《基于單片機的溫度報警控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)》10000字（論文）

基于單片機的溫度報警控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)摘要設計一種當溫度超出或低于設定范圍值時發(fā)出警報并伴有警示燈提示的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件由單片機STC89C52、溫度傳感器、液晶顯示器、按鍵、LED、蜂鳴器等組成。溫度測量采用DS18B20傳感器，將采集的數(shù)字信號直接傳送給單片機進行處理。軟件設計由溫度信號處理程序、溫度報警程序、LCD1602顯示程序、按鍵掃描處理程序等構成。溫度的測量和報警功能應用十分地廣泛，涉及到很多領域，有較高的市場應用價值。關鍵詞：單片機溫度報警控制系統(tǒng)目錄301821緒論 緒論當今時代，電子以及計算機技術的發(fā)展很是迅速，并且廣泛應用。溫度測量也涉及生活中的各個方面，尤其是工業(yè)生產過程使用情況比較多。1.1研究背景及意義1.1.1研究背景現(xiàn)在這個時代科技正在迅猛發(fā)展，單片機早就已經遍布我們的生活中，你甚至可以發(fā)現(xiàn)，基本上每個領域都有它的存在?！皽囟取北椴嘉覀兩?，對人們來說，溫度的測量和控制是很重要的。溫度報警器的應用還是比較廣泛的，比如說：在程序內部設定的溫度報警上限。溫度報警器的使用價值還是較為高的，以及它擁有廣泛的前景。自然界中的許多事物都與氣候和溫度息息相關。比方說我們在企業(yè)進行整個工業(yè)生產的整個過程中，對于空氣溫度的準確衡量和安全管理就有可能會直接性地影響著達到安全的工業(yè)生產，提高了工業(yè)生產線的效率，保障了它的產品質量以及環(huán)保節(jié)能?？刂齐娐纺軌蚋鶕闆r的不同和所需要求，在特定性能指標上是有一定不同的。在生產過程中，如何才能提高溫度控制的性能這一問題，是控制人員和技術人員需要努力克服的。所以，選擇什么樣的溫度控制方法是非常重要的。1.1.2研究意義溫度是用來表征一個物體的冷熱變化程度的物理測量，而這種溫度的測量也可以說成為在生產的整個過程中最重要和最基本的一個測量參數(shù)。溫度的計算和測量以及其控制都有著巨大的意義和作用，關乎到企業(yè)的產品質量和生產安全，可以大大提高企業(yè)的生產效率并且為企業(yè)節(jié)省能源，同時還可以促進國民經濟。由于對于溫度的測量在我們日常生活中較為普遍，所以顯而易見，溫度傳感器的使用人群和數(shù)量也在各類傳感器中都位居第一。伴隨著現(xiàn)代信息科技和工業(yè)生產的發(fā)展，溫度傳感器的品種也正更新?lián)Q代，以此方式來實現(xiàn)和滿足人們在生產和日常生活中所有的需要。基于單片機的溫度計測量和控制系統(tǒng)中最為關鍵的問題是什么?它就是如何測量溫度以及如何控制溫度。1.2課題研究的現(xiàn)狀我國對于溫度控制這方面的研究和應用起步較晚，不過經過后續(xù)的努力發(fā)展很快，在各個領域產生了顯著效果。目前，我國在溫度等控制儀表業(yè)與國外相比存在著的問題有：（1）儀表控制方面的研究較國外滯后。（2）智能型的儀表少。要求高的溫度控制系統(tǒng)用的基本上都是進口儀表。（3）由于企業(yè)的規(guī)模較小又比較分散，所以科學和技術的力量并沒有得到充分的集中，導致其研發(fā)實踐能力較弱。1.3課題研究的內容研究課題為基于單片機的溫度報警控制系統(tǒng)設計。最后的結果應該是實現(xiàn)了對溫度的測量并在液晶顯示屏上進行溫度，設置了一個溫度的門限，當溫度超出了所設定的門限值，會啟動溫度報警。以單片機作為測量主機，讓溫度傳感器經由一根口線直接與單片機相互地連接，以此方式來實現(xiàn)對溫度的測量和控制。本文共包括五章內容：第一章的緒論，簡單地介紹了課題的研究背景以及意義。第二章為了進行溫度報警控制系統(tǒng)設計背景和其方案的介紹，簡單地講述了傳統(tǒng)的溫度測量技術，詳細地說明了傳統(tǒng)的紅外測溫系統(tǒng)工作原理和其方法，還有對傳統(tǒng)的紅外測溫系統(tǒng)設計和其方案的介紹。第三章是溫度報警控制系統(tǒng)的主要軟硬件設計，包含了系統(tǒng)的整體方案設計、最小溫度報警模塊、這章還重點介紹了紅外測溫模塊。第四章主要內容為介紹闡述了室內溫度監(jiān)測報警控制系統(tǒng)的主要應用軟件設計，主要的軟件模塊內容包括：溫度主控制管理程序系統(tǒng)模塊的軟件設計、測溫溫度控制管理程序軟件模塊、報警溫度控制管理程序軟件模塊、顯示報警控制軟件程序等。第五章為溫度報警系統(tǒng)的功能測試，從測溫功能測試，報警功能測試，顯示功能測試這三個功能來呈現(xiàn)溫度報警系統(tǒng)的功能，最后再進行整體性能評估總結。

2系統(tǒng)方案介紹溫度報警系統(tǒng)設計的主要原理就是紅外線測溫，以下簡述了溫度測量技術，以及對紅外測溫原理和方法進行了著重介紹。2.1溫度測量技術概述溫度計的測量指通過使用一種測溫方法來進行定量地測量一個物體內部的溫度。對于溫度物理學中一個數(shù)量的測定，其實也就是一個物體在某種范圍內的一定數(shù)目，它會隨著這個物體在某種范圍內的溫度變化而單調地發(fā)生變化。人們歷來都在探索自己應該如何測量氣體的溫度。直到伽利略的出現(xiàn)，他才被認為是最早開始使用這種儀器方法來進行測量溫度的，1592年，伽利略成功地發(fā)明了第一個可以測量溫度的儀器。而在1624年，第一次正式地出現(xiàn)在歷史文獻里"溫度計"。2.2紅外測溫原理及方法2.2.1紅外測溫原理紅外光學測溫監(jiān)控技術系統(tǒng)組成主要部分包括紅外光學測溫系統(tǒng)，信號圖像放大器，光電信號檢測器以及紅外信號圖像處理等。光學檢測系統(tǒng)主要專門負責實時接收和檢測分析視場內所存在需要的紅外視場輻射源和能量，而用于檢測紅外視場的主體尺寸與范圍大小主要是由光學檢測儀和測溫計的各個主要光學傳感元件及其主體所在處的地點情況來進行決定的。紅外線的發(fā)射能量通常首先會通過匯聚并放在一個高頻光電信號檢測器上，再緊接著通過轉移來形成一個信號相應的高頻無線電濾波信號。整個自然界基本上都是黑體，想要深入地了解到紅外線輻射分布狀況如何，就需要我們在進行理論探索的過程中去選擇恰當?shù)哪Ｐ?。以上所描述的內容可以推出普朗克黑體輻射定律，黑體光譜輻射程度可以用波長來表示。2.2.2紅外測溫方法溫度測量有兩種方式：一個為接觸型測溫，另一個為非接觸型測溫。什么是接觸型測溫?就是通過傳感器和物體之間處于相同的熱平衡狀態(tài)，從而實現(xiàn)使得傳感器和物體之間保持相同的溫度檢測方法。比方來說，我們所使用的測量人體體溫的水銀式溫度計也就是接觸型測溫。接觸型測溫的溫度計相對而言比較簡單而且它的測量準確性和精度比較高，但是由于測溫的器件都必須和受測介質完全進行熱交換，要想使其達到熱平衡狀態(tài)就需要一段時間，所以接觸式測溫會有一定的滯后現(xiàn)象。這樣的測溫技術無法廣泛地應用于非常高的氣溫測量。什么是非接觸型測溫?就是根據傳熱物質的流體熱輻射學工作原理，測溫器系統(tǒng)中的傳熱元件并不是沒有必要直接用熱接觸檢測到被我們檢測到的介質。比如說像是紅外熱象儀，還有輻射溫度計這種。2.3紅外測溫方案介紹2.3.1設計要求1）通過溫度傳感器DS18B20測量溫度。2）1602液晶顯示屏來顯示出溫度。3）按鍵設定好上下門限值的報警范圍。4）當溫度超過/低于正常值，蜂鳴器就會發(fā)出報警音。5）有相應的指示燈指示是哪個數(shù)據超出了溫度范圍。2.3.2方案介紹本次的最高溫度誤差報警信號控制處理系統(tǒng)是在設計中分別選擇了兩個DS18B20溫度傳感器，它們所進行測量所得到的最高溫度誤差范圍：-55℃-125℃，-10℃-85℃，誤差±0.5%，最高溫度測量到的精度也就是可以一直保持最低到0.0625℃，可以說是具有較高的測試范圍和準確的精度。采用了LCD系列液晶電視顯示，該系列液晶電視顯示屏的數(shù)字顯示技術特點主要是可視功能性比較好，能夠在一個屏幕上同時顯示大量圖形文字以及各種立體圖形等，顯示也都通常是清晰可見的，界面直觀明了價格實惠。所以這次我的畢業(yè)設計中我們所需要采用的方式是：LCD1602液晶電視顯示屏是用來直接做一個液晶顯示屏的模塊。

3硬件設計溫度報警器的硬件有單片機、溫度傳感器、顯示屏、蜂鳴器、按鍵等器件構成的，單片機是其中最重要的，必須熟知單片機的每個引腳功能才能更好地運用。3.1整體方案設計溫度報警控制系統(tǒng)設計中最為重要的器件是STC89C52單片機，通過兼容電阻器和電容晶振等互相之間的配合，才得以完成在單片機的基礎上對溫度進行自動報警系統(tǒng)控制的最小化系統(tǒng)。其它幾個模塊也是用這個方法完成，通過圍繞一個單片機的最小化系統(tǒng)而不斷進行。傳感器的輸入(本次設計采用DS18B20溫度傳感器)負責對溫度進行采集，再將其中的一個數(shù)據送到單片機。按鍵中所使用的是最為普遍的一種輕觸式按鍵，它是以輸入信號為基礎進行設定的模塊。顯示部分采用LCD1602液晶屏。而在報警部分則是采用蜂鳴器報警以及LED警示燈信號提示。其中電源和容量是采用USB5v來提供。圖3-1系統(tǒng)框圖3.2最小系統(tǒng)模塊3.2.1STC89C52單片機1.簡介STC89C52芯片采用的是美國STC公司所研發(fā)和生產的8位CMOS數(shù)據處理單片機，它的缺點是功耗低并且運行速度高。采用的主要核心設計為mcs-51，但在51的基礎上進行了許多改進，所以52單片機相對于51單片機來說，主要功能會更多一些。STC89C52給大多數(shù)使用者提供了一個更加靈活和有效的途徑。STC89C52的主要特性：（1）8K字節(jié)程序存儲空間（2）512字節(jié)數(shù)據存儲空間4K字節(jié)的EEPROM存儲空間（4）通過串行端口直接下載圖3-2STC89C52實物圖圖3-3STC89C52引腳圖2.引腳功能1）電源引腳Vcc（40腳）：5V工作電壓。GND（20腳）：接地。2）時鐘電路的引腳STC89C52在單片機的兩個芯片中分別同時設置了兩個不同反相振蕩放大器，其主要設計作用之一就是為了防止傳遞反相信號號的產生。由于一臺單片式電機內部采用的模式是自激振蕩的兩種主要不同工作頻率模式，而內部連接xtal1和外部xtal2外部連接的都同樣是12MHZ的小型石英晶體振蕩器，所以內部的自激振蕩器系統(tǒng)能夠隨著每個石英晶體振蕩器的不同工作頻率和振蕩時間長度來自動進行自激振蕩，以此方式來判斷控制電機產生的各個時鐘控制信號。如下表圖3-4所示。圖3-4時鐘信號電路圖3）復位RST（9腳）當一個引入振蕩器連續(xù)發(fā)生振動作用時，若這個引入兩腳上分別連續(xù)設置了兩個位于單片上電機器件每周期(24個振蕩周期以上)的一個高電平信號輸入則當信號連續(xù)出現(xiàn)時，單片機就可能會連續(xù)停止進行復位，若這個引腳一直連續(xù)處于一個高電平，那么它們也就有可會變成是一個連續(xù)循環(huán)而且不斷地連續(xù)停止進行復位。當一個程序進行復位后的兩個p0~p3口都不知是否地處于一個高電平，程序復位計數(shù)器和其它具有特殊復位功能的程序寄存器就可能會被顯示清0。復位電路如圖3-5所示。圖3-5單片機復位電路圖4）輸入輸出口（I/O口）引腳a.P0端口也就是I/O端口。P0端口的輸出電平可以驅動8個lsttl負載。b.P1端口是一個8位的一個通用雙向I/O控制接口，P1端口只是具備了一種特殊的接口功能。P1端口可以同時直接驅動4個lslsttl口的負載；該口可直接同時驅動一個發(fā)光二極管，不必外部直接加上任何上拉電阻。c.P2端口是一個8位雙向穩(wěn)壓I/O控制端口，內部有一個8位上壓下拉穩(wěn)壓電阻，能夠同時用來驅動4個ttlsttls的負載。d.P3端口同P2端口一樣，也用于特殊的輔助功能。當兩個P3端口連接作為一個具有通用功能I/O口時，第二個通用功能信號輸出的總線通常是一個高電平。P3端口電壓設置為1時，內部的上或下拉穩(wěn)壓電阻通常會將該輸入端口電壓下拉至一個高電平，作為一個新的輸入輸出端口，在對內部位于flash應用程序中的存儲器端口進行程序編程時，此輸入端口通常會提供連接一個輸入控制器的信息。P3口的第二個接口功能，如下圖表3-1所示。表3-1P3口第二功能表3.3.2最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)就是其它可擴展性系統(tǒng)中最基本的技術依據，單片機最小系統(tǒng)就是泛指一個具有最小功率的配置器系統(tǒng)。對于STC89C52，該芯片中本身有程序存儲器，所以當外部的時鐘電路和內部的復位電路接起來后，就可以直接構成整個單片機的最小控制系統(tǒng)。單片機最小化系統(tǒng)結構如圖3-6所示。圖3-6單片機最小系統(tǒng)原理圖3.3DS18B20傳感器3.3.1概述DS18B20傳感器的主要技術特點之一是它的網絡體積小、精確性好，并且它抵抗外界干擾能力較強，軟硬件的連接開銷比較少，并且它們還具備了特殊的一種單線視頻連接傳輸方式。由于DS18B20溫度傳感器使用方便，所以在多種不同應用場合都有可能用得到。DS18B20的功能電路管腳外形和功能管腳如下圖所示。管腳1：GND為接地端；管腳2：接數(shù)據端；管腳3：連接電源端。圖3-7DS18B20管腳圖3.3.2主要特性DS18B20數(shù)字溫度傳感器具有如下的獨特優(yōu)點：（1）不需要外圍的元件。（2）測量的范圍較廣，精度較高。（3）采用單總線接口與MPU相連接從而實現(xiàn)雙向通信。由于單總線的抗干擾能力較高，所以特別適宜在惡劣條件下的現(xiàn)場進行溫度計的測量，而且操作簡單。（4）多點連接式網絡連接系統(tǒng)。（5）供電方式靈活。電力變壓器直流供電控制方法靈活。DS18B20可以由內部的一個寄生控制電路向兩個數(shù)據線兩端提供交流電。所以，當一個專用數(shù)據線上的輸入電流和輸出時序都已經達到了一定的性能要求后，無須再與外部設備直接相連。（6）可對DS18B20配置，設定9~12位的程序。（7）具有負壓特點的電源與極性相反接觸時，溫度計就無法正常運行，但是它并沒有因為太陽光的發(fā)熱而被燒毀。（8）自動掉電報警保護內置DS18B20傳感器，內置有deeprom，用于保證控制供電系統(tǒng)在發(fā)生掉電后仍然能夠保持一定的溫度分辨率及對掉電報警器的溫度范圍進行自動設定。選擇DS18B20的好處總結下來就是：體積小，電壓范圍寬，價格便宜，封裝方式小，適合構建單一的測溫系統(tǒng)。3.3.3內部結構DS18B20的主要內部結構如下圖所示:圖3-8DS18B20內部結構圖3.3.4工作原理DS18B20的工作讀取和控制測溫溫度時序及其位數(shù)傳感器的基本工作控制原理與前的DS1820相同，不過每次測量后所能得到的隨機溫度分辨值及其位數(shù)轉換會隨著溫度分辨率值的變化而發(fā)生變化，溫度位數(shù)轉換的持續(xù)時間從2s逐漸緩慢減少至750ms。下圖3-9所示的是測溫電路圖，通過P1.0口與單片機相連，實現(xiàn)數(shù)據的傳遞。圖3-9測溫電路圖減法計數(shù)器1與溫度寄存器一開始設置的值是和-55℃相對應的溫度基數(shù)。計數(shù)器1減掉低溫度系數(shù)產生的脈沖信號，這個時候的減法計數(shù)器1的溫度設定值降為0，溫度寄存器原先所設定的值也就會隨之開始增加1，再接著，減法計數(shù)器1又重新開始計算因為較低溫度系數(shù)的晶體振蕩從而產生的脈沖信號。當一個溫度循環(huán)測量達到計數(shù)器2為0的范圍時，溫度寄存器的初始值就會自行停止，這時這個溫度寄存器的初始值便是所要繼續(xù)測量和達到的循環(huán)溫度。下圖中的斜率累加器，就是可以進行補充并同時校正在溫度預設檢測過程中的非線性，計數(shù)器1被直接送入以用于校正溫度預設值。圖3-10DS18B20工作原理框圖3.4液晶顯示電路3.4.11602液晶顯示屏液晶電子顯示器是一種新型的液晶顯示裝置，具有產品整體外觀結構小、功耗低、厚度薄、可以直接適用于各種類型大規(guī)模的應用集成電路直接進行驅動、方便于同時展示全屏和彩色等多大優(yōu)勢，被當今社會人們廣泛應用在便攜式的消費電子產品中。設計系統(tǒng)的顯示采用了普遍認可和使用最頻繁的液晶模塊1602，該液晶顯示可以同時自動顯示兩行（每行16個字節(jié)），其他的文字和常用符號顯示也會很方便。LCD液晶顯示的工作原理是通過一定電壓控制對要顯示的位置進行控制，通電就會顯示出內容。該系統(tǒng)可以分為很多種，不過一般情況下采用段式、字符型、點陣式這三種。而且液晶顯示按色彩分類的話，不僅有黑白顯示，還有許多顏色灰度彩色顯示。如果按照驅動的方式分類，我們可以將其劃分為三種：靜態(tài)驅動，單純矩陣驅動以及主機矩陣驅動。LCD1602的液晶顯示方式可以分為是否帶有背光還是不帶有背光的兩種，帶有背光的時候要比是否帶有背光的厚，是否帶有背光在實際使用時候并沒有太大的差別。圖3-11LCD1602連接模塊圖3.4.2主要技術參數(shù)表3-2主要技術參數(shù)3.4.3液晶引腳說明表3-31602液晶引腳說明3.4.4指令集表3-4LCD1602控制指令3.5按鍵輸入電路按鍵是處理當前單片機狀態(tài)的主要器件，如果僅僅通過掃描一下鍵盤就能讀當前狀態(tài)是不夠的。單片機使用最為廣泛的主要有兩個，就是獨立鍵盤和矩陣鍵盤。獨立鍵盤的優(yōu)點之一就是電路很簡單易懂，所以設計時通常用在簡單電路。而矩陣鍵盤和前者又有什么不同呢?矩陣式的鍵盤雖然來說在硬件電路中，要比傳統(tǒng)的獨立式鍵盤需要更加地板和簡單一些，但從應用程序的計算器和技術上角度來看，會麻煩很多，不過在能夠節(jié)省端口和網絡資源這一點上還是有著很大的劣勢。接下來要做的就是如何去除按鈕中"毛刺"。此處所使用的掃描方法為"延遲-重復掃描"。"毛刺"脈沖通常可以持續(xù)的電平時間很短，大概只有幾毫秒，而我們按下脈沖之后的時間必然要比幾毫秒長，所以當MCU檢測到脈沖之后可以再繼續(xù)延時很長一段時間，這樣我們就已經可以準確地判斷該脈沖電平還是不能保持到原來的狀態(tài)了，如果保持原狀態(tài)，那么它就是一個有效的按鍵，否則無效。系統(tǒng)設計中只用了3個按鍵，功能分別是“設置”、“+”、“-”，所以按鍵選用的是獨立鍵盤。按鍵如下圖：圖3-12按鍵實物圖3.6蜂鳴器電路蜂鳴器系統(tǒng)是一種供電集成型的高頻電子發(fā)聲信號控制發(fā)射器，供電控制模式所需要采用的信號頻率一般為直流信號電壓，在電子計算機、報警器、汽車檢測裝置、定時器等多種類型計算機和其他電子產品應用中都經?？梢杂玫阶鳛橐环N高頻發(fā)聲控制器件，應用廣泛。由于裝在單片硅電機接口處輸出管腳的直流充電灌注比輸出電源容量大，所以該控制電路的主要設計特點是在采用低電平進行輸入時會有蜂鳴器嗡嗡作響，高電平則自動跳閘關閉。當PNP3.7腳短路輸出一個較大低電平時，PNP型三極集線管8550導線接通，有集線器電極的一個較大電流短路進入，蜂鳴器就會發(fā)起較大聲音。當一個P3.7腳開始輸出一個新的高電平時，三極晶閘管被自動截止，蜂鳴器也被停用。下圖為蜂鳴器模塊的電路圖：圖3-13蜂鳴器模塊電路圖3.7LED顯示電路LED為一種新型半導體發(fā)光二極管。它主要由諸如砷(ga)、砒霜(as)、磷(p)、氮(n)等的有機化合物共同構成。所以當一個電子和空穴相互復合后就有可能從其中輻射出一個可見光，因為這樣的原因所以我們可以把它用來做LED。在這個電路中我們可以直接充作一個指示燈，或者還有些可以直接構成一個文字和數(shù)碼表來進行顯示。LED幾乎可以把舊的電能直接由光轉化而成為新的光能。發(fā)光二極管只有一個PN結，具有單向導電特性。不同類型半導體電子材料在其中的固態(tài)電子和不同空穴材料中的電子能量流動狀況各不相同。圖3-14LED實物圖

4軟件設計一個完整的溫度報警系統(tǒng)的軟件設計就是由測溫程序模塊、控制程序模塊、顯示程序模塊來組成的，由溫度傳感器采集數(shù)據，發(fā)送給單片機從而達到溫度控制的作用。4.1主程序根據溫度控制器系統(tǒng)的硬件而編寫的軟件流程，實際上是對整體系統(tǒng)的管理流程和控制流程進行了一個設計。設計的溫度控制軟件主要功能就是直接完成對溫度數(shù)據的采集，然后將采集到的數(shù)據通過串口通信的方式傳送到上位機，同時也會接受上位機發(fā)出的命令，達到溫度控制的作用。該軟件總體程序流程圖所示如下:圖4-1總體程序流程圖主函數(shù)程序：voidmain(){KM1=0; KM2=0; while(1){Ok_Menu(); do {Read_Temperature();//讀取溫度Disp_Temperature();//顯示溫度 juged();}while(!presence);Error_Menu();do {Init_DS18B20();beep();}while(presence);}}4.2測溫程序模塊先初始化DS18B20傳感器判斷是否存在，存在就執(zhí)行ROM操作命令以及存儲操作命令，然后通過溫度傳感器來讀取溫度值。若不存在則返回。測溫程序流程如下：圖4-2測溫程序流程圖讀取溫度程序：Read_Temperature(void){Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0x44);//啟動溫度轉換Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0xBE);//讀取溫度寄存器temp_data[0]=ReadOneChar(); //溫度低8位temp_data[1]=ReadOneChar(); //溫度高8位}4.3控制程序模塊控制信號過程就是對所有受控的相關過程控制信號數(shù)據進行控制采樣、數(shù)據處理，根據所有的相關控制過程計算機和方法應用來準確進行過程信號的控制計算和數(shù)據輸入。圖4-3控制部分流程圖4.4顯示程序模塊液晶模塊會先確認好一個之后要顯示的地方，然后再顯示數(shù)據。在坐標定位完成后就會顯示內容了，若顯示沒完成就重新定位行列坐標。需要注意的是液晶在顯示的時候，是一位一位進行工作的。舉例說明，比如數(shù)字“123”，就是先顯示百位的“1”，再是十位的“2”，最后是個位的“3”。每次液晶屏顯示的時候，不需要重復定位，第一次定位過后，液晶就會自動跳到下一個位置的，所以是不需要對每個字符都定位一次的。圖4-41602程序流程圖

5溫度報警系統(tǒng)的功能測試完成硬件以及軟件以后，最關鍵的一步就是硬件的調試，就是要對系統(tǒng)功能進行多次測試以及調整，以下描述的就是調試過程中對系統(tǒng)每一個功能模塊的測試。5.1測溫功能測試溫度傳感器DS18B20，可以通過在此傳感器連接出來的金屬棒（圖5-1），來傳遞采集的溫度，然后在顯示屏LCD1602上通過數(shù)字的形式顯示出溫度。圖5-1金屬棒圖圖5-2測量溫度上圖可以看出，安全的溫度范圍在23~28℃，當前溫度是25℃在這個范圍內，所以報警器不會鳴叫，也不會有報警燈亮起警示。5.2報警功能測試首先可以通過按鍵，最先設置好一個溫度的最小值，再設置一個溫度的最高值，若當前溫度低于最低溫度，第一個報警器的燈亮同時發(fā)出警報，加熱片也會進行加熱。下圖所示的例子，當前的溫度值為21℃，低于最低溫度23℃，所以發(fā)出警報并伴有第一個警示燈的提示，直到溫度在安全的溫度范圍內，報警器才會停止鳴叫同時燈滅。圖5-3低于最小溫度報警圖如下圖，最高溫度值設置的是28℃，當前溫度是29℃，所以超過了最高值，第二個報警器發(fā)出警報，即蜂鳴器開始鳴叫，同時報警器的燈亮。直到溫度低于最高值且在安全范圍內，報警器才會停止鳴叫同時燈滅。圖5-4超過最高溫度報警圖5.3顯示功能測試1602顯示屏上連接了一個電位器，可以通過轉動該電位器來調整對比度，看顯示的字符清不清楚。電位器的中間腳和左右任意一腳接VL，另一個則接地。通電后，按下開關，顯示屏應正常顯示。第一行所顯示的是當前溫度，第二行顯示的是最低溫度和最高溫度。如下圖所示：當前溫度最低溫度最高溫度當前溫度最低溫度最高溫度圖5-51602顯示屏示意圖5.4整體性能評估自行設置一個最低的溫度，看到超出最高值的情況時候會不會發(fā)出一個警報聲，也可以通過傳感器DS18B20連接的金屬棒，握住金屬棒測出被測量者的體溫，然后在顯示屏上顯示出來。若超出溫度，則警報器發(fā)出警報，燈亮。若低于最低溫度，報警器也會發(fā)出警報提示。該溫度報警器還擁有斷電存儲數(shù)據的功能，斷電后再重新啟動時，會保留上一次的溫度數(shù)據。

結論這次的畢業(yè)設計，雖然累但是也讓我從中收獲了許多，就比如通過這次的畢業(yè)設計，讓我變得更加的仔細而且有耐心了。因為在設計操作的過程中，要時刻注意著每個環(huán)節(jié)的檢查測試，總體的過程是一個很考驗耐心且必須很細心的過程，要反復檢查，直到找到原因為止。對我來說這次充分讓我得到了鍛煉，動手能力也得到了提高。在繪制原理圖還有安裝和調試的過程中，在所難免遇到了很多的問題，如果慌亂就更加容易出錯了，所以我只能讓自己保持冷靜，然后仔細查找錯誤的原因或者尋求百度如何解決，如果自己不能解決問題所在，那么就可以尋求指導老師的幫助。最后通過不懈的努力，我才完成了整個畢業(yè)設計。從最初一開始的確定課題，再到自己去網上查找與課題相關的材料和內容，然后通過編寫程序尋找出問題和錯誤的修改，最后進行了過程中的調試和測試在這一次又一次的實踐過程中，有了面對困難應該怎么克服的心態(tài)。直到完成了畢設我才明白了它的意義，我相信每一個真正認真去完成的人肯定會和我一樣會有同樣的感想吧。經過了大學四年時間的實踐和積累，在已經基本掌握了相關的專業(yè)技術方面的知識和其它多方面的知識后，我認真嚴肅地完成了自己的畢業(yè)設計。

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附錄附錄一元件清單附錄二程序代碼/*LCD初始化設定*//*******************************************************************/voidlcd_init(){delay1(15);lcd_wcmd(0x01);//清除LCD的顯示內容lcd_wcmd(0x38);//16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據delay1(5);lcd_wcmd(0x38);delay1(5);lcd_wcmd(0x38);delay1(5);lcd_wcmd(0x0c);//顯示開，關光標delay1(5);lcd_wcmd(0x06);//移動光標delay1(5);lcd_wcmd(0x01);//清除LCD的顯示內容delay1(5);}/*設定顯示位置*//*******************************************************************/voidlcd_pos(ucharpos){lcd_wcmd(pos|0x80);//數(shù)據指針=80+地址變量}/*自定義字符寫入CGRAM*//*******************************************************************/voidwritetab(){unsignedchari;lcd_wcmd(0x40);//寫CGRAMfor(i=0;i<8;i++)lcd_wdat(mytab[i]);}/*us級延時函數(shù)*//*******************************************************************/voidDelay(unsignedintnum){while(--num);}/*初始化DS18B20*//*******************************************************************/Init_DS18B20(void){DQ=1;//DQ復位Delay(8);//稍做延時DQ=0;//單片機將DQ拉低Delay(90);//精確延時大于480usDQ=1;//拉高總線Delay(8);presence=DQ;//如果=0則初始化成功=1則初始化失敗Delay(100);DQ=1;return(presence);//返回信號，0=presence,1=nopresence}/*讀一個字節(jié)*//*******************************************************************/ReadOneChar(void){unsignedchari=0;unsignedchardat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;//給脈沖信號dat>>=1;DQ=1;//給脈沖信號if(DQ)dat|=0x80;Delay(4);}return(dat);}/*寫一個字節(jié)*//*******************************************************************/WriteOneChar(unsignedchardat){unsignedchari=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;Delay(5);DQ=1;dat>>=1;}}/*讀取溫度*//*******************************************************************/Read_Temperature(void){Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0x44);//啟動溫度轉換Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0xBE);//讀取溫度寄存器temp_data[0]=ReadOneChar();//溫度低8位temp_data[1]=ReadOneChar();//溫度高8位}/*數(shù)據轉換與溫度顯示*//*******************************************************************/Disp_Temperature(){display[4]=temp_data[0]&0x0f;display[0]=ditab[display[4]]+0x30;//查表得小數(shù)位的值display[4]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((temp_data[1]&0x0f)<<4);display[3]=display[4]/100+0x30;display[1]=display[4]%100;display[2]=display[1]/10+0x30;display[1]=display[1]%10+0x30;if(display[3]==0x30)//高位為0，不顯示{display[3]=0x20;if(display[2]==0x30)//次高位為0，不顯示display[2]=0x20;}lcd_pos(0x48);lcd_wdat(display[3]);//百位數(shù)顯示lcd_pos(0x49);lcd_wdat(display[2]);//十位數(shù)顯示lcd_pos(0x4a);lcd_wdat(display[1]);//個位數(shù)顯示lcd_pos(0x4c);lcd_wdat(display[0]);//小數(shù)位數(shù)顯示}/*******************************************************************//*蜂鳴器響一聲*//*******************************************************************/voidbeep(){unsignedchary;for(y=0;y<100;y++){Delay(60);BEEP=!BEEP;//BEEP取反}BEEP=1;//關閉蜂鳴器Delay(40000);}/*DS18B20OK顯示菜單