Protues在單片機系統(tǒng)設(shè)計中的應用

由于微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，單片機在汽車、通信、辦公自動化、工業(yè)控制、高級玩具、家用電器等方面都得到了廣泛的應用。單片機作為嵌入式系統(tǒng)的核心器件，其系統(tǒng)設(shè)計包括硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計2個方面，調(diào)試過程一般分為軟件調(diào)試、硬件測試、系統(tǒng)調(diào)試3個過程。軟件調(diào)試一般比較容易進行，但如果要進行硬件電路測試和系統(tǒng)調(diào)試則比較麻煩，因為要進行這2個過程必須在電路板制作完成、元器件焊接完畢之后進行，而且電路板的制作、元器件的安裝、焊接費時費力。如果采用作為單片機系統(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進行系統(tǒng)虛擬開發(fā)成功之后再進行實際制作，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，而這些因素對于企業(yè)來講是非常重要的。

　　1 Proteus簡介

　　Proteus是基于SPICE3F5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的電子系統(tǒng)。Proteus不但完全支持MCS-51及其派生系列單片機的設(shè)計系統(tǒng)，另外也能仿真基于AVR和PIC系列的單片機系統(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30多個元件庫，共計數(shù)千種。此外，對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 C51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

　　本設(shè)計中以DS18B20為傳感器、AT89C51單片機為控制核心組成的多點溫度測試系統(tǒng)，如圖1所示。

　　DS18B20是美國Dallas公司繼DS1820之后推出的增強型單總線數(shù)字溫度傳感器，在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有很大的改進，而且使用方便。采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器組成的多點溫度測量系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)溫度測量系統(tǒng)測量精度低、外圍硬件電路復雜、可靠性較低等缺點，具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等許多優(yōu)點，為多點溫度的測量帶來了極大的方便。

　　2.1 測溫部分

　　本部分采用將DS18B20的I/O數(shù)據(jù)線與89C51單片機P3.3，P3.4，P3.5，P3.6口線相連，用4只DS18B20同時測量4路溫度(視實際需要還可擴展通道數(shù))，實現(xiàn)多點溫度檢測。DS18B20只有3個引腳，其中兩根是電源線VDD和GND(本設(shè)計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)字信號且與TTL電平兼容，因此可以與微處理器直接進行接口。主CPU經(jīng)過單線接口訪問DS18B20的工作流程為：對DS18B20進行初始化→ROM操作命令→存儲器操作命令→數(shù)據(jù)處理。主CPU對ROM操作完畢后即發(fā)出控制操作命令，使DS18B20完成溫度測量并將測量結(jié)果存入高速暫存器中，然后讀出此結(jié)果。