基于PROTEUS的DS18B20测温仿真与VB上位机显示

1、 成绩课程论文 题 目：基于PROTEUS的DS18B20测温仿真 与VB上位机显示 学生姓名： 方 瑞 学生学号： 1008050110 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 年 级： 2010级 任课教师： 沈晓波 电气信息工程学院制2012年12月基于PROTEUS的DS18B20测温仿真与VB上位机显示学生：方 瑞指导教师：沈晓波电气信息工程学院电子信息科学与技术专业摘要:本设计是基于在PROTEUS平台上仿真51单片机与DS18B20的测温，并将结果反馈到用VB开发的上位机界面，进行实时温控。关键词：PROTEUS、DS18B20、VB、上位机目录1、原理图绘制4

2、2、程序设计63、VB上位机设计64、虚拟串口设置85、设计结果95.1串口选择错误95.2 开始工作95.3 上下限值监控96、课程设计总结107、附录A11A.1参考文献11A.2 单片机程序12A.3 VB上位机程序18A.4 基于PROTEUS的DS18B20测温仿真原理图20A.5 基于PROTEUS的DS18B20测温仿真PCB图21A.6 基于PROTEUS的DS18B20测温仿真3D图22 1、 原理图绘制 PROTEUS软件是英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件。PROTEUS软件由ISIS(Intelligent Schematic In

3、put System)和ARES(Advanced Routing and Editing Software)两个软件构成，其中ISIS是一款智能原理图输入系统软件，可作为电子系统仿真平台；ARES是一款高级布线编辑软件，用于制作PCB。本设计选用51系列AT89C52单片机和Dallas公司生产的DS18B20智能数字温度传感器。AT89C52是高性能8位单片机，其主要特点如下：·8位CPU。·片内带振荡器，频率范围1.2MHz12MHz。·片内带128B的数据程序存储器。 ·32可编程I/O线 ·三个16位定时器/计数器 ·6个中

4、断源 ·一个全双工的串行I/O接口，可多机通信。 ·可编程串行通道。 ·低功耗的闲置和掉电模式。 ·片内振荡器和时钟电路。DS18B20是Dallas公司开发的一款智能数字温度传感器，其主要特点如下：·使用电压范围宽，电压范围3.05.5V。·独特的单线接口方式，可实现组网多点测温。·测量温度范围-55 +125，在-10+85时精度为±0.5。·可编程分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5,0.25,0.125和0.0625，可实现高精度测温。·在9位分辨率时，最多在93.75ms内把

5、温度转换为数字；12位分辨率时，最多在750ms内把温度值转换为数字，显然速度很快。·测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有较强的抗干扰纠错能力。·负压特性。电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。以下为电路原理图： 图1 电路原理图在PROTEUS中选择COMPIM元件可以很方便地实现单片机串口与PC机的串口通信，建立上位机控制。 COMPIM的设置如下图图2 COMPIM设置2、 程序设计KEIL C51是当前使用最广泛的基于80C51内核的软件开发平台之一，由德国Keil Software公司推出。uV

6、ision4是Keil Software公司推出的关于51系列单片机的开发工具。uVision4集成开发环境IDE是一个基于Windows的软件开发平台，集编辑、编译、仿真与一体，支持汇编语言和C语言的程序设计。 本设计的软件流程图如下：图3 AT89C52工作流程图 在这里须注意的是串口波特率的设置，这里设置的晶振为11.0592MHz，串口的波特率是由定时器T1产生的，按照波特率计算公式，当波特率为9600，SMOD=0时，TH1和TH0的初值都设为0xFD；具体程序见附录A.2。3、VB上位机设计Microsoft Visual Basic6.0是一个功能强大的软件开发工具。使用它，可方

7、便的在WINDOWS系统下开发应用软件。VB6是Microsoft公司最新推出的一个可视化的面向对象的应用开发环境，继承了Basic语言的简单、易学的优点，很快成了一种易学实用的WINDOWS平台上面向对象开发的应用工具。上位机程序设计核心问题是对MSComm串行通信控件的控制，在这里需了解MSComm的一些属性设置。Comport：设置和返回通信串口号Setting：设置和返回波特率以及字节的奇偶位、数据位和停止位。Port Open：设置和返回通信端口状态InBufferSize：接收缓存区分配的内存OutBufferSize：发送缓存区分配的内存InputMode：接收的信息的模式InB

8、ufferCount：接收的字节总数 VB程序流程图图4 VB上位机工作流程图图5 VB上位机工作界面具体程序见附录A.3。4、虚拟串口的设置虚拟串口软件很多，在此以Virtual Serial Port Driver为本实验的虚拟串口软件。图6 VSPD虚拟串口工作界面VSPD建立两个虚拟串口的连接后，就可以进行两个串口之间的通信。5、 设计结果5.1串口选择错误当串口选择错误，打开工作时，VB上位机软件能够弹出一对话框告知串口错误。图7 VB上位机串口错误5.2开始工作 当串口建立连接后，打开工作，工作状态由红变绿，就能够实时显示温度，并能够实时监控上下限的值是否超出。图8 VB上位机开始

9、工作状态 5.3上下限值监控开始工作后，VB上位机并实时监控温度，当超过上下值的范围，并会弹出警告窗口。图9 超上限值警告图10 低下限值警告6、 课程设计总结通过本次设计，将PROTEUS的仿真从头到尾做了一遍，掌握了PROTEUS基本使用方法，再通过学习VB语言，编写上位机软件，使得跟好的完成了对这次的基于PROTEUS的51单片机串口通信仿真设计，完成了理论与实践的结合。当然在本次设计中也有不足之处，首先，由于时间仓促，不能系统的学习VB语言，使得设计的上位机存在不稳定运行问题，第二，本来想做个温度波形图，可惜精力有限，不能完成，希望在以后的学习中再去慢慢完善。总体来说，通过这次学习，掌

10、握了单片机串口通信的基本原理和使用方法，为以后的应用，积累了一定的经验。7、附录AA.1参考文献1陈忠平.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真M.2012.北京：电子工业出版社2周荣富，曾 技.电子线路CADM. 2011.北京：北京大学出版社3谢维成，杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计M.2009.北京：清华出版社4郭天祥.新概念51单片机C语言教程M.2009.北京：电子工业出版社5范逸之，陈立元.Visual Basic与RS-232串行通信控制M.2002.北京：清华大学出版社A.2 单片机程序/* DS18B20测量温度*/#include <reg52.h>

11、;#include <stdio.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuchar temp_h,temp_l;uchar buff5;uchar list_flag = 0;sbit DQ = P32; void delay(unsigned int i) while(i-); /初始化函数bit int_DS18B20(void)unsigned char x=0; DQ = 1; /DQ复位 delay(8); /延时片刻 DQ = 0; /单片机将DQ

12、拉低 delay(90); /精确延时大于480us DQ = 1; /拉高总线 delay(8); x = DQ; /延时片刻后,如果x=0则初始化成功,x=1则初始化失败 delay(100); DQ = 1;return x;/读一个字节Read(void)unsigned char i = 0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i-) DQ = 0; / 给脉冲信号 dat >>= 1; DQ = 1; / 给脉冲信号 _nop_(); _nop_(); if(DQ) dat |= 0x80; delay(4); DQ = 1; r

13、eturn(dat);/写一个字节void Write(unsigned char dat) unsigned char i = 0; for (i=8; i>0; i-) DQ = 0; DQ = dat&0x01; delay(5); DQ = 1; dat >>= 1; delay(4);/启动转换void int_(void) if(int_DS18B20()=1)/如果为一重新初始化 list_flag = 1; else list_flag = 0;Write(0xCC); / 跳过读序号列号的操作 Write(0x44); / 启动温度转换int_DS1

14、8B20();Write(0xCC); /跳过读序号列号的操作 Write(0xBE); /读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度 temp_l=Read(); /读取温度值低位 temp_h=Read(); /读取温度值高位 void init_com(void)TMOD = 0x20;PCON = 0x00;SCON = 0x50;TH1 = 0xfd;/波特率9600TL1 = 0xfd;TI = 0;TR1 = 1;EA = 1;ES = 1;void comm(char *parr)doSBUF = *parr+;/发送数据while(!TI); /等待发送完成标志为一

15、TI = 0;/标志请0while(*parr);/保持循环直到字符为'0'void Tem_trans() /温度处理 小于零显示 大于零显示 重点uchar ng = 0;if(temp_h&0xf8)=0xf8)temp_h = temp_h;temp_l = temp_l + 1;if(temp_l = 0x00)temp_h+;ng = 1;buff0 = temp_l&0x0f;buff4 = buff0+0x30;/小数位buff0 = (temp_l&0xf0)>>4)|(temp_h&0x0f)<<4);

16、buff1 = buff0/10+0x30;/十位buff3 = buff0%10;buff2 = buff3+0x30;/个位buff3 = '.'/小数点if(ng=1)buff0 = '-' /正负位else buff0 = '+' void main(void) init_com(); while(1) int_(); Tem_trans();if(list_flag=0) comm(buff); delay(5000); A.3 VB上位机程序Private max As SinglePrivate min As SingleDim r

17、ec As StringPrivate Sub Check1_Click()On Error GoTo Handle_ErrorIf Check1.Value = 1 Then MSComm1.CommPort = Combo1.ListIndex + 1 '设置串口 MSComm1.PortOpen = True Shape1.FillColor = vbGreen Check1.Caption = "结束工作"End IfIf Check1.Value = 0 Then Shape1.FillColor = vbRed Check1.Caption = &quo

18、t;开始工作" If MSComm1.PortOpen = True Then MSComm1.PortOpen = False '关闭串口 End If End IfHandle_Error: If Err.Number = comPortInvalid Then Check1.Value = 0 Shape1.FillColor = vbRed Check1.Caption = "开始工作" MsgBox ("ERROR:串口错误！") End IfEnd SubPrivate Sub Command1_Click(Index As Integer)Select Case Index Case 0 max = Text1(1).Text min = Text1(2).Text Case 1 End End SelectEnd SubPrivate Sub Form_Load()max = 35#min = 20#rec = 35#For i = 1 To 16Combo1.AddItem "COM" & iNext iCombo1.ListIndex = 0Label2.Caption = Now()MSComm1.Settings