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?？刂祁I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建立,并且當擾動因素不明確時,參數(shù)調(diào)整

2、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DS18B20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DS18B20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做成探頭，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DS18B20進行范圍的溫度檢測。2、 DS18B20工作原理DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨

3、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

4、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(qū)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

5、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，還有一位符號位。2）寫入子程序?qū)懭胱映绦虻牧鞒虉D如5.11所示。六、主要程序#include<reg51.h>#incl

6、ude<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define duan P0#define wei P1sbit DSPORT=P37;void Delay1ms(uint y);void Delay5ms();uchar Ds18b20Init();void Ds18b20WriteByte(uchar dat);uchar Ds18b20ReadByte();void Ds18b20ChangTemp();void Ds18b20ReadTempCom();int Ds18b20ReadTem

7、p();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( ; y>0; y-)for(x=110; x>0; x-);/* 函 數(shù) 名 : Ds18b20Init* 函數(shù)功能 : 初始化* 輸 入

8、 : 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DS18B20做出反應會將在15us60us后總線拉低i = 0;while(DSPORT)/等待DS18B20拉低總線Delay1ms(1);i+;if(i>5)/等待>5MSreturn 0;/初始化失敗return 1;/初始化成功/* 函 數(shù) 名 : Ds18b20WriteByte* 函數(shù)功能 : 向18B20寫入一個

9、字節(jié)* 輸 入 : com* 輸 出 : 無*/void Ds18b20WriteByte(uchar dat)uint i, j;for(j=0; j<8; j+)DSPORT = 0; /每寫入一位數(shù)據(jù)之前先把總線拉低1usi+;DSPORT = dat & 0x01; /然后寫入一個數(shù)據(jù)，從最低位開始i=6;while(i-); /延時68us，持續(xù)時間最少60usDSPORT = 1;/然后釋放總線，至少1us給總線恢復時間才能接著寫入第二個數(shù)值dat >>= 1;/* 函 數(shù) 名 : Ds18b20ReadByte* 函數(shù)功能 : 讀取一個字節(jié)* 輸 入 :

10、 com* 輸 出 : 無*/uchar Ds18b20ReadByte()uchar byte, bi;uint i, j;for(j=8; j>0; 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 by

11、te;/* 函 數(shù) 名 : Ds18b20ChangTemp* 函數(shù)功能 : 讓18b20開始轉換溫度* 輸 入 : com* 輸 出 : 無*/void Ds18b20ChangTemp()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc);/跳過ROM操作命令 Ds18b20WriteByte(0x44); /溫度轉換命令/Delay1ms(100);/等待轉換成功，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*/v

12、oid Ds18b20ReadTempCom()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc); /跳過ROM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 tmh, tml;Ds18b20ChangTemp(); /先寫入轉換命令Ds18b20ReadTempCom();/然后等待轉換完后發(fā)送讀取溫度命令tml = D

13、s18b20ReadByte();/讀取溫度值共16位，先讀低字節(jié)tmh = Ds18b20ReadByte();/再讀高字節(jié)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; if(temp< 0)/當溫度值為負數(shù) DisplayData0 = 0x40; /因為讀取的溫度是實際溫度的補碼，所以減1，再取反求出原碼temp=t

14、emp-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。 else DisplayData0 = 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;DisplayData2 = segtatemp % 10000 / 1000;DisplayData3 = segtatemp % 1000 / 100 | 0x80;DisplayData4 = segtatemp % 1