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章详细介绍了整个系统的硬件结构和各模块的选型,介绍了系统的概况,使读者对总体的设计有个大致了解。
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第5章 系统软件设计
5.1 Protues7软件概况
PROTUES是一种基于标准仿真殷勤SOICE3F5的混合电路仿真工具,既可以仿真模拟电路,又可以仿真数字电路以及数字、模拟混合电路,其最大特色在于能够仿真基于控制器的系统。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(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。其程序界面如图5-1所示。
图5-1 Protues7工作界面
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PROTUES软件的功能特点介绍如下: 1.原理布图
2.PCB自动或人工布线 3.SPICE电路仿真 革命性的特点:
1.互动的电路仿真。用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。
2.仿真处理器及其外围电路。可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,再配合显示及输出,能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等,Protues建立了完备的电子设计开发环境。
同时它还具有4大功能模块:智能原理图设计(ISIS),完善的电路仿真功能(Prospice),独特的单片机协同仿真功能(VSM),实用的PCB设计平台。
Protues提供了丰富的资源:
1.Protues可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库。
2.Protues可提供的仿真仪表资源 :示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。
3.除了现实存在的仪器外,Protues还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。
4.Protues可提供的调试手段 Protues提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
5.2 WAVE6000软件简介
5.2.1 软件概况
WAVE6000是南京伟福公司的单片机开发编译软件,采用中文界面。用户源程序大小不受限制,有丰富的窗口显示方式,能够多方位、动态地展示程序的执行过程。其项目管理功能强大,可使单片机程序化大为小,化繁为简,便于管理。另外,其书签、断点管理功能以及外设管理功能等为51单片机的仿真带来极大的便利。
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5.2.2 程序界面
WAVE6000界面如图5-2所示。
图5-2 WAVE6000界面
5.3 子程序设定
本设计使用了较多的子程序,命名皆以其功能作用为名,目的是增加程序的可读性。总程序见附录。
5.4 程序流程
控制系统的程序主要包括:采样、标度变换、控制计算、控制输出、中断、显示、报警、调节参数修改、温度设定及修改。其中控制算法采用数字PID调节,应用增量型控制算法,并对积分项进行改进,以达到更好的控制效果。根据课题要实现的功能及要求,WAVE6000软件的独立控制部分设计。
各个程序的流程图如下。
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1.主程序流程图
主程序主要实现了对系统的初始化,并通过调用子程序实现将运算结果与极限值进行比较,从而确定跳转方向,实现系统的报警功能及运算功能。
主程序流程图如图5-3所示。
设置对栈指请标志和暂存单清闲时缓冲区 采样 滤波 温度转换 扫描键盘 显示 Ui(k)=Umax Ui(k)=Umax Y 停止加热不报警 N Ui(k) 21 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读,免费范文网,提供经典小说综合文库毕业论文 电加热炉温度控制系统的设计(5)在线全文阅读。
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