單片機課程設(shè)計數(shù)字溫度控制系統(tǒng)

1、黑龍江東方學(xué)院單片機課程設(shè)計報告課題名稱:數(shù)字溫度控制系統(tǒng)專 業(yè): 電子信息工程班 級: 08級本科1班姓 名: 張 志 惠學(xué) 號: 084121131導(dǎo) 師: 2011年04月07日1.引言隨著人們生活水平的不斷提供，單片機控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，他給人們帶來的方便也是不可否認(rèn)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(shè)施就需要從數(shù)字單片機技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制、智能化控制方向發(fā)展。本設(shè)計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫精確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場

2、所，或科研實驗室使用，該設(shè)計控制器使用單片機STC89C52RC，測溫傳感器使用DS18B20，用1602LCD液晶以并口傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度顯示及其控制，同時用按鍵可設(shè)置上限和下限溫度值。2.總體設(shè)計方案21數(shù)字溫度計設(shè)計方案論證2.1.1方案一由于本設(shè)計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，再將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以利用單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計需要用到A/D轉(zhuǎn)化電路，感溫電路比較麻煩。2.1.2 方案二進(jìn)而考慮到用數(shù)字溫度傳感器，在單片機電路設(shè)計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，

3、所以可以采用一只數(shù)字溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計也比較簡單，故采用了方案二。22方案二的總體設(shè)計框圖溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如圖1所示，控制器使用單片機STC89C52RC，測溫傳感器使用DS18B20，用1602LCD液晶以并口傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度顯示，同時用按鍵可設(shè)置上限和下限溫度值，并儲存到24C02存儲器內(nèi)，方便查詢，如超出設(shè)定范圍，蜂鳴器報警。主 控 制 器STC89C52RC1602液晶顯示DS18B20測溫24C02存儲4位獨立按鍵蜂鳴器報警MAX2

4、32燒錄圖1 總體設(shè)計方框圖3.主控制器3.1. STC89C52RC單片機管腳圖3.2.STC89C52RC單片機特點STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾、高速、低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051 單片機，12 時鐘/ 機器周期和6 時鐘/ 機器周期可任意選擇，最新的D 版本內(nèi)部集成MAX810 專用復(fù)位電路。（1）. 增強型6 時鐘/ 機器周期，12 時鐘/ 機器周期 8051 CPU（2）. 工作電壓：5.5V - 3.4V（5V 單片機） / 3.8V - 2.0V（3V 單片機）（3）. 工作頻率范圍：0 - 40 MHz，相當(dāng)于普通8051 的 08

5、0MHz.實際工作頻率可達(dá)48MHz.（4）. 用戶應(yīng)用程序空間 4K / 8K / 13K / 16K / 20K / 32K / 64K 字節(jié)（5）. 片上集成 1280 字節(jié) / 512 字節(jié) RAM（6）. 通用I/O 口（32/36 個），復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/ 弱上拉（普通8051 傳統(tǒng)I/O 口），P0 口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O 口用時，需加上拉電阻。（7） . I S P （在系統(tǒng)可編程）/ I A P （在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/ 仿真器，可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，8K 程序3 秒即可完

6、成一片（8）. EEPROM 功能（9）. 看門狗（10）.內(nèi)部集成MAX810 專用復(fù)位電路（D 版本才有），外部晶體20M 以下時，可省外部復(fù)位電路3.3. 典型應(yīng)用電路4.燒錄芯片MAX2324.1.MAX232管腳圖4.2典型應(yīng)用電路5溫度傳感器5.1.DS18B20管腳圖5.2.DS18B20的主要特點（1）全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。（2）先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。（3）最高12位分辨率，精度可達(dá)±0.5攝氏度。（4）12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒。（5）可選擇寄生工作方式。（6）檢測溫度范圍為-55+125（7）內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。（8）64位光刻ROM，內(nèi)

7、置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。（9）多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。5.3.典型應(yīng)用電路5.4.常用軟件設(shè)計/*復(fù)位ds18b20*/bit ds18b20_reset()bit checkbit=1;DQ=0;delay1(75); /延時500usDQ=1; /釋放總線，ds18b20檢測到上升沿后返回存在脈沖。delay1(8); /60us左右的等待時間，保證接收到的是存在脈沖。checkbit=DQ;delay1(40);DQ=1;return(checkbit);/*向ds18b20寫入一位*/void ds18b20_write_bit(bit wrbit)uchar i;DQ=0

8、; /拉低總線，產(chǎn)生寫時序i+;i+; /微秒延時DQ=wrbit;delay1(8); /等待ds18b20取走數(shù)據(jù)DQ=1; /釋放總線/*向ds18b20寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)*/void ds18b20_write_byte(uchar wrbyte)uchar i=0;while(i+<8)ds18b20_write_bit(wrbyte&0x01);/從最低位開始寫數(shù)據(jù)wrbyte>>=1;/將數(shù)據(jù)右移一位/*從ds18b20中讀出一位數(shù)據(jù)*/bit ds18b20_read_bit()bit readbit;uchar i=0;DQ=0; /拉低總線i+;i

9、+;DQ=1;i+;i+;i+;i+;readbit=DQ;delay1(8);DQ=1;return(readbit);/*從ds18b20中讀出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)*/uchar ds18b20_read_byte()uchar i=0,readbyte=0,bitresult=0;while(i+<8)bitresult=ds18b20_read_bit();readbyte=readbyte>>1 | bitresult<<7; return(readbyte);/*啟動溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)*/void ds18b20_start()DQ=1;ds18b20_reset

10、();ds18b20_write_byte(0xCC); /跳過ds18b20_write_byte(0x44);/啟動溫度轉(zhuǎn)換/*讀取溫度函數(shù)*/int ds18b20_read_tem()int tem=0;ds18b20_reset();ds18b20_write_byte(0xCC);ds18b20_write_byte(0xBE); /發(fā)出讀取命令tem=ds18b20_read_byte(); /讀取溫度低八位tem|=(int)ds18b20_read_byte()<<8);/讀溫度高八位tem=(float)tem*0.625;return tem;6.1602液晶

11、顯示6.1.1602引腳圖6.2.典型應(yīng)用電路8.蜂鳴器電路設(shè)計9.獨立鍵盤電路設(shè)計10.附錄#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned char typedef unsigned int UINT16;typedef unsigned char UINT8;uchar sz18="A: B: "uchar screen18=' ',' ',

12、9;S','E','T',':',' ','0','0','0','.','0',0xdf,0x43,' ',' 'uchar max='0','3','0','.','0'sbit lcd_rs=P10;sbit lcd_en=P11;sbit DQ1=P12; /18b201數(shù)據(jù)sbit DQ2=P13; /18b202數(shù)據(jù)sbi

13、t b=P14; /蜂鳴器sbit MOTOR1=P15; /風(fēng)機控制sbit MOTOR2=P16; /氣窗控制sbit MOTOR3=P17; /空調(diào)控制sbit key1=P20; /功能按鍵sbit key2=P21; /讀取按鍵sbit key3=P22; /設(shè)定增加sbit key4=P23; /設(shè)定減少/*延時函數(shù)*/void delay1(uchar n)while(n-)void delay(uint z)uchar x,y;for(x=0;x<z;z+)for(y=0;y<1;y+);void lcd_delay()uchar i;for(i=1;i<14

14、0;i+);void key_delay(uchar time) uchar i,j; for(i=0;i<time;i+) for(j=0;j<110;j+);/1602液晶函數(shù)開始/*lcd寫命令函數(shù)*/void lcd_write_cmd(uchar cmder)lcd_rs=0;P0=cmder;lcd_delay();lcd_en=1;lcd_delay();lcd_en=0;/*lcd寫數(shù)據(jù)函數(shù)*/void lcd_write_data(uchar date)lcd_rs=1; P0=date;lcd_delay();lcd_en=1;lcd_delay();lcd_e

15、n=0;/*寫字符串函數(shù)*/void lcd_write_string(uchar *lcddata)uchar strlen=0;while(lcddatastrlen!='0')lcd_write_data(lcddatastrlen);strlen+;/*lcd選定為寫字符*/void lcd_write_style(uchar add,uchar dat)lcd_write_cmd(add);lcd_write_data(dat);/1602液晶函數(shù)結(jié)束/ds18b20函數(shù)開始/*復(fù)位ds18b201*/bit ds18b201_reset()bit checkbit=

16、1;DQ1=0;delay1(75); /延時500usDQ1=1; /釋放總線，ds18b20檢測到上升沿后返回存在脈沖。delay1(8); /60us左右的等待時間，保證接收到的是存在脈沖。checkbit=DQ1;delay1(40);DQ1=1;return(checkbit);/*復(fù)位ds18b202*/bit ds18b202_reset()bit checkbit=1;DQ2=0;delay1(75); /延時500usDQ2=1; /釋放總線，ds18b20檢測到上升沿后返回存在脈沖。delay1(8); /60us左右的等待時間，保證接收到的是存在脈沖。checkbit=D

17、Q2;delay1(40);DQ2=1;return(checkbit);/*向ds18b201寫入一位*/void ds18b201_write_bit(bit wrbit)uchar i;DQ1=0; /拉低總線，產(chǎn)生寫時序i+;i+; /微秒延時DQ1=wrbit;delay1(8); /等待ds18b20取走數(shù)據(jù)DQ1=1; /釋放總線/*向ds18b202寫入一位*/void ds18b202_write_bit(bit wrbit)uchar i;DQ2=0; /拉低總線，產(chǎn)生寫時序i+;i+; /微秒延時DQ2=wrbit;delay1(8); /等待ds18b20取走數(shù)據(jù)DQ2

18、=1; /釋放總線/*向ds18b201寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)*/void ds18b201_write_byte(uchar wrbyte)uchar i=0;while(i+<8)ds18b201_write_bit(wrbyte&0x01);/從最低位開始寫數(shù)據(jù)wrbyte>>=1; /將數(shù)據(jù)右移一位/*向ds18b202寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)*/void ds18b202_write_byte(uchar wrbyte)uchar i=0;while(i+<8)ds18b202_write_bit(wrbyte&0x01);/從最低位開始寫數(shù)據(jù)wrbyt

19、e>>=1; /將數(shù)據(jù)右移一位/*從ds18b201中讀出一位數(shù)據(jù)*/bit ds18b201_read_bit()bit readbit;uchar i=0;DQ1=0; /拉低總線i+;i+;DQ1=1;i+;i+;i+;i+;readbit=DQ1;delay1(8);DQ1=1;return(readbit);/*從ds18b202中讀出一位數(shù)據(jù)*/bit ds18b202_read_bit()bit readbit;uchar i=0;DQ2=0; /拉低總線i+;i+;DQ2=1;i+;i+;i+;i+;readbit=DQ2;delay1(8);DQ2=1;retur

20、n(readbit);/*從ds18b201中讀出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)*/uchar ds18b201_read_byte()uchar i=0,readbyte=0,bitresult=0;while(i+<8)bitresult=ds18b201_read_bit();readbyte=readbyte>>1 | bitresult<<7; return(readbyte);/*從ds18b202中讀出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)*/uchar ds18b202_read_byte()uchar i=0,readbyte=0,bitresult=0;while(i+<8)b

21、itresult=ds18b202_read_bit();readbyte=readbyte>>1 | bitresult<<7; return(readbyte);/*函數(shù)為啟動DS18B201溫度轉(zhuǎn)換*/void ds18b201_start()DQ1=1;ds18b201_reset();ds18b201_write_byte(0xCC); /跳過ds18b201_write_byte(0x44); /啟動溫度轉(zhuǎn)換/*函數(shù)為啟動DS18B202溫度轉(zhuǎn)換*/void ds18b202_start()DQ2=1;ds18b202_reset();ds18b202_wr

22、ite_byte(0xCC); /跳過ds18b202_write_byte(0x44); /啟動溫度轉(zhuǎn)換/*函數(shù)為讀DS18B201取溫度*/int ds18b201_read_tem()int tem=0;ds18b201_reset();ds18b201_write_byte(0xCC);ds18b201_write_byte(0xBE); /發(fā)出讀取命令tem=ds18b201_read_byte(); /讀取溫度低八位tem|=(int)ds18b201_read_byte()<<8);/讀溫度高八位tem=(float)tem*0.625;return tem;/*函數(shù)

23、為讀DS18B202取溫度*/int ds18b202_read_tem()int tem=0;ds18b202_reset();ds18b202_write_byte(0xCC);ds18b202_write_byte(0xBE); /發(fā)出讀取命令tem=ds18b202_read_byte(); /讀取溫度低八位tem|=(int)ds18b202_read_byte()<<8);/讀溫度高八位tem=(float)tem*0.625;return tem;/*在液晶的指定位置顯示溫度數(shù)值*/void displayTem1(int temp)sz2=temp/1000+0x3

24、0;temp=temp%1000;sz3=temp/100+0x30;temp=temp%100;sz4=temp/10+0x30;sz5='.'sz6=temp%10+0x30;/*在液晶的指定位置顯示溫度數(shù)值*/void displayTem2(int temp)sz10=temp/1000+0x30;temp=temp%1000;sz11=temp/100+0x30;temp=temp%100;sz12=temp/10+0x30;sz13='.'sz14=temp%10+0x30;void lcd_sfm(uchar add,uchar shu)uchar

25、 shi,ge;shi=shu/10;ge=shu%10;lcd_write_cmd(0xc0+add);lcd_write_data(0x30+shi);lcd_write_data(0x30+ge);/*LCD初始化函數(shù)*/void init()lcd_en=0;lcd_write_cmd(0x38); /設(shè)置16*2顯示，5*6點陣，8位數(shù)據(jù)接口lcd_write_cmd(0x0c); /開顯示，不顯示光標(biāo)，光標(biāo)不顯示lcd_write_cmd(0x06); /指針加一，光標(biāo)加一，寫入屏幕不移動lcd_write_cmd(0x80); /設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針lcd_write_cmd(0x0

26、1); /數(shù)據(jù)指針清零，所有顯示清零void didi()int i;int j=10;while(j-)b=0;for(i=0;i<=10000;i+);b=1;for(i=0;i<=10000;i+); void key_jiajian(uint i)if(key3=0)delay(5);while(key3=0);screeni+;if(screeni-48=10)screeni=48;if(key4=0)delay(5);while(key4=0);screeni-;if(screeni-47=0)screeni=57;lcd_write_data(screeni);voi

27、d key()uchar i=1;uint j=0;key1=key2=key3=key4=1;while(i)if(key1=0)lcd_write_cmd(0x0f);delay(100);j+;while(key1=0); switch(j)case 1: lcd_write_cmd(0x87);key_delay(10);key_jiajian(7);lcd_write_cmd(0x87);break;case 2:lcd_write_cmd(0x88);key_delay(10);key_jiajian(8);lcd_write_cmd(0x88);break;case 3:lcd_

28、write_cmd(0x89);key_delay(10);key_jiajian(9);lcd_write_cmd(0x89);break;case 4:lcd_write_cmd(0x8b);key_delay(10);key_jiajian(11);lcd_write_cmd(0x8b);break;case 5: j=1;break;if(key2=0)while(key2=0);i=0;lcd_write_cmd(0x0c);void lcd_prin()int num;for(num=0;num<16;num+)lcd_write_cmd(0x80+num);lcd_write_data(screennum);lcd_write_cmd(0