基于Proteus的温度测控系统仿真研究

　　温度一直与人类的活动息息相关。无论是日常生活中，还是工农业控制过程中，温度都是重要的被控对象之一，准确的温度测量和及时的温度控制对人类的生存发展有着重要作用。然而，在传统的模拟信号温度测量系统中，测温电路的电磁环境非常恶劣，各种干扰产生的测量误差严重影响了测量的精度。本文所提供的基于单片机的数字温度测控系统可以很好的规避这些缺点。本设计以单片机作为系统开发的核心器件。单片机系统设计包括硬件电路设计和软件程序设计，调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试 3 个过程[1]　　通常软件调试一般比较容易进行，但硬件测试和系统调试必须在电路板制作完成、元器件焊接完毕之后才能进行，比较麻烦。

　　本文设计了基于51 单片机的实时温度测控和显示系统 ， 应用 Keil C51和单片机系统仿真软件Proteus 结合来实现这三个过程 ，不用制作具体的电路板即可完成各模块的调试工作，充分提高开发效率、降低开发成本、提高开发速度。

        1 Proteus 简介

　　Proteus 软件是是目前世界上唯一将电路仿真软件 、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台[2]。 它来自英国LabcenterElectronics 公司， 基于 SPICE3F 5 仿真引擎的混合电路仿真软件，是一款含有大量的系统资源、丰富的硬件接口电路，具有强大的调试功能和软硬件相结合的仿真系统。

　　它很好地解决了硬件设计和软件调试的问题，不仅能够仿真模拟、数字电路以及模数混合电路，还能够仿真基于单片机的电子系统。 Proteus自身只带汇编编译器，不支持C 语言，但可以与Keil C51 集成开发环境连接 ，将用汇编和 C 语言编写的程序编译好之后，可以立即进行软、硬件结合的系统仿真，像使用仿真器一样来调试程序。

　　2 硬件方案设计

　　基于PROTEUS， 设计了一种用功能丰富的单片机数字温度测控系统，如图1 所示 ，单片机通过时钟模块读取当前时间，通过P1.0、P1.1、P1.2 3 个 I/O 口连接按键 ，可以进行实时时间的调整和报警温度的设定，主控模块中单片机通过温度测量模块采集被控对象的实时温度，当温度大于设定的温限时启动过温报警功能，并使温控模块工作 ，并将当前时间和实时温度在液晶模块上显示。在充分考虑系统的稳定性和可靠性的前提下，为实现低成本的目标，本系统选择了经济实惠的 AT89C51 单片机为控制核心，温度测量模块选择美国 Dallas 公司的 DS18B20 数字

　温度传感器，它只有三根引脚，应用比文献[3]中的 MAX6675更加方便。 显示模块中，在文献[4-5]中都是简单地使用数码管显示，本设计考虑到温度的实时性 ，为将本系统便利的嵌入到其他的主系统中去，本设计中选择了 LM016L(2 行×16列)显示，分行显示时间和温度。 温度控制模块由电机模拟，在Proteus 中建立系统电路模型如图 2 所示.