基于51單片機的數(shù)字溫度計設計

1、.基于 51 單片機的數(shù)字溫度計設計一課題選擇隨著時代的發(fā)展，控制智能化，儀器小型化， 功耗微量化得到廣泛關注。單片機控制系統(tǒng)無疑在這方面起到了舉足輕重的作用。單片機的應用系統(tǒng)設計業(yè)已成為新的技術熱點，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子， 它可廣泛應用與生產(chǎn)生活的各個方面， 具有巨大的市場前景。二設計目的1. 理解掌握 51 單片機的功能和實際應用。2. 掌握仿真開發(fā)軟件的使用。3. 掌握數(shù)字式溫度計電路的設計、組裝與調試方法。三實驗要求1. 以 51 系列單片機為核心器件，組成一個數(shù)字式溫度計。2. 采用數(shù)字式溫度傳感器為檢測器件，進行單點溫度檢測。3. 溫度顯示采用 4 位 LED數(shù)碼管顯示

2、，三位整數(shù)，一位小數(shù)。四設計思路1. 根據(jù)設計要求，選擇 STC89C51RC單片機為核心器件。2.溫度檢測采用DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器。與單片機的接口為P3.6 引腳。3. 采用 usb 數(shù)據(jù)線連接充電寶供電，接電后由按鈕開關控制電路供電。硬件電路設計總體框圖為圖 1：五系統(tǒng)的硬件構成及功能1. 主控制器單片機 STC89C51RC具有低電壓供電和體積小等特點， 有 40 個引腳 ,其仿真圖像如下圖所示：.2. 顯示電路顯示電路采用 4 位共陽 LED數(shù)碼管， 從 P3 口 RXD,TXD串口輸出段碼。 LED數(shù)碼管在仿真軟件中如下圖所示：3. 溫度傳感器DS18B20 是美國 DA

3、LLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20的性能特點如下：1. 獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊。2. 簡單的多點分布應用。3. 無需外部器件。4. 可通過數(shù)據(jù)線供電。5. 零待機功耗。6. 測溫范圍 -55+125 攝氏度。其電路圖如下圖所示：.在仿真軟件中如下圖所示：DS18B20 的測溫原理圖如下圖所示：在正常測溫情況下，DS18B20的測溫分辨力為0.5 攝氏度，可采用下述方法獲得高分辨率的.溫度測量結果。 ：首先用 DS18B20

4、提供的讀暫存器指令（ BEH）讀出以 0.5 攝氏度為分辨率的溫度測量結果， 然后切去測量結果中的最低有效位 （ LSB），得到所測實際溫度的整數(shù)部分Tz，然后再利用 BEH 指令取計數(shù)器 1 的計數(shù)剩余值 Cs 和每度計數(shù)值 CD。考慮到 DS18B20 測量溫度的整數(shù)部分以 0.25、0.75 攝氏度為進位界限的關系， 實際溫度 Ts可以用下式計算：Ts=(Tz-0.25)+(CD-Cs)/CD六系統(tǒng)整體硬件電路根據(jù)設計要求與設計思路，硬件電路設計框圖如下圖所示，在仿真軟件Proteus 上完成，其中 LED 數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實現(xiàn)溫度顯示，由四個PNP 型晶體管Q2，Q3， Q4， Q5

5、 和 8個電阻組成。基極與單片機的 P1.0， P1.1， P1.2 連接， DS18B20的數(shù)據(jù) I/O 端與單片機 P3.6 引腳連接。外部晶振為 12MHZ。.七系統(tǒng)程序設計數(shù)字式溫度計的應用程序主要包括主程序，溫度檢測程序，溫度轉換程序，LED顯示程序等。其思路如下圖所示：八測量及其結果分析.1. Proteus 仿真結果軟件方面，在Proteus 編譯下進行，源程序編譯及仿真調試。在軟件中選定傳感器后可對其進行環(huán)境溫度設置，如下圖，將環(huán)境溫度設為34.9.2.硬件測試結果在硬件測試方面，檢查電路板及焊接的質量情況，在焊接無誤后通電檢查LED顯示器。其中成品圖如圖所示：.通電后，室溫下

6、LED的示數(shù)如圖所示九設計心得體會本次實驗對我們組來說是一次難得的經(jīng)歷，首先是第一次接觸了仿真軟件Proteus,在使用時經(jīng)歷了很多次失敗，因為這款軟件與以前使用過的軟件有很大不同，使用時不停出錯，接線時由于原件放置不合理而接的雜亂無章，輸入源程序時還算順利，顯示結果比較滿意。其次是程序設計， 我們在參考別人成功先例的基礎上根據(jù)自己設計的需要進行編程，其中經(jīng)歷了不少曲折， 最后我的收獲是編程一定要細心，針對每一個細節(jié)，稍有疏忽程序就不能正常運行。在這次的實踐與學習中，盡管期間困難重重，但我們還是從中學習了不少新的知識和技能，也體會到了經(jīng)歷失敗最終成功的喜悅。總之，通過這次電工電子綜合設計，我收

7、獲了很多，我希望自己在今后的各項研究工作中也堅持這種精神。十附錄源程序#include#include #define uchar unsigned char#define uintunsigned intsbit DATA = P11; /DS18B20 接入口ucharcodetable=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/.共陰極字型碼int temp; / 溫度值int ss;/ 中間的一個變量int dd;int j;uchar data b;/ 定時器中斷次

8、數(shù)uchar data buf4;/字型顯示中間變量int alarmH=320;/ 默認報警值int alarmL=100;/ 定義開關的接入口sbit k1=P25;/+sbit k2=P26;/-sbit k3=P27;/ 確認sbit k4=P24; / 切換sbit bell=P10; / 蜂鳴器sbit HLight=P12; / 正溫指示燈sbit LLight=P13; / 負溫度指示燈sbit warn=P14; / 報警指示燈sbit Red=P16;/ 溫度上限設置指示燈sbit Green=P17; / 溫度下限設置指示燈bit set=0;/ 初始化bit Flag=

9、0;/ 設置標志int n;/ 函數(shù)的聲明區(qū)void key_to1();void key_to2();void delay(uint);void key();void Show();/ 函數(shù)的定義區(qū)/* 延時子函數(shù) */void delay(uint num)while(num-) ;/DS18b20 溫度傳感器所需函數(shù)，分為初始化，讀寫字節(jié)，讀取溫度4 個函數(shù)Init_DS18B20(void)/ 傳感器初始化uchar x=0;DATA = 1;/DQ 復位delay(10); / 稍做延時DATA = 0;/ 單片機將DQ 拉低delay(80); / 精確延時大于 480us/450

10、.DATA = 1;/ 拉高總線delay(20);x=DATA; / 稍做延時后 如果 x=0 則初始化成功 delay(30);ReadOneChar(void) / 讀一個字節(jié)uchar i=0;uchar dat = 0;for (i=8;i0;i-)DATA = 0; / 給脈沖信號dat=1;DATA = 1; / 給脈沖信號if(DATA)dat|=0x80;delay(8);return(dat);WriteOneChar(unsigned char dat)/ 寫一個字節(jié)uchar i=0;for (i=8; i0; i-)DATA = 0;DATA = dat&0x01;d

11、elay(10);DATA = 1;dat=1;delay(8);int ReadTemperature(void) / 讀取溫度uchar a=0;uchar b=0;int t=0;float tt=0;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.x=1 則初始化失敗.WriteOneChar(0xBE); / 讀取溫度寄存器等（共可讀9 個寄存器）前兩個就是溫度a=ReadOneCha

12、r();/ 低位b=ReadOneChar();/ 高位t=b;t=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t= tt*10+0.5;return(t);void display00()/*顯示負值子函數(shù)dd=-(temp-1);buf1=dd/100;buf2=dd/100;buf3=dd%100/10;buf0=dd%10;/ 動態(tài)顯示for(j=0;j5;j+)P2=0xff;/初始燈為滅的P0=0x00;P2=0xfd; / 顯示小數(shù)點P0=0x80; / 顯示小數(shù)點delay(100);P2=0xff; /初始燈為滅的P0=0x00;P2=0xf7; / 片選 LCD1P0=0x40

13、;delay(100);P2=0xff;P0=0x00;P2=0xfb; / 片選 LCD2P0=tablebuf2;delay(100);P2=0xff;P0=0x00;P2=0Xfd;/ 片選 LCD3P0=tablebuf3;delay(100);P2=0xff;P0=0x00;P2=0Xfe;P0=tablebuf0;/ 片選 LCD4.delay(100);P2=0xff;/ 顯示正值子函數(shù)void display()buf1=temp/1000;/顯示百位buf2=temp/100%10;/顯示十位buf3=temp%100/10;/顯示個位buf0=temp%10; / 小數(shù)位f

14、or(j=0;j3;j+)P2=0xff;/初始燈為滅的P0=0x00;P2=0xfd; / 顯示小數(shù)點P0=0x80; / 顯示小數(shù)點delay(300);P2=0xff;/初始燈為滅的P0=0x00;P2=0xf7;/ 片選 LCD1P0=tablebuf1;delay(300);P2=0xff;P0=0x00;P2=0xfb;/ 片選 LCD2P0=tablebuf2;delay(300);P2=0xff;P0=0x00;P2=0Xfd;/ 片選 LCD3P0=tablebuf3;delay(300);P2=0xff;P0=0x00;P2=0Xfe;P0=tablebuf0;/ 片選 L

15、CD4delay(300);P2=0xff;void key()/ 按鍵掃描子程序if(k1!=1).delay(20);if(k1!=1)while(k1!=1) key_to1(); for(n=0;n8;n+) Show();if(k2!=1)delay(20);if(k2!=1)while(k2!=1) key_to2();for(n=0;n=1100)temp=-550;.if(set=0)alarmH=temp;else alarmL=temp;void key_to2()TR0=0;/ 關定時器temp-=10;if(tempalarmH|temp=0)HLight=1;LLight=0;display();if(temp0).HLight=0;LLight=1;display00();void main()TCON=0x01; /定時器 T0 工作在 01 模式下TMOD=0X01;TH0=0XD8;/ 裝入初值TL0=0XF0;EA=1; / 開總中斷ET0=1; / 開 T0 中斷TR0=1; /T0 開始運行計數(shù)EX0=1; / 開外部中斷0for(n=0;n500