基于PROTEUS的DS18B20测温仿真与VB上位机显示

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月成绩淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第2页基于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、上位机淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第3页目录1、原理图绘制............................................................................................................................................42、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A...................................................................................................................................................11A.1参考文献.........................................................................................................................................11A.2单片机程序....................................................................................................................................12A.3VB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淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第4页1、原理图绘制PROTEUS软件是英国LabCenterElectronics公司开发的EDA工具软件。PROTEUS软件由ISIS(IntelligentSchematicInputSystem)和ARES(AdvancedRoutingandEditingSoftware)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1.2MHz~12MHz。·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3.0~5.5V。·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9～12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。淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第5页以下为电路原理图：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2COMPIM设置淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第6页2、程序设计KEILC51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KeilSoftware公司推出。uVision4是KeilSoftware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3AT89C52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MicrosoftVisualBasic6.0是一个功能强大的软件开发工具。使用它，可方便的在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，很快成了一种易学淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第7页实用的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。①Comport：设置和返回通信串口号②Setting：设置和返回波特率以及字节的奇偶位、数据位和停止位。③PortOpen：设置和返回通信端口状态④InBufferSize：接收缓存区分配的内存⑤OutBufferSize：发送缓存区分配的内存⑥InputMode：接收的信息的模式⑦InBufferCount：接收的字节总数VB程序流程图图4VB上位机工作流程图淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第8页图5VB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VirtualSerialPortDriver为本实验的虚拟串口软件。图6VSPD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。淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第9页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7VB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8VB上位机开始工作状态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。淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第10页图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。淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业Proteus课程论文第11页7、附录AA.1参考文献[1]陈忠平.基于Prote