數(shù)字溫度計課程設計---基于51單片機數(shù)字溫度計設計

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文檔簡介

1、　　單片機原理及系統(tǒng)課程設計　　專業(yè)：電氣工程及其自動化 　　班級： 　　姓名： 　　學號： <

2、p>　　指導教師： 　　2012 年 7月 1日　　基于51單片機數(shù)字溫度計設計　　1 數(shù)字溫度計的設計要求與設計方案　　1.1 基本設計要求　　隨著人們生活水平的不斷提高,單片機控制無疑是人們追求的

3、目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數(shù)單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。　　本設計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用，該設計控制器使用單片機

4、AT89C52，測溫傳感器使用DS18B20，用1602液晶實現(xiàn)溫度顯示，能準確達到以上要求。　　1.2 性能指標　　(1) 基本范圍-50℃-110℃；　　(2) 精度誤差小于0.5℃；　　(3) 液晶LCD顯示；

5、;　　(4) 可以設定溫度的上下限報警功能。　　2 數(shù)字溫度計系統(tǒng)的硬件設計　　2.1 數(shù)字溫度計硬件框圖　　數(shù)字溫度計系統(tǒng)硬件框圖如圖2.1所示。　　圖2.1系統(tǒng)的硬件框圖　　2.2 AT89C52單片機&

6、lt;/p>　　AT89C52單片機引腳配置圖，如圖2.2所示。　　圖2.2 AT89C52引腳配置截圖　　2.3 總設計圖　　數(shù)字溫度計系統(tǒng)的硬件總設計圖如圖2.3所示。　　圖2.3總設

7、計圖　　如圖2.3所示，AT89C52的時鐘電路是單片機內(nèi)部有一個高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（電容和一般取33pF）。構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。　　AT89C52的按鍵復位操作，若要復位，只要按圖中的RESET鍵，電源VCC經(jīng)電阻分壓，

8、在RESET端產(chǎn)生一個復位高電平。　　顯示電路對于現(xiàn)實電路我們采用LCD1602液晶顯示。 　　故障狀態(tài)指示電路本設計采用發(fā)光二級管以及蜂鳴器對運行方式進行指示，可清楚看到系統(tǒng)的故障狀態(tài)。　　3 數(shù)字溫度計系統(tǒng)的軟件設計及系統(tǒng)整體流程　　3.1 總體流程

9、圖　　數(shù)字溫度計系統(tǒng)總體流程圖如圖3.1所示。　　圖3.1 主流序流程圖　　3.2 子程序流程圖　　數(shù)字溫度計系統(tǒng)子程序主要包含：讀溫度子程序、轉換溫度子程序、計算溫度子程序。　　3.2.1 讀溫度子程序流程圖

10、　　讀溫度子程序流程圖如圖3.2所示。　　圖3.2 讀溫度子程序流程圖　　3.2.2 轉換溫度子程序流程圖　　轉換溫度子程序流程圖如圖3.3所示。　　圖3.3 轉換溫度子程序流程圖　　3.

11、2.3 計算溫度子程序流程圖　　計算溫度子程序流程圖如圖3.4所示。　　圖3.4 計算溫度子程序流程圖　　4 設計體會與小結　　通過這次對數(shù)字溫度計的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于數(shù)字溫度計的原理與設計理念。本

12、設計主要完成了一款簡單的數(shù)字溫度計設計，溫度通過LCD屏顯示出來。實現(xiàn)溫度測試的基本功能要求。　　在1周的課程設計中我學會了很多的東西。經(jīng)過自己努力，基本上完成了設計要求的內(nèi)容，在系統(tǒng)可行性分析、原理圖設計等方面都作了許多實際工作，取得了一些成績，同時也存在一些不足。對于本次的課程設計還有很大提升空間，目前僅完成的是基本功能實現(xiàn)，還有很多的擴展功能可以提升。<p&g

13、t;　　在這次課程設計中我發(fā)現(xiàn)，凡事都要自己去動下手，去實踐一下，遇到困難，永遠不要沮喪氣餒，只有這樣才能讓自己進一步的去學會新的東西和知識。在動手的過程中，不僅能增強實踐能力，而且在理論上可以有更深的認識。 　　參考文獻　　[1] 李群芳,張士軍,黃建.單片微型計算機與接口技術[M].北京:電子工業(yè)出版.2008.

14、　　[2] 丁元杰,吳大偉.單片微機習題集與實驗指導書[M].機械工業(yè)出版社.2004.　　[3] 張友德,趙志英,涂時亮.單片微型機原理[M].上海:復旦大學出版社.2005.　　附錄A 源程序　　//使用1602LCD顯示DS18

15、B20轉換的溫度值　　#include <reg52.H>　　#include <intrins.H>　　#include <math.H>　　#define uchar unsigned char<p&g

16、t;　　#define uint unsigned int　　sbit RS = P3^0; //數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L)　　sbit LCDEN = P3^2; //使能端　　sbit deng=P1^6; //超過溫度限制指示燈　　sbit beep=P1

17、^7; //超過溫度限制報警器　　uchar high=30; //最高溫度　　uchar low=10; //最低溫度　　unsigned char r;　　void delayUs() //短延時&l

18、t;b>　　{　　_nop_();　　}　　void delayMs(uint a) //長延時　　{

19、　　uint i, j;　　for(i = a; i > 0; i--)　　for(j = 100; j > 0; j--);　　}　　//第一行開始地址為0x80, 第二行開始地址為0xc0;<

20、;/p>　　//寫命令:RS=0, RW=0;　　void writeComm(uchar comm)　　{　　RS = 0; 　　P2 = comm;　　L

21、CDEN = 1;　　delayUs();　　LCDEN = 0;　　delayMs(1);　　}　　//寫數(shù)據(jù):RS=1, RW=00　　void

22、writeData(uchar dat)　　{　　RS = 1;　　P2 = dat;　　LCDEN = 1;　　d

23、elayUs();　　LCDEN = 0;　　delayMs(1);　　}　　//初始化函數(shù)　　//顯示模式, 固定指令為00111000=0x38, 1

24、6*2顯示, 5*7點陣,8位數(shù)據(jù)接口　　//顯示開/關及光標設置00001100=0x0c　　//指令1: 00001DCB : D:開顯示/關顯示(H/L); C:顯示光標/不顯示(H/L), B:光標閃爍/不閃爍(H/L)　　//指令2: 000001NS :　　/

25、/N=1, 當讀/寫一個字符后地址指針加1, 且光標也加1; N=0則相反　　//S=1, 當寫一個字符, 整屏顯示左移(N=1)或右移(N=0), 但光標不移動; S=0, 整屏不移動　　void init()　　{　　writeC

26、omm(0x38); //顯示模式　　writeComm(0x0c); //開顯示, 關光標　　writeComm(0x06); //寫字符后地址加1, 光標加1　　writeComm(0x01); //清屏　　}

27、　　void writeString(uchar * str, uchar length)　　{　　uchar i;　　for(i = 0; i < length; i++)<p&

28、gt;　　{　　writeData(str[i]);　　}　　}　　/*****************************DS18B20********

29、***********************/　　sbit ds = P3^7;　　//初始化DS18B20　　//讓DS18B20一段相對長時間低電平, 然后一段相對非常短時間高電平, 即可啟動　　void dsInit()&

30、lt;b>　　{　　//對于11.0592MHz時鐘, unsigned int型的i, 作一個i++操作的時間大于為8us　　unsigned int i; 　　ds = 0;　　i = 100; /

31、/拉低約800us, 符合協(xié)議要求的480us以上　　while(i>0) i--;　　ds = 1; //產(chǎn)生一個上升沿, 進入等待應答狀態(tài)　　i = 4;　　while(i>0) i--;

32、　　}　　void dsWait()　　{　　unsigned int i;　　while(ds); 　　while(~ds); /

33、/檢測到應答脈沖　　i = 4;　　while(i > 0) i--;　　}　　//向DS18B20讀取一位數(shù)據(jù)　　//讀一位, 讓DS18B20一

34、小周期低電平, 然后兩小周期高電平, 　　//之后DS18B20則會輸出持續(xù)一段時間的一位數(shù)據(jù)　　bit readBit()　　{　　unsigned int i;　　bit

35、 b;　　ds = 0;　　i++; //延時約8us, 符合協(xié)議要求至少保持1us　　ds = 1; 　　i++; i++; //延時約16us, 符合協(xié)議要求的至少延

36、時15us以上　　b = ds;　　i = 8; 　　while(i>0) i--; //延時約64us, 符合讀時隙不低于60us要求　　return b;</b

37、>　　}　　//讀取一字節(jié)數(shù)據(jù), 通過調用readBit()來實現(xiàn)　　unsigned char readByte()　　{　　unsigned i

38、nt i;　　unsigned char j, dat;　　dat = 0;　　for(i=0; i<8; i++)　　{　　j = readBit

39、();　　//最先讀出的是最低位數(shù)據(jù)　　dat = (j << 7) | (dat >> 1);　　}　　return dat;　　}</b&g

40、t;　　//向DS18B20寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)　　void writeByte(unsigned char dat)　　{　　unsigned int i;　　unsigned char j;&l

41、t;/p>　　bit b;　　for(j = 0; j < 8; j++)　　{　　b = dat & 0x01;　　dat >>= 1;//

42、寫"1", 將DQ拉低15us后, 在15us~60us內(nèi)將DQ拉高, 即完成寫1　　if(b) 　　{　　ds = 0;　　i++;

43、 i++; //拉低約16us, 符號要求15~60us內(nèi)　　ds = 1; 　　i = 8; while(i>0) i--; //延時約64us, 符合寫時隙不低于60us要求　　}　　else //寫"

44、0", 將DQ拉低60us~120us　　{　　ds = 0;　　i = 8; while(i>0) i--; //拉低約64us, 符號要求　　ds = 1;

45、　　i++; i++; //整個寫0時隙過程已經(jīng)超過60us, 這里就不用像寫1那樣, 再延時64us了　　}　　}　　}</p&

46、gt;　　//向DS18B20發(fā)送溫度轉換命令　　void sendChangeCmd()　　{　　dsInit(); //初始化DS18B20, 無論什么命令, 首先都要發(fā)起初始化　　dsWait();

47、 //等待DS18B20應答　　delayMs(1); //延時1ms, 因為DS18B20會拉低DQ 60~240us作為應答信號　　writeByte(0xcc); //寫入跳過序列號命令字 Skip Rom　　writeByte(0x44); //寫入溫度轉換命令字 Convert T</p&

48、gt;　　}　　//向DS18B20發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令　　void sendReadCmd()　　{　　dsInit();</p&g

49、t;　　dsWait();　　delayMs(1);　　writeByte(0xcc); //寫入跳過序列號命令字 Skip Rom　　writeByte(0xbe); //寫入讀取數(shù)據(jù)令字 Read Scratchpad<

50、p>　　}　　//獲取當前溫度值　　int getTmpValue()　　{　　unsigned int tmpvalue;&l

51、t;p>　　int value; //存放溫度數(shù)值　　float t;　　unsigned char low, high;　　sendReadCmd();　　//連續(xù)讀取兩個字節(jié)數(shù)據(jù)

52、low = readByte(); 　　high = readByte();　　//將高低兩個字節(jié)合成一個整形變量　　//計算機中對于負數(shù)是利用補碼來表示的　　//若是負值, 讀取出來的數(shù)值是用補碼表示的, 可直接賦值給int型的value<

53、p>　　tmpvalue = high;　　tmpvalue <<= 8;　　tmpvalue |= low;　　value = tmpvalue;　　//使用DS18B20的默認分辨率12位, 精確度為0.0625度, 即讀回數(shù)據(jù)的最低位代表0.062

54、5度　　t = value * 0.0625;　　//將它放大10倍, 使顯示時可顯示小數(shù)點后一位, 并對小數(shù)點后第二位進行4舍5入　　//如t=11.0625, 進行計數(shù)后, 得到value = 111, 即11.1 度　　//如t=-11.0625, 進行計數(shù)后, 得

55、到value = -111, 即-11.1 度　　value = t * 10 + (value > 0 ? 0.5 : -0.5); //大于0加0.5, 小于0減0.5　　return value;　　}

56、　//顯示溫度　　void display(int v) 　　{　　unsigned char count;　　unsigned char datas[] = {0, 0, 0, 0};&l

57、t;p>　　unsigned int tmp = abs(v);　　datas[0] = tmp / 1000;　　datas[1] = tmp % 1000 / 100;　　datas[2] = tmp % 100 / 10;　　datas[3] = tmp %

58、10;　　r= tmp/10;　　writeComm(0xc0+3);　　if(v < 0)　　{　　writeString("- &qu

59、ot;, 2);　　}　　else　　{　　writeString("+ ", 2);<b

60、>　　}　　if(datas[0] != 0)　　{　　writeData('0'+datas[0]);　　}

61、　for(count = 1; count != 4; count++)　　{　　writeData('0'+datas[count]);　　if(count == 2)　　{&l

62、t;/p>　　writeData('.');　　}　　}　　}　　/***********************

63、*******報警*******************************/　　void BEEP()//報警　　{if((r>=high&&r<129)||r<low)　　{ 　　beep=

64、!beep;　　deng=1;　　}　　else　　{beep=1;<b

65、>　　deng=0;　　}　　} 　　/******************************DS18B20*******************************/&

66、lt;p>　　void main()　　{ 　　uchar table[] = "Now Temperature ";　　delayMs(1);　　sendChangeCmd();

67、　　init();　　writeComm(0x80);　　writeString(table, 16);　　while(1)　　{</

68、p>　　delayMs(1000); //溫度轉換時間需要750ms以上　　writeComm(0xc0);　　display(getTmpValue());　　sendChangeCmd();　　BEEP();</b&

69、gt;　　}　　}　　附錄B 運行圖示　　正常溫度顯示　　溫度計正常溫度顯示如

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