基于单片机的热水器温度控制系统设计(6)

长沙航空职业技术学院2012届毕业生毕业设计（论文） 第6章 系统仿真调试

6.1仿真软件Proteus简介

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。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，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 该软件的特点是：

1. 实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、各种单片机(51系列、AVR、PIG等常用的MCU)及其外围电路(如LCD、RAM、ROM、键盘、LED、A/D、D/A??)组成的系统仿真。

2. 提供了多种虚拟仪器。如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等，调试非常方便。

3. 提供软件调试功能，同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil等软件。

4. 具有强大的原理图绘制功能。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变,而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验．从某种意义上讲，是弥补了．实验和工程应用阉脱节的矛盾和现象。同时，当硬件调试成功后，利用Proteus ARES软件，很容易获得其PCB图，为今后的制造提供了方便。

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长沙航空职业技术学院2012届毕业生毕业设计（论文） 6.2系统仿真调试过程

系统最重要的两个部分就是软件部分和硬件部分。硬件各模块电路和软件各模块程序设计完成后，就可以进行软件仿真调试了。当第一次按下SET键时，进入温度报警上限调节，可按ADD或DEC分别对报警温度进行加一或减一；当第二次按下SET键时，进入温度报警下限调节，可按ADD或DEC分别对报警温度进行加一或减一；当第三次按下SET键时，退出温度值报警设置，数码管显示当前温度值。以下系统仿真调试设置温度下限值为10℃，温度上限值为90℃。

1、当实际水温温度小于或等于所设置的下限温度值时，D1发光报警，蜂鸣器发声报警，继电器SSR闭合，加热棒开始加热。其仿真调试如图6.2.1所示。

图6.2.1

2、当实际水温温度大于所设置的下限温度值10℃，小于所设置的上限温度值90℃时，D1不发光报警，蜂鸣器不发声报警，继电器SSR闭合，加热棒开始加热。其仿真调试如图6.2.2和图6.2.3所示。

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长沙航空职业技术学院2012届毕业生毕业设计（论文）

图6.2.2

图6.2.3

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长沙航空职业技术学院2012届毕业生毕业设计（论文） 3、当实际水温温度大于所设置的上限温度值90℃时，D1发光报警，蜂鸣器发声报警，继电器SSR断开，加热棒停止加热。其仿真调试如图6.2.4所示。

图6.2.4

6.3系统仿真调试结果

经过Proteus仿真软件的多次调试,结果表明系统能够较好的测量和控制水温的温度。实现了系统设计要求中的功能，温度测量范围为-55℃~125℃，具有恒温功能，可以任意设置温度上下限报警，达到了此次设计的预期目标。

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长沙航空职业技术学院2012届毕业生毕业设计（论文） 设计总结

在完成此次设计的过程中，我花费了不少的时间和精力，其中也遇到过不少困难和问题。每当遇到困难时，我就查阅资料，或是自己冥思苦想，或是求助于老师和同学，然后自己不断的进行实验验证，结果遇到的所有问题都被一一解决。最终“皇天不负有心人”，凭借着老师同学的帮助和自己的努力，我顺利的完成了基于单片机的热水器温度控制系统的毕业设计任务。

本次设计完成了采用AT89S52单片机作为主控芯片的热水器温度控制系统的设计任务。系统通过DS18B20实时检测电热棒所加热的水温温度，由单片机AT89S52从DS18B20读取出所测量出的温度数值，然后通过软件程序进行判断来控制固态继电器SSR的通断，再控制加热棒是否加热，从而实现实时检测并精准控制水温的目的。利用软件编程和硬件外围电路，结合智能温度传感器DS18B20，通过按键能够任意设置温度上下限报警。采用四位LED共阴数码管来显示检测的水温数值，效果明显，经济实用。

本系统可以方便的实现温度的检测控制和显示，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等特点，适用于我们的日常生活和工、农业生产中的温度检测控制领域。同时，也可以当作温度处理模块，嵌入到其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。本系统结构简单，抗干扰能力强，适合在恶劣环境下进行现场温度检测控制，具有广泛的应用前景。

这次毕业设计基本完成了课题的设计任务和要求，实现了对热水器温度的检测和控制。通过测试表明，系统的设计是正确的，可行的。但是由于我的设计经验和专业知识水平有限，系统还存在许多不足和缺陷。在此，恳请老师批评指正。

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