毕业论文半导体激光器温控系统的硬件设计 - 图文(6)

西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）

4.3 DS18B20与单片机AT89C51的接口电路

DS18B20与单片机的接口电路如图4.3所示。

图4.3 DS18B20与单片机的接口电路

4.4数码管与AT89C51的连接电路

数码管与单片机的连接电路如图4.4所示。

图4.4 数码管与AT89C51对接

4.5仿真结果

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设置温度上限为30°C，温度下限为20°C。

如图4.5所示。此时温度为20度，在所设范围内，报警灯没亮，说明温度正常。

图4.5温度在设置的范围内的仿真图

如图4.6所示，此时温度为8度，低于所设置的下限温度10度，系统发出声光报警。

图4.6温度低于设置下限是的仿真图

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如图4.7所示，此时温度为31度，超出了所设置的温度上限，系统红灯亮，并发出声音报警。

图4.7温度超出设置上限的仿真图

综上，经过对电路图的仿真，证明本设计所设计的硬件电路图及软件程序设计，能够满足设计的要求，能够对半导体激光器的温度实时的测控，当超出所设置的温度上下限时，系统报警。

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5 系统调试及结论分析

5 系统调试及结论分析

单片机应用系统样机组装好以后，便可进入系统的在线（联仿真器）调试，其主要任务是排除样机硬件故障，并完善其硬件结构，试运行所设计的程序，排除程序错误，优化程序结构，使系统达到期望的功能，进而固化软件。

5.1硬件调试

单片机应用系统的硬件和软件调试是交叉进行的，但通常是先排除样机中明显的硬件故障，尤其是电源故障，才能安全地和仿真器相连，进行综合调试。仿真出预期的效果后才能开始焊接电路板。 5.1.1硬件电路常见故障及解决方案

1．错线、开路、短路：由于设计错误和加工过程中的工艺性错误所造成的错线、开路、短路等故障。

解决方法：在画原理图时仔细检查、校正即可解决。

2．元器件损坏：由于对元器件使用要求的不熟悉及制作调试过程中操作不当致使器件损坏。

解决方法：在设计过程中要明确各元器件的工作条件，严格按照制作要求进行操作，损坏的元器件要及时更换，以免损坏其他元件或影响电路功能的实现。

3．电源故障：设计中存在电源故障，即上电后将造成元器件损坏、无法正常供电，电路不能正常工作。电源的故障包括：电压值不符和设计要求，电源引出线和插座不对应，各档电源之间的短路，变压器功率不足，内阻大，负载能力差等。

解决方法：电源必须单独调试好以后才能加到系统的各个部件中。本设计中就出现电源故障经过一个稳压电路才使其正常工作。[11] 5.1.2硬件调试

本设计调试过程中所用的调试方法是静态测试。在样机加电之前，首先用万用表等工具，根据硬件电器原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。应特别注意电源的走线，防止

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电源之间的短路和极性错误，并重点检查扩展系统总线（地址总线、数据总线和控制总线）是否存在相互间的短路或与其它信号线的短路。第二步是加电后检查各个插件上引脚的电位，仔细测量各点电位是否正常，尤其应注意单片机插座上的各点电位。第三步是在不加电情况下，除单片机以外，插上所有的元器件，最后用仿真适配器将样机的单片机插座和仿真器的仿真接口相连，为联机调试做准备。

5.2软件调试

5.2.1软件电路故障及解决方法 设计软件部分出现这种错误的现象：

1．当以断点或连续方式运行时，目标系统没有按规定的功能进行操作或什么结果也没有，这是由于程序转移到意外之处或在某处死循环所造成的。

解决方法：这类错误的原因是程序中转移地址计算错误、堆栈溢出、工作寄存器冲突等。在采用实时多任务操作系统时，错误可能在操作系统中，没有完成正确的任务调度操作，也可能在高优先级任务程序中，该任务不释放处理器，使CPU在该任务中死循环。通过对错误程序的修改使其实现预期的功能。

2．不响应中断

CPU不响应中断或不响应某一个中断这种错误的现象是连续运行时不执行中断任务程序的规定操作，当断点设在中断入口或中断服务程序中时碰不到断点。

错误的原因有：中断控制寄存器（IE，IP）的初值设置不正确，使CPU没有开放中断或不许某个中断源请求；或者对片内的定时器、串行口等特殊功能寄存器和扩展的I/O口编程有错误，造成中断没有被激活；或者某一中断服务程序不是以RETI指令作为返回主程序的指令，CPU虽已返回到主程序但内部中断状态寄存器没有被清除，从而不响应中断；或由于外部中断源的硬件故障使外部中断请求无效。

解决方法：修改中断控制寄存器（IE，IP）的初值设置。 3．结果不正确

目标系统基本上已能正常操作，但控制有误动作或者输出的结果不正确。这类错误大多是由于计算程序中的错误引起的。错误原因没有查明，没有解决。 5.2.2软件调试

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