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5.系统的调试与仿真
5.1 系统程序的调试
首先新建一个工程项目，如图5.1
图5.1 新建工程
新建完工程后，然后设置项目名称，同时选择芯片型号，如图5.2所示
图5.2 选择芯片型号
接下来新建一个文件，把程序全部写到文件里，然后保存该文件。如图5.3
图5.3 编辑程序并保存
并且把该文件添加到项目工程下。如图5.4
图5.4 添加文件到工程
接下来就是对KEIL 软件进行简单的设置，设置晶振频率，如图5.5所示。设置HEX文件，如图5.6
图5.5设置晶振频率
图5.6 设置生产HEX文件
最后编译程序，检查程序是否有问题。如图5.7
图5.7 编译结果
5.2 proteus仿真及调试
5.2.1 proteus的功能简介
Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，真的很不错。可以仿真51 系列、AVR，PIC 等常用的MCU 及其外围电路（如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，AD/DA，部分SPI 器件，部分IIC 器件，...） 其实proteus 与 multisim比较类似，只不过它可以仿真MCU。
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间脱节的矛盾和现象。
(1)proteus的工作过程
运行proteus的ISIS程序后，进入该仿真软件的主界面。在工作前，要设置view 菜单下的捕捉对齐和system下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的p(从库中选择元件命令)命令，在pick devices 窗口中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件参数设置，元器件间连线，编写程序；在source 菜单的Definecode generation tools 菜单命令下，选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目；在source 菜单的Add/removesource files 命令下，加入单片机硬件电路的对应程序；通过debug 菜单的相应命令仿真程序。
(2)Proteus 软件所提供的元件资源Proteus 软件所提供了30 多个元件库，数千种元件。元件涉及到数字和模拟、交流和直流等。
(3)Proteus 软件所提供的仪表资源
对于一个仿真软件或实验室，测试的仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量实验室是否合格的一个关键因素。在Proteus 软件包中，不存在同类仪表使用数量的问题。Proteus 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。
(4)Proteus 软件所提供的调试手段
Proteus 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。对于单片机硬件电路和软件的调试，Proteus 提供了两种方法：一种是系统总体执行效果，一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。
对于总体执行效果的调试方法，只需要执行debug 菜单下的execute 菜单项或F12 快捷键启动执行，用debug菜单下的pause animation 菜单项或pause 键暂停系统的运行；或用debug 菜单下的stop animation 菜单项或shift-break 组合键停止系统的运行。
5.2.2 proteus的界面简介
Proteus6 professional 的窗口界面,如图5.8
图 5.8 窗口界面
3.我们点中的“P”后,弹出下面的画面，如图5.9
图5.9 PICK DEVICES界面
4.在里输入AT89C51后，如图5.10
图5.10 AT89C52图形界面
右侧出现AT89C51,双击它，左侧空白框中出现AT89C51.
左键单击它，它上面框中显示出它的原理图，把鼠标移到右侧框中，鼠标变成铅笔形状，单击左键，框中出现一个AT89C51原理图的轮廓图，可以移动。鼠标移到合适的位置后，按下鼠标左键，原理图放好了。如图5.11
图5.11放置后的效果图
好了，一个单片机的原理图放好了。按这个方法依次把元件led-red、res放到右侧的框中（单片机旁）。
5.选择左侧工具栏上的“箭头”图标
6.在任何情况下，右键单击元器件时，元件会亮显示并弹出菜单，如图5.12
图5.12 菜单图
从上到的几个菜单分别是：移动物体、编辑属性、删除物体、顺时针旋转90度。单击鼠标左键操作。当元件高亮显示时，再右键击它，会删掉它。
把原理图中的元件摆放好。
7.左键单击左侧工具栏上的元件图标，把鼠标移到LED-RED引脚上，引脚上高亮的小方框，单击左键，有一条绿色的线拉出来了。
把它移动到电阻上的引脚上，当有个高亮的小方框出现时按下左键，一条线画好了。
我们把线画成下图的情形：
8.在电阻R1没有选择时，左键双击电阻，弹出电阻的属性：
9.现在在电阻的前面加上一个5V的电压，这部份电路就绘制好了。点击左侧terminals图标:
选择POWER 放置并连接好电阻：
10.打开刚才的proteus文件，左键双击At89c51元件：
11.导入之前编译好生产的HEX文件，然后点击OK。
12.——开始仿真
5.2.3 温度监控设计的proteus仿真结果
基于单片机的温度监控系统的仿真，温度采集模块采用的DS18B20温度传感器进行采集，采集AT89S52单片机的处理，温度经过锁存器，三八译码器传到数码管进行显示。各元器件图如图5.13
图5.13 元器件图
温度监控系统的仿真电路图如5.14所示
图5.14 完整仿真电路图
DS18B20温度传感器是一种单总线的传感器，原理上可以检测的温度范围是-55°到+125°，仿真的结论也完全吻合。当温度传感器检测到10°时，数码管也能正常显示检测温度。如图5.14.
图5.14 10°时的显示图
温度传感器检测到55°时，数码管的显示如图5.15
图5.15 55°时的显示图
温度传感器检测到98°时，数码管的显示如图5.16
图5.16 98°时的显示图
温度传感器检测到最高温度时，数码管的显示如图5.17
图5.17 最高温度时的显示图
5.2.4 基于开发板的温度监控设计仿真结果
为了便于测试这套设计方案的可行性，我进行了实际的温度测控，采用DS18B20温度传感器，利用单片机程序开发板，进行了人体手心温度的测试，室内温度的测试以及热水瓶的温度测试。
首先将编译好的HEX文件下载到开发板上，步骤如下所示：
程序下载过程如下图所示：
把温度传感器插到开发板上进行温度检测，室内温度测试如图5.18所示：
图5.18 室内温度测试图
人体手心温度测试如图5.19所示：
图5.19 人体手心温度测试图
热水瓶温度测试如图5.20-5.23所示：
图5.20 传感器刚接触热水瓶瞬间温度图
图5.21 温度逐渐上升图1
图5.22 温度逐渐上升图3
图5.23 最终温度图