摘 要：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)2部分。傳統(tǒng)的方法是先進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，然后使用仿真器在硬件電路上進(jìn)行仿真調(diào)試。當(dāng)硬件電路不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需要修改硬件電路重新進(jìn)行調(diào)試。Proteus是單片機(jī)系統(tǒng)仿真軟件，在Proteus環(huán)境下可直接對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件仿真，當(dāng)硬件電路不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，即直接修改電路重新進(jìn)行仿真，直到系統(tǒng)軟硬件滿足要求為止，故應(yīng)用Proteus進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)提高開發(fā)效率。使用Protues對(duì)基于D18B20單片機(jī)多路溫度采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，驗(yàn)證該設(shè)計(jì)的正確性和可行性。

關(guān)鍵詞：Proteus;D18B20;硬件電路;多路溫度采集系統(tǒng)

Applicaion of Proteus in ingle Chip Computer ystem Design

DONG Pusong

(haanxi Ruyi Electric Company，Xianyang，712099，China)

Abstract：ardware design and software devlopment are included in single chip computer system designraditional software can be tested after hardware design is completedIf hardware circuit can not meet the need，modify of circuit design is needed and softreware would be tested on the modified harewareProteus is integretd simulation envirment for single chip computerardware circuit design and software devlopment can be easily modified to meet the goalhe simulation of D18B20 based on simulation tool Proteus is givenFinally some useful results are achieved，and cost can be decreased and exploiting efficiencies can be improved toohe feasibility and correctness of the design of this system are tested

Keywords：Proteus;D18B20;hardware circuit;multi-temperature acquisition system

由于微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，單片機(jī)在汽車、通信、辦公自動(dòng)化、工業(yè)控制、高級(jí)玩具、家用電器等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)的核心器件，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)2個(gè)方面，調(diào)試過程一般分為軟件調(diào)試、硬件測(cè)試、系統(tǒng)調(diào)試3 個(gè)過程。軟件調(diào)試一般比較容易進(jìn)行，但如果要進(jìn)行硬件電路測(cè)試和系統(tǒng)調(diào)試則比較麻煩，因?yàn)橐M(jìn)行這2個(gè)過程必須在電路板制作完成、元器件焊接完畢之后進(jìn)行，而且電路板的制作、元器件的安裝、焊接費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果采用作為單片機(jī)系統(tǒng)仿真軟件Proteus，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作。毫無疑問，在使用Proteus進(jìn)行系統(tǒng)虛擬開發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，必然可以提高開發(fā)效率、降低開發(fā)成本、提高開發(fā)速度，而這些因素對(duì)于企業(yè)來講是非常重要的。

1 Proteus簡(jiǎn)介

Proteus是基于 PICE3F仿真引擎的混合電路仿真軟件，不僅能夠仿真模擬、數(shù)字電路以及模數(shù)混合電路，更具特色的是它能夠仿真基于單片機(jī)的電子系統(tǒng)。Proteus不但完全支持 MC-1 及其派生系列單片機(jī)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，另外也能仿真基于 AVR 和 PIC 系列的單片機(jī)系統(tǒng)。Proteus的仿真資源Proteus 軟件可提供的模擬 、數(shù)字、交 (直) 流等元器件達(dá) 30 多個(gè)元件庫，共計(jì)數(shù)千種。此外，對(duì)于元件庫中沒有的器件，使用者也可依照需要自己創(chuàng)建。軟件調(diào)試方面，其自身只帶匯編編譯器，不支持 C 語言。但可以將它與 Keil C1集成開發(fā)環(huán)境連接，將用匯編和 C語言編寫的程序編譯好之后，可以立即進(jìn)行軟、硬件結(jié)合的系統(tǒng)仿真，像使用仿真器一樣來調(diào)試程序。

2 硬件方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中以 D18B20為傳感器、A89C1單片機(jī)為控制核心組成的多點(diǎn)溫度測(cè)試系統(tǒng)，如圖1所示。

D18B20是美國(guó)Dallas公司繼 D1820之后推出的增強(qiáng)型單總線數(shù)字溫度傳感器，在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較D1820有很大的改進(jìn)，而且使用方便。采用 D18B20數(shù)字溫度傳感器組成的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)溫度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度低、外圍硬件電路復(fù)雜、可靠性較低等缺點(diǎn)，具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等許多優(yōu)點(diǎn)，為多點(diǎn)溫度的測(cè)量帶來了極大的方便［2］。

21 測(cè)溫部分

本部分采用將 D18B20 的 I/O 數(shù)據(jù)線與89C1單片機(jī) P33，P34，P3，P36口線相連，用4只D18B20同時(shí)測(cè)量 4路溫度 (視實(shí)際需要還可擴(kuò)展通道數(shù) )，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)。D18B20只有3個(gè)引腳，其中兩根是電源線 VDD和 GND (本設(shè)計(jì)中采用外部電源供電方式 )，另外一根用作總線 DQ，其輸出和輸入均是數(shù)字信號(hào)且與 L電平兼容，因此可以與微處理器直接進(jìn)行接口[3]。主 CPU經(jīng)過單線接口訪問 D18B20的工作流程為：對(duì) D18B20進(jìn)行初始化 →ROM操作命令 →存儲(chǔ)器操作命令 →數(shù)據(jù)處理。主 CPU對(duì) ROM操作完畢后即發(fā)出控制操作命令，使 D18B20完成溫度測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果存入高速暫存器中，然后讀出此結(jié)果。

22 鍵盤與顯示部分

本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式鍵盤和液晶顯示。鍵盤用來設(shè)置上限于下限的溫度報(bào)警；字符液晶用來顯示通道號(hào)、該通道的溫度和所設(shè)置的上下限溫度。使用液晶顯示更加形象，而且抗干擾能力強(qiáng)，便于以后擴(kuò)展。

23 串口通信

系統(tǒng)通過串口與上位及通信?？梢詫?shí)時(shí)的向上位機(jī)傳送溫度值。實(shí)物中通過R 232總線與計(jì)算機(jī)連接。接受數(shù)據(jù)界面由VB編寫。

3 軟件電路設(shè)計(jì)

單片機(jī)編程，開機(jī)之初先進(jìn)行初始化，然后采集溫度4路溫度信號(hào)。通過鍵盤選擇要顯示的通道溫度并在液晶屏上顯示。再判斷是否向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，有請(qǐng)求是則發(fā)送數(shù)據(jù)，無請(qǐng)求時(shí)則判斷數(shù)據(jù)是否正常，不正常則報(bào)警(蜂鳴器鳴叫)。軟件通過C語言編程，先在Keil C1集成開發(fā)環(huán)境下將編好的程序進(jìn)行編譯，調(diào)試。調(diào)試通過后，用生成的EX文件在Proteus進(jìn)行仿真。

4 結(jié) 語

利用Proteus對(duì)數(shù)字式溫度傳感器 D18B20構(gòu)成通用多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，能有效地降低成本，縮短開發(fā)周期，具有良好的應(yīng)用前景。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］趙紅旗，王云景D18B20在16路測(cè)溫系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］儀表技術(shù)，2006(1):69-71

［2］沙占友智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用［M］北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002

［3］劉映群Proteus與Keil整合構(gòu)建單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室[J]中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，200(8):11-13

［4］張毅剛，彭喜元，姜守達(dá)，等新編 MC-1單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M]哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006