第二章 工具简介
合模型SPICE仿真；ARES PCB设计。PROSPICE仿真器的一个扩展PROTEUS VSM：便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外，还可以结合微控制器软件使用动态的键盘，开关，按钮，LEDs甚至LCD显示CPU模型。
·支持许多通用的微控制器，如PIC，AVR，HC11以及8051
·交互的装置模型包括：LED和LCD显示，RS232终端，通用键盘，I2C，SPI器件
·强大的调试工具，包括寄存器和存储器，断点和单步模式 ·IAR C-SPY和Keil uVision2等开发工具的源层调试 ·应用特殊模型的DLL界面，提供有关元件库的全部文件
最新版支持非常丰富仿真元件共7000多种，还有很多第三方模型。如MMC卡，以太网卡，ATA硬盘，麦克风，等等。
2.3 Keil C51编译器简介 2.3.1 8051开发工具
Keil C51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境，同时保留了汇编代码高效快速的特点。C51编译器的功能不断增强，使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVision2 IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。
2.3.2 uVision2集成开发环境
（1）项目管理
工程(project)是由源文件、开发工具选项以及编程说明三部分组成的。一个单一的uVision2工程能够产生一个或多个目标程序。产生目标程序的源文件构成“组”。开发工具选项可以对应目标，组或单个文件。
uVision2包含一个器件数据库(device database)，可以自动设置汇编器、编译器、连接定位器及调试器选项，来满足用户充分利用特定微控制器的要求。此数据库包含：片上存储器和外围设备的信息，扩展数据指针(extra data pointer)或者加速器(math accelerator)的特性。
uVision2可以为片外存储器产生必要的连接选项：确定起始地址和规模。 （2）编辑器和调试器
uVision2编辑器包含了所有用户熟悉的特性。彩色语法显像和文件辩识都对C源代码进行和优化。可以在编辑器内调试程序，它能提供一种自然的调试环境，
7
第二章 工具简介
使得可以更快速地检查和修改程序。
（3）C51编译器
Keil C51编译器在遵循ANSI标准的同时，为8051微控制器系列特别设计。语言上的扩展能让用户使用应用中的所有资源。
1）存储器和特殊功能寄存器的存取
C51编译器可以实现对8051系列所有资源的操作。SFR的存取由sfr和sbit两个关键字来提供。变量可旋转到任一个地址空间。用关键字－at－还能把变量放入固定的存储器存储模式（大，中，小）决定了变量的存储类型。连接定位器支持的代码区可达32个，这就允许用户在原有64K ROM的8015基础上扩展程序。在V2的编译器和许多高性能仿真器中，可以支持应用程序的调试。
2)）中断功能
C51允许用户使用C语言编写中断服务程序，快速进、出代码和寄存器区的转换功能使C语言中断功能更加高效。可再入功能是用关键字来定义的。多任务，中断或非中断的代码要求必须具备可再入功能。
3）灵活的指针
C51提供了灵活高效的指针。
通用指针用3个字节来存储存储器类型及目标地址，可以在8051的任意存储区内存取任何变量。
特殊指针在声明的同时已指定了存储器类型，指向某一特定的存储区域。由于地址的存储只需1－2字节，因此，指针存取非常迅速。
8
第三章 硬件设计及介绍
第三章 硬件设计及介绍
3.1 HEMS整体流程
数据lingo程序(.txt)串口单片机程序(.hex)单片机电器
图3.1 HEMS整体流程图
我们假设电力公司会每天收集用户的用电信息，结合天气预报信息、历史用电量及发电量数据等，经过一定的计算和规划后预测出次日用电量和发电量大小，并据此得出分时电价曲线并及时发布给用户。
家庭能量管理系统的整体流程如图3.1所示。用lingo软件编出优化调度的程序，电力公司发布的次日分时电价曲线和各时段电网功率限制、用户设定的各电器次日所需工作时长和时间段、各电器必须至少连续运行的时长等等数据信息导入所编的程序里，将程序（程序类型为txt）通过串口发送给单片机；用Keil软件编出控制电器运行状态的程序，可以实现自动控制电器开关、定时、温度控制等功能，并将程序（程序类型为hex）发送给单片机。本研究中不同类型的电器用不同颜色的灯泡代替。最后将单片机通过一定的电路与灯泡相连，从而实现自动控制电器的功能。
硬件部分主要使用TX-1C开发板进行实验，该实验板集单片机、液晶屏、贴片式灯泡、蜂鸣器、矩阵键盘、温度传感器、各种芯片等为一体进行封装，通过导入程序可完成多种多样的功能。本研究所需的实验板上的元器件如表3-1：
9
第三章 硬件设计及介绍 表3-1 元器件清单 单片机AT89C52 液晶屏1602A 温度传感器DS18B20 矩阵键盘 晶振(11.0592MHz) 蜂鸣器 MAX232与串口 1个 2个 1个 1个 1个 1个 1个 3.2 单片机AT89C52
单片机是最重要的一个元件，它是一种可通过编程控制的微处理器，自身不能单独运用于某项工程或产品上，必须要靠外围数字器件或模拟器件的协调才可发挥其自身强大的功能。所以我们用Keil软件编出的程序导入单片机后，由单片机控制整个硬件电路的运行。现简单介绍各引脚功能：
VCC（40脚）、GND（20脚）：供电电压、接地。
P0口（32~39脚）：双向8位三态I/O口，每个口可独立控制。P0口内没有上拉电阻，为高阻状态，所以不能正常输出高/低电平，因此该组I/O口在使用时务必要外接上拉电阻，一般我们选择接入10k?的上拉电阻。
P1口（1~8脚）：准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻。在作为输入使用之前，要先向该口进行写1操作。P1.0引脚的第二功能为T2定时器/计数器的外部输入，P1.1引脚的第二功能为T2的外部控制端。
P2口（21~28脚）：准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻。 P3口（10~17脚）：准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻。第一功能使用时就当做普通I/O口，第二功能使用时，各引脚功能定义如表3-2：
表3-2 1602液晶屏接口信号说明
标号 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 引脚 10 11 12 13 14 15 16 17 第二功能 RXD TXD 串行输入口 串行输出口 外部中断0 外部中断1 定时器/计数器0外部输入端 定时器/计数器1外部输入端 外部数据存储器写脉冲 外部数据存储器读脉冲 说明 INT0 INT1 T0 T1 WR RD 10
相关推荐：
loading