單片機大作業(yè)

1、西安電子科技大學單片機大作業(yè)學 院：電子工程學院班 級： 02121X 班姓 名： XXX學 號： 0212XXX指導老師： XXX溫度控制系統(tǒng)設計一、溫度控制系統(tǒng)設計發(fā)展歷史及意義在工業(yè)企業(yè)中 , 如何提高溫度控制對象的運行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術 人員努力解決的問題。 這類控制對象慣性大 ,滯后現(xiàn)象嚴重 ,存在很多不確定的因素 , 難以建 立精確的數(shù)學模型 ,從而導致控制系統(tǒng)性能不佳 , 甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。傳統(tǒng)的 繼電器調(diào)溫電路簡單實用 , 但由于繼電器動作頻繁 , 可能會因觸點不良而影響正常工作。 控制領域還大量采用傳統(tǒng)的 PID控制方式，但PID控制對象的模型難以

2、建立,并且當擾動因 素不明確時,參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問題。而采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20因其內(nèi)部集成了 A/D轉換器，使得電路結構更加簡單，而且減少了溫度測量轉換時的精度損失， 使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B2C只用一個引腳即可與單片機進行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。由于DS18B2C芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20故成探頭，探入到狹小的地方，增加了實用性。更能串接多個數(shù)字溫度傳感器DS18B2C進行范圍的溫度檢測。二、DS18B20工作原理DS18B20勺讀寫時序和測溫原理與DS1

3、820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不 同而不同，且溫度轉換時的延時時間由 2s減為750ms DS18B20測溫原理如圖3所示。圖 中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變， 所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2的脈沖輸入。 計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在-55 C所對應的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn) 生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器 1 的預置值減到 0時，溫度寄存器的值將加 1，計 數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計 數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器 2計數(shù)到

4、 0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的 數(shù)值即為所測溫度。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計 數(shù)器 1 的預置值。三、系統(tǒng)軟件流程圖四、電路原理圖1.DS18B20溫度傳感器檢測電路溫度采集通過數(shù)字化的溫度傳感器 DS18B20通過QD接向單片機的P3.0 口。DS18B20溫度傳感器電路如圖5.3所示2. 二極管顯示報警電路二極管顯示報警電路如下圖所示。通過單片機的 P3.4 和 P3.5 兩個端口送出，采用的是 高電平驅動，使其發(fā)光發(fā)出警告。二極管顯示電路3. 整體原理圖五、程序設計1）讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM中的9字節(jié)，在

5、讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯 時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫，程序流程圖如圖 5.10 所示。DS18B20 的各個命令對時序的要求特別嚴格，所以必須按照所要求的時序才能達到預期 的目的，同時，要注意讀進來的是高位在后低位在前， 共有12位數(shù)，小數(shù)4位，整數(shù) 7位， 還有一位符號位。讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有 錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫，程序流程圖如圖 5.10 所示。DS18B20 的各個命令對時序的要求特別嚴格，所以必須按照所要求的時序才能達到預期 的目的，同時，要注意讀進來的是高位在后低位在前， 共有12位數(shù)，小數(shù)4位，整數(shù) 7位， 還有

6、一位符號位。2）寫入子程序寫入子程序的流程圖如 5.11 所示 六、主要程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define duan P0#define wei P1sbit DSP0RT=P3qvoid Delay1ms(uint y);void Delay5ms();uchar Ds18b20Init();void Ds18b20WriteByte(uchar dat);uchar Ds18b20ReadByte();void Ds18b20ChangTemp();void Ds18b2

7、0ReadTempCom();int Ds18b20ReadTemp();void DigDisplay();void LcdDisplay(int temp);uchar code segta10=0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;unsigned char DisplayData8;void main()while(1)LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp();void Delay1ms(uint y)uint x;for( ; y0; y-)for(x=110; x0; x-);/* 函 數(shù) 名 : Ds1

8、8b20Init* 函數(shù)功能 : 初始化* 輸入:無* 輸出:初始化成功返回 1 ，失敗返回 0*/uchar Ds18b20Init()uchar i;DSPORT = 0;/ 將總線拉低 480us960usi = 70;while(i-);/延時 642usDSPORT = 1;/然后拉高總線，如果DS18B2做出反應會將在15us60us后總線拉低i = 0;while(DSPORT)/ 等待 DS18B2拉低總線Delay1ms(1);i+;if(i5)等待 5MSreturn 0;/ 初始化失敗return 1;/ 初始化成功* 函 數(shù) 名 : Ds18b20WriteByte*函

9、數(shù)功能 ：向18B2C寫入一個字節(jié)* 輸入: com* 輸出：無*/void Ds18b20WriteByte(uchar dat)uint i, j;for(j=0; j= 1;* 函數(shù)名: Ds18b20ReadByte* 函數(shù)功能:讀取一個字節(jié)* 輸入: com* 輸出: 無*/ uchar Ds18b20ReadByte()uchar byte, bi;uint i, j;for(j=8; j0; j-)DSPORT = 0;/ 先將總線拉低 1usi+;DSPORT = 1;/ 然后釋放總線i+;i+;延時6us等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定bi = DSPORT; /讀取數(shù)據(jù)，從最低位開始讀取/*將

10、byte左移一位，然后與上右移7位后的bi，注意移動之后移掉那位補0。*/byte = (byte 1) | (bi 7);i = 4;/讀取完之后等待48us再接著讀取下一個數(shù)while(i-);return byte;函 數(shù) 名: Ds18b20ChangTemp函數(shù)功能 ：讓18b20開始轉換溫度輸入: com輸出*/ void Ds18b20ChangTemp()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc);/ 跳過 RO操作命令Ds18b20WriteByte(0x44); / 溫度轉換命令/ Delay1ms(100); / 等待

11、轉換成功，而如果你是一直刷著的話，就不用這個延時了* 函數(shù)名: Ds18b20ReadTempCom* 函數(shù)功能: 發(fā)送讀取溫度命令* 輸 入: com* 輸 出: 無*/ void Ds18b20ReadTempCom()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc);/ 跳過 RO操作命令Ds18b20WriteByte(0xbe);/ 發(fā)送讀取溫度命令* 函 數(shù) 名 : Ds18b20ReadTemp* 函數(shù)功能 : 讀取溫度* 輸入: com* 輸出:無*/ int Ds18b20ReadTemp()int temp = 0;uchar

12、 tmh, tml;/ 先寫入轉換命令/ 然后等待轉換完后發(fā)送讀取溫度命令/ 讀取溫度值共 16位，先讀低字節(jié)Ds18b20ChangTemp();Ds18b20ReadTempCom();tml = Ds18b20ReadByte();temp = tmh;temp = 8;temp |= tml;return temp;/* 函 數(shù) 名: LcdDisplay()* 函數(shù)功能 : LCD 顯示讀取到的溫度* 輸入: v* 輸出:無*/void LcdDisplay(int temp)/lcd 顯示float tp;DisplayData0 = 0x40;/ 因為讀取的溫度是實際溫度的補碼，

13、所以減 1，再取反求出原碼temp=temp-1;temp=temp;tp=temp;temp=tp*0.0625*100+0.5;/留兩個小數(shù)點就*100 , +0.5是四舍五入，因為C語言浮點數(shù)轉換為整型的時候把 小數(shù)點/ 后面的數(shù)自動去掉，不管是否大于 0.5，而+0.5之后大于0.5的就是進1了，小于0.5的就/ 算由 ?.5 ，還是在小數(shù)點后面。elseDisplayData0 = 0x00;tp=temp;/ 因為數(shù)據(jù)處理有小數(shù)點所以將溫度賦給一個浮點型變量/ 如果溫度是正的那么，那么正數(shù)的原碼就是補碼它本身temp=tp*0.0625*100+0.5;/留兩個小數(shù)點就*100 , +0.5是四舍五入，因為C語言浮點數(shù)轉換為整型的時候把 小數(shù)點/ 后面的數(shù)自動去掉，不管是否大于 0.5，而+0.5之后大于0.5的就是進1了，小于0.5的就/ 算加上 0.5 ，還是在小數(shù)點后面。DisplayData1= segtatemp / 10000;D