51单片机花房温度控制电路设计+仿真图+流程图+源码(4)
在本设计中，采用虚拟仿真的方式，用虚拟串口调试小助手观察单片机向上位机发送的温度值。
图7 PC机与单片机的串行接口
3. 软件设计
软件设计包括软件设计思路、系统主程序流程图、传感器程序流程图、报警程序设计、通信模块程序设计。
3.1 软件设计思路
应用系统要完成各项功能,首先需要有比较完善的硬件作为保证，与此同时还必须得到相应的设计合理的软件支持。特别是微机应用高速发展的今天，很多由硬件完成的工作都是可以通过软件编程来代替的。其中有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，使用软件编程有的时候就会变得很简单，例如数字滤波，信号处理等。因此现代的设计充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，然后采用与51系列单片机相应的C语言和结构话程序设计方法进行软件的编程。
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可文护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。
Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势[2]。本课题采用C语言进行编程。
3.2 系统主程序流程图
图8 系统主程序流程图
系统主程序流程图如图8所示。开始系统初始化，然后通过4个按键设置报警温度的上下限，测温子程序随后开始工作，温度值经单片机处理后，一方面送显示模块显示，另一方面送上位机显示，都可以看到当前的温度值，若温度超出设定值，则报警、加热，否则不执行。以后就如流程图所示，循环执行。
3.3 温度检测程序流程
图9 温度检测程序流程图
首先是初始化，然后由主机发出温度转换命令，每一个温度传感器将采集到的温度值转换成相应的数字形式。等待一段时间，查询温度转换是否完毕，若完成，则复位DS18B20，发出ROM匹配命令，将相应的温度值赋值给某一变量，读取温度值，存入存储器中，为以后的显示做准备。每一片单总线芯片内部都有一个全球惟一的64 位编码，在多路测温时就是通过匹配每个芯片的ROM编码(ID)，来搜寻该路的温度[3]。
3.4 报警程序设计
当采集的温度值高于温度上限值或低于温度下限值，报警器报警。在程序内对相应的端口送出低电平，然后由硬件执行相应的操作。
3.5 通讯模块程序设计
系统通过串口与上位机通信，可以实时向上位机传送温度值。实物中通过RS-232总线与计算机连接。本设计采用虚拟仿真。当运行Proteus软件时，可以从虚拟终端看到上位机接收到的温度值。
图10 通讯模块程序设计
4. 系统调试
系统调试工程可以分为两大部分：软件调试、仿真调试。电路先按模块逐个调试，每个模块调试成功后再进行联调。软件程序调试则先在最小系统调试，通过后再进行软件和仿真联调。
4.1 软件调试
本设计的软件系统采用C语言编写，调试分模块进行，每个模块程序调试好后，通过采用调用子程序的方法，进行整体的程序合并，这样的程序结构明了，出错的概率比较小。
4.2 仿真调试
软件调试无误，然后把程序写入单片机，首先调试控制系统的各个模块电路，确认成功后，然后在进行整体调试。