：Design of based on the microprocessor multipoint temperature measurement system学号：****姓名：****年级：****专业：电子信息科学与技术系别：电子科学系指导教师：****完成日期：****摘要通过运用DS18B20数字温度传感器的测温原理和特性，利用它独特的单线总线接口方式，与AT89C51单片机相结合实现多点测温。

并给出了测温系统中对DS18B20操作的C51编程实例。

实现了系统接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定等特点。

本文介绍基于AT89C51单片机、C语言和DS18B20传感器的多点温度测量系统设计及其在Proteus平台下的仿真。

利用51单片机的并行口，同步快速读取8支DS18B20温度，实现了在多点温度测量系统中对多个传感器的快速精确识别和处理，并给出了具体的编程实例和仿真结果。

关键词：单片机；DS18B20数字温度传感器；Proteus仿真；C51编程AbstractWith using the measuring principle and characteristics of the numerical temperature sensor of DS18B20,making use of special characteristics of single line as the total line, and combine together with AT89C51 to realize several points temperature measuring. Also this paper gives the example of the C51 program which is used to operate to the DS18B20. Make system have characteristics of simple, high accuracy, strong anti- interference ability, stable work etc.This design introduced AT89C51 monolithic integrated circuit temperature control system design from the hardware and the software two aspects. A multipoint temperature measurement system based on DS18B20 and AT89C51 microcontroller is designed and simulated by Proteus in this paper, including software and hardware design of this system. The system has such advantages as novel circuit design, quick measurement speed, high measurement accuracy, and good practicality.Key words: SCM；DS18B20；Proteus simulation；C51 program目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1温度智能测控系统的研究背景与现状分析 (1)1.2温度智能测控系统的工作原理 (2)第二章单片机简介 (3)2.1单片机的定义 (3)2.2单片机的基本结构 (4)2.3单片机执行指令的过程 (5)2.4单片机的特点 (6)第三章数字温度传感器DS18B20原理 (7)3.1概述 (7)3.2主要特征 (7)3.3引脚功能 (8)3.4工作原理及应用 (8)3.5单片机对DS18B20的操作流程 (8)3.6 DS18B20与单片机的接口 (9)3.7 DS18B20芯片ROM指令表 (9)3.8 DS18B20芯片存储器操作指令表 (10)3.9 DS18B20复位及应答关系及读写隙 (11)第四章系统硬件设计 (12)4.1系统结构设计思路 (12)4.2系统框图 (13)4.3系统硬件设计 (13)第五章系统软件设计 (16)5.1 系统软件设计思路 (16)5.2系统软件设计 (21)第六章系统运行结果 (27)第七章结束语 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第一章绪论1.1温度智能测控系统的研究背景与现状分析温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。