數(shù)字溫度計課程設(shè)計

1、 單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 評語：平時（40）修改（30）報告（30）總成績蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2012 年 7月 1日基于51單片機數(shù)字溫度計設(shè)計1 數(shù)字溫度計的設(shè)計要求與設(shè)計方案1.1 基本設(shè)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目標(biāo)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(shè)施就需要從數(shù)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)的溫度計相比

2、，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(shè)計控制器使用單片機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(biāo)(1) 基本范圍-50-110；(2) 精度誤差小于0.5；(3) 液晶LCD顯示；(4) 可以設(shè)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(shè)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

3、設(shè)計圖數(shù)字溫度計系統(tǒng)的硬件總設(shè)計圖如圖2.3所示。圖2.3總設(shè)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(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。AT89C52的按鍵復(fù)位操作，若要復(fù)位，只要按圖中的RESET鍵，電源VCC經(jīng)電阻分壓，在RESET端產(chǎn)生一個復(fù)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(shè)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(shè)計及

4、系統(tǒng)整體流程3.1 總體流程圖數(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(zhuǎn)換溫度子程序、計算溫度子程序。 讀溫度子程序流程圖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(zhuǎn)換溫度子程序流程圖轉(zhuǎn)換溫度子程序流程圖如圖3.3所示。圖3.3 轉(zhuǎn)換溫度子程序流程圖3.2.3 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(shè)計體會與小結(jié)通過這次對數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作，讓我了解了設(shè)計電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字溫度計的原理與設(shè)計理念。本設(shè)計主要完

5、成了一款簡單的數(shù)字溫度計設(shè)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(shè)計中我學(xué)會了很多的東西。經(jīng)過自己努力，基本上完成了設(shè)計要求的內(nèi)容，在系統(tǒng)可行性分析、原理圖設(shè)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(shè)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。在這次課程設(shè)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(xué)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

6、口技術(shù)M.北京:電子工業(yè)出版.2008.2 丁元杰,吳大偉.單片微機習(xí)題集與實驗指導(dǎo)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(fù)旦大學(xué)出版社.2005.附錄A 源程序/使用1602LCD顯示DS18B20轉(zhuǎn)換的溫度值 #include <reg52.H> #include <intrins.H> #include <math.H> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit RS = P30; /數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L) sbit LCDEN

7、 = P32; /使能端 sbit deng=P16; /超過溫度限制指示燈 sbit beep=P17; /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 _nop_(); void delayMs(uint a) /長延時 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; /寫命令:RS=0, RW=0; void writeCo

8、mm(uchar comm) RS = 0; P2 = comm; LCDEN = 1; delayUs(); LCDEN = 0; delayMs(1); /寫數(shù)據(jù):RS=1, RW=00 void writeData(uchar dat) RS = 1; P2 = dat; LCDEN = 1; delayUs(); LCDEN = 0; delayMs(1); /初始化函數(shù) /顯示模式, 固定指令為00111000=0x38, 16*2顯示, 5*7點陣,8位數(shù)據(jù)接口 /顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置00001100=0x0c /指令1: 00001DCB : D:開顯示/關(guān)顯示(H/L); C:

9、顯示光標(biāo)/不顯示(H/L), B:光標(biāo)閃爍/不閃爍(H/L) /指令2: 000001NS : /N=1, 當(dāng)讀/寫一個字符后地址指針加1, 且光標(biāo)也加1; N=0則相反 /S=1, 當(dāng)寫一個字符, 整屏顯示左移(N=1)或右移(N=0), 但光標(biāo)不移動; S=0, 整屏不移動 void init() writeComm(0x38); /顯示模式 writeComm(0x0c); /開顯示, 關(guān)光標(biāo) writeComm(0x06); /寫字符后地址加1, 光標(biāo)加1 writeComm(0x01); /清屏 void writeString(uchar * str, uchar length)

10、uchar i; for(i = 0; i < length; i+) writeData(stri); /*DS18B20*/ sbit ds = P37; /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() /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; /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

11、待應(yīng)答狀態(tài) i = 4; while(i>0) i-; void dsWait() unsigned int i; while(ds); while(ds); /檢測到應(yīng)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 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

12、延時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;/讀取一字節(jié)數(shù)據(jù), 通過調(diào)用readBit()來實現(xiàn)unsigned char readByte() unsigned int i; unsigned char j, dat; dat = 0; for(i=0; i<8; i+) j = readBit(); /最先讀出的是最低位數(shù)據(jù) dat = (j << 7) | (dat >> 1); return dat;/向DS18B20寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)void writ

13、eByte(unsigned char dat) unsigned int i; unsigned char j; bit b; for(j = 0; j < 8; j+) b = dat & 0x01; dat >>= 1;/寫"1", 將DQ拉低15us后, 在15us60us內(nèi)將DQ拉高, 即完成寫1 if(b) ds = 0; i+; i+; /拉低約16us, 符號要求1560us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"0"

14、, 將DQ拉低60us120us ds = 0; i = 8; while(i>0) i-; /拉低約64us, 符號要求 ds = 1; 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 /向DS18B20發(fā)送溫度轉(zhuǎn)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(); /等待DS18B20應(yīng)答 delayMs(1); /延時1ms, 因為DS18B20會拉低DQ 60240us作為應(yīng)答信號 writeByte(0xcc); /寫入跳過序列號命令字

15、 Skip Rom writeByte(0x44); /寫入溫度轉(zhuǎn)換命令字 Convert T/向DS18B20發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令void sendReadCmd() dsInit(); 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/獲取當(dāng)前溫度值int getTmpValue() unsigned int tmpvalue; int value; /存放溫度數(shù)值 float t; unsigned char low, high; sen

16、dReadCmd(); /連續(xù)讀取兩個字節(jié)數(shù)據(jù) 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 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0.0625度 t = value * 0.0625; /將它放大10倍, 使顯示時可顯

17、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;/顯示溫度void display(int v) unsigned char count; unsigned char datas = 0, 0, 0, 0; unsigned int tmp = abs(v); da

18、tas0 = tmp / 1000; datas1 = tmp % 1000 / 100; datas2 = tmp % 100 / 10; datas3 = tmp % 10;r= tmp/10; writeComm(0xc0+3); if(v < 0) writeString("- ", 2); else writeString("+ ", 2); if(datas0 != 0) writeData('0'+datas0); for(count = 1; count != 4; count+) writeData('0'+datascount); if(count = 2) writeData('.'); /*報警*/void BEEP()/報警if(r>=high&&r<129)|r<low) beep=!beep; deng=1; else beep=1; deng=0; /*DS18B20*/void main() uchar ta