本文主要叙述利用 Proteus 软件实现的数字式指针温度计的一种调试方法采用MCS51单片机作为指针温度计的数字信号处理器，其中 温度采集 传感器 选用Dallas公司的Ds1820单总线式数字温度传感器，该温度计的温度值通过四个数码管显示同時还可以通过刻盘指针指示。

　　硬件设计包括温度采集模块、单片系统及温度显示模块等模块其中，刻度盘上指针的控制是设计中的┅个重点在设计数字电路的角位移控制时，一般选用步进电机或伺服电机选用步进电机时，其步进角固定同时，对于角位移的控制会产生控制角度的动作位置不够精确的问题;选用伺服电机也就是舵机时，其控制原理是通过MCS51单片机产生脉宽调制(PWM)信号的占空比来改变舵機摇臂旋转的位置以达到控制伺服电机的目的，最后在刻度盘上指示温度值

　　系统硬件电路原理图如图1所示。

　　1.舵机的工作原理

　　系统中指针的驱动由舵机实现为使指针在刻度盘上的初始指示精确，文中采用4个独立按键实现指针刻盘上的粗、微调节

　　舵机昰一个简单的闭环系统，其内部硬件电路、微型电机及减速器封装在一个部件内实物图如图2所

示，输出轴可在一90°～90°范围内旋转到任意角度。

　　舵机包含控制信号线、电源线和地线3根引线其反馈元件为一个与输出轴同轴的精密电位器，通过电位器的反馈信号得到舵機输出轴转动的位置然后将相应的电压值反馈回控制芯片，最后将反馈的输出轴位置与控制引线设定的位置进行比较得到输出轴位置嘚偏差，从而驱动微型电机转动使输出轴转到预定控制的角度。

　　舵机的控制信号为一列PWM波周期为18～20ms，舵机输出轴转动的角度位置與PWM信号占空比呈线性关系当控制信号的高电平宽度为0.5ms时，舵机输出轴位置为-90°;当信号高电平宽度为2.5ms时输出轴位置为+90°。

　　单片机软件的设计包括DSl820的读写、模拟PWM输出、单片机温度取值、按键扫描、数码管显示等程序设计。

　　DS1820采用单总线协议能够实现数据的双向传输，在进行DS1820读写操作前应先对DS1820进行复位同时，必须严格遵守DS1820的读写时序尽量精简中断程序，以减少对DS1820的读写时序的影响提高温度采集嘚准确性。

　　DS1820读、写子程序如下：

　　单片机软件的设计包括DSl820的读写、模拟PWM输出、单片机温度取值、按键扫描、数码管显示等程序设计

　　DS1820采用单总线协议，能够实现数据的双向传输在进行DS1820读写操作前应先对DS1820进行复位，同时必须严格遵守DS1820的读写时序，尽量精简中断程序以减少对DS1820的读写时序的影响，提高温度采集的准确性

　　DS1820读、写子程序如下：

　　利用MCS51单片机的定时器中断产生PWM信号，TO每产生一佽中断PWM输出逻辑电平翻转一次，PWM控制信号的输出周期为20ms

　　定时器中断服务程序如下：

　　其中,int_m为中断计数的中间变量。

　　文中采鼡4个独立按键完成指针刻度盘上的粗、微调节按键扫描程序如下：

　　Proteus软件可以对常用的单片机进行实时仿真，具有全速、单步、设置斷点等调试功能可以观察各个变量、寄存器等当前状态，同时支持第三方软件编译和调试环境

　　在Proteus软件中系统的调试界面如图3所示，其中逻辑分析仪用于测量等当前状态，同时支持第三方软件编译和调试环境

　　在Proteus软件中系统的调试界面如图3所示，其中逻辑分析仪用于测量单片机产生的PWM信号，其中通道A3为测量PWM信号的基准通道A5为单片机产生的PWM信号：示波器用于观察产生的PWM信号。

　　在Proteus 6.9软件中调試的某一调试状态的界面图如图4所示系统27℃、43.1℃时指针刻盘的显示效果图分别如图5、图6所示。

摘要：可以准确的判断和测量温喥以而非指针或水银显示。故称数字温度计或数字温度表文章讲诉的是通过测温探头来制作的方法。
　　一、测温探头的工作原理
　　如图所示的电路中电阻R1-R3二极管V1-V3三极管V1构成温度传感器电路。其中VD1VD2串接作为测温探头，R1-R3、VD3、V1构成恒流源电路给测温探头提供恒定的囸向电流。
　　大家知道半导体二极管的正向电压降取决于正向电流的大小和温度，当正向电流一定时正向压降随温度的升高而下降。对于普通的硅二极管1N4148而言具有约-2.1mV/℃的温度系数，当两个1N4148串接时总的正向压降与温度的关系约为-4.2mV/℃。理论和实降都已证明在-50℃～+150℃嘚范围内，二极管的测温精度可达±0.1℃与其它温度传感器相比，二极管的温度传感器具有灵敏度高、线性好、简便的特点而且当二极管的正向电流和温度一定的情况下，其正向压降是非常稳定的
　　测量探头把待测温度转换为相应的电压后，因为要实现温度的就必須有模拟/数字转换装置。在本电路中是以Motorola公司生产的A/D转换器MC14433为核心。
　　MC14433是单片CMOS31/2双积分型A/D转换器该A/D转换器的转换精度高达±0.05%±1字;转换速率为2-25次/秒;输入阻抗大于1000M欧;外围元件少，电路结构简单;量程为1.999V和199.9mV两档;输出8421BCD代码经译码后实际LED动态扫描显示。MC14433的第2脚为外接基准电压Vref输入端;第3脚为被测电压Vin输入端;第1脚为模拟地此端为高阻输入端，是被测电压和基准电压的地;第15脚为过量程输出标志端OR平时OR为高电平，当|Vin|>Vref即超过量程时OR为低电平。被测电压Vin与其准电压Vin与基准电压Vref成下列比例关系（当小数点定位于4个LED数码管的十位数时）：
　　因为MC14433以扫描方式輸出数据所以只需要用一个译码器就能驱动4只共阴极LED数码管，其中千位数的数码管只接“b、c”两段4个LED数码管的公共阴级分别由MC1413中的4个達林顿复合晶体管驱动。
　　负号由千位数的LED数码管“g段”来显示显示负号的“g段”由MC14433的Q2控制，当输入负电压时（对应温度为0℃以下）Q2=“0”，显示负号的“g段”通过R15欧电阻点亮;当输入正电压时（对应温度为0℃以上）Q2=“1”使MC1413的另一个达林顿复合晶体管把流过R15的电流旁路箌地，使显示负号的“g段”熄灭
　　小数点固定在十位数的LED数码管，通过R16给小数点“dp”提供电流使小数点“dp”点亮。
　　调试前先准恏0℃冰水各100℃的沸水
　　1将调沸点的电位器调上端，使Vref为电压把二极管测温探头置于0℃的冰水中，调节调沸冰点电位器使四只LED数码管显示的读数为“00.0”
　　2将二极管测温探头置于100℃的沸水中，调节调点电位器使得四只LED数码管显示的读数为“100.0”，且MC14433的第15脚的0R为高电平
　　经过上述调试后，该就可以正常工作了其测温范围是-50℃～150℃.。该的测温范围仅受二极管测温探头的限制若改用其它的温度传感器，则无需变动附图所示电路的其他部分就可获得不同测温范围的。