C51課程設(shè)計報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上中南林業(yè)科技大學(xué)單片機C51程序設(shè)計課程設(shè)計報告設(shè)計名稱： 溫度報警系統(tǒng) 姓 名： 高楓 學(xué) 號： 專 業(yè)： 2016級電子信息工程一班 院 （系）： 計算機與信息工程學(xué)院 設(shè)計時間： 2018秋第1518周 設(shè)計地點： 中南林業(yè)科技大學(xué) 指導(dǎo)教師評語： 成績： 簽名： 年 月 日目錄一、 題目二、 任務(wù)與要求三、 課程設(shè)計摘要及整體框圖1、 總體設(shè)計思路概述2、 硬件設(shè)計概述3、 軟件設(shè)計概述4、 程序流程圖四、 課程設(shè)計原理分析及相關(guān)知識概述五、 結(jié)論六、 體會與收獲附件：1、 源程序代碼（加注釋）2、 整體電路原理圖3、 元器件清單一、題目設(shè)計一個可調(diào)時、可設(shè)置

2、溫度并報警的溫度報警系統(tǒng)二、任務(wù)與要求一）、任務(wù)： 設(shè)計并制作一個基于LCD1602液晶顯示，采用DS1302時鐘芯片顯示時間，DS18B20采集溫度的可調(diào)時，可設(shè)置報警溫度的溫度報警系統(tǒng)。二）、要求：利用單片機CPU芯片STC89C52、LCD1602、DS18B20、DS1302、蜂鳴器、按鍵等，設(shè)計一個可調(diào)時、可設(shè)置溫度并報警的溫度報警系統(tǒng)。由DS18B20感知環(huán)境溫度、DS1302時鐘芯片控制時間運行，利用單片機外部中斷INT0、INT1及按鍵設(shè)置溫度和時間、用LCD1602顯示，當(dāng)超過設(shè)置溫度3的時候蜂鳴器報警。三、課程設(shè)計摘要及整體框圖 一）課程設(shè)計摘要：本設(shè)計通過LCD1602顯

3、示由DS1302設(shè)置的時間（時、分、秒）、DS18B20采集的環(huán)境溫度（攝氏度）、以及通過外部中斷INT0、INT1兩個中斷即獨立按鍵K4、K1、K2設(shè)置當(dāng)前時間，按鍵K3設(shè)定目標溫度。當(dāng)環(huán)境溫度在目標溫度的3的范圍內(nèi)時蜂鳴器不報警，否則蜂鳴器報警。LCD1602液晶顯示DS1302設(shè)置時間二）整體框圖按鍵K3即外部中斷0STC89C52芯片按鍵K4即外部中斷1蜂鳴器報警DS18B20采集溫度三）總體設(shè)計思路DS1302是一個精確的時鐘芯片，能夠計算2100年前的時間，具有閏年調(diào)整的能力，設(shè)計只需要用到芯片的時、分、秒。DS18B20是一款性能優(yōu)良的數(shù)字溫度傳感器，通過DS18B20采集實時環(huán)

4、境溫度，外部中斷0設(shè)置目標溫度，當(dāng)二者溫度相差大于3時，蜂鳴器報警，否則正常測量。通過外部中斷1進入時鐘調(diào)時功能，通過按鍵K1，移位，按鍵K2進行加一操作，來調(diào)整時鐘的時分秒。四）硬件設(shè)計概述本設(shè)計通過仿真平臺Protues 7.0進行基礎(chǔ)的硬件仿真操作，先添加添加元器件AT89C52芯片 以及一些其他的電阻，電容和按鍵，其中P30, P31, P32, P33口分別連接獨立按鍵K1,K2,K3,K4。DS18B20，DS1302分別在對應(yīng)的端口正確連接即可。需要注意的是，DS18B20在仿真時不會出現(xiàn)真實的溫度值，在連接LCD1602時，則需要添加上拉電阻，本設(shè)計的硬件設(shè)計較為簡單，在此不再

5、一一贅述，詳見附件硬件設(shè)計原理圖。五）軟件設(shè)計概述軟件采用頭文件方式編程，分為主程序模塊TCmain模塊，LCD1602初始設(shè)置模塊，DS18B20初始設(shè)置模塊，DS1302初始設(shè)置模塊四個部分。其中LCD1602初始設(shè)置模塊,DS18B20初始設(shè)置模塊,DS1302初始設(shè)置模塊，均是根據(jù)三個原件的時序圖來編寫，固定使用。詳見附件源程序代碼。這里主要介紹TCmain模塊，在這里調(diào)用DS18B20采集的溫度并進行裝換，設(shè)置的時間均通過LCD1602顯示出來。采用了外部中斷0 1，在這兩個中斷服務(wù)程序里面，一個進行再數(shù)組里面移位，進行溫度顯示。另外一個設(shè)置時間進入調(diào)時功能以及正常顯示功能。6）程序

6、流程圖TCmain四、課程設(shè)計原理分析及相關(guān)知識概述1、LCD1602也稱1602字符型液晶，專門顯示字母、數(shù)字、符號的點陣型液晶模塊。由若干個5x7或5x10的點陣字符位組成，顯示通過ASCII碼值直接顯示。寫入顯示地址要求最高位D7位為高電平，寫入數(shù)據(jù)應(yīng)該加上0x80.2、DS18B20數(shù)字溫度傳感器可用于多種場合，具有適應(yīng)電壓范圍寬、精度高、抗干擾糾錯能力強、速度快的特點。核心功能是可以直接讀出數(shù)字的溫度數(shù)值。其默認精度為12位即0.0625，通過初始化時序、讀時序、寫時序進行傳感器的初始化。得到的12位數(shù)據(jù)，前五位為符號位。大于0時數(shù)據(jù)乘以0.0625即可得到實際溫度。3、DS1302

7、時鐘芯片具有計算2100年之前的秒、分、時、日、月、年、周以及閏年調(diào)整的能力。采用SPI 3線接口，采用雙電源供應(yīng)。共有12個寄存器，存儲格式為秒、分、時、日、月、周、年，存放數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式。數(shù)據(jù)輸入輸出均從低位0到高位7。在液晶顯示時要將BCD碼轉(zhuǎn)化成二進制碼，轉(zhuǎn)換方式為當(dāng)4位二進制碼大于1001時加6即可。五、結(jié)論下載到單片機開發(fā)板上驗證的，設(shè)計的溫度報警裝置基本實現(xiàn)了功能。但是較為遺憾的是，由于DS18B20溫度傳感器測量得到的溫度與實際的環(huán)境溫度有較大的誤差。比如手機顯示天氣溫度為2，但是傳感器測量得到溫度為9。再者就是由于DS1302與DS18B20二者的時序沖突問題，在調(diào)整

8、時間時，溫度傳感器不能與C52芯片通信，此刻溫度會顯示零。六、體會與收獲在大二由周凱老師講述單片機課程時，采用的是匯編語言講述，但是具體操作時采用的是C語言編寫，二者有較大的區(qū)別，并不能詳細理解單片機的內(nèi)涵。并且由于上學(xué)期周老師講述進度過慢，后面的SPI總線、I2C、LCD602等均沒有經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)。本學(xué)期不僅僅系統(tǒng)學(xué)習(xí)基于硬件的C51語言，也系統(tǒng)學(xué)習(xí)了I2C、LCD1602、DS18B20等元器件的使用。謝老師認真負責(zé)，講述詳實，本學(xué)期收獲頗豐。本次課設(shè)是對這學(xué)期所學(xué)知識的總結(jié)，所做的溫度報警裝置用到了LCD1602、DS18B20、DS1302、中斷以及基本的C51知識，期間碰到了一些較為

9、棘手的問題，比如DS18B20和DS1302二者沖突不能同時同單片機通信，溫度值一直為零，經(jīng)過排查二者有段代碼導(dǎo)致了時序沖突，解決這個問題后，就實現(xiàn)了所要實現(xiàn)的基本功能，較好的運用了本學(xué)期所學(xué)內(nèi)容。 附件：1、源程序代碼（加注釋）1）主函數(shù)：#include "reg52.h"#include "math.h"#include "lcd1602.h"#include "DS18b20.h"#include "DS1302.h"sbit k1=P30; /按鍵K1 調(diào)時功能的移位鍵sbit k2=

10、P31; /按鍵K2 調(diào)試功能的加一鍵sbit k3=P32; /按鍵K3 溫度設(shè)置鍵sbit k4=P33; /按鍵K4 進入調(diào)時功能的按鍵sbit beep=P15; /蜂鳴器接口typedef unsigned int u16;typedef unsigned char u8;u8 set,setp,p=0,a,g,f=0;u8 lcd35;u8 codel10=0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39;/LCD1602使用的ASCII碼值u8 temp32=0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0

11、x07,0x08,0x09,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27, 0x28,0x29,0x30,0x31; /設(shè)置溫度的數(shù)組，范圍為BCD碼值為0到31void Tctemp(int temp) /溫度顯示函數(shù)float tp;u8 i;if(temp<0) /溫度值小于0則減一，取反temp=temp-1;temp=temp;tp=temp;temp=tp*0.0625*100+0.5;/加上0.5為了四舍五入；elsetp =temp;tem

12、p=tp*0.0625*100+0.5; lcd16=ltemp%10000/1000; /得到十位lcd17=ltemp%1000/100; /得到個位lcd18=0x2e; /小數(shù)點 . lcd19=ltemp%100/10; /十分位lcd20=ltemp%10; /百分位lcd21=0xdf;lcd22=0x43;/二者構(gòu)成的符號lcdwrc(0xc9);/第四位開始顯示for(i=16;i<=22;i+)lcdwrd(lcdi); a=temp/100; /溫度取整數(shù)兩位void Tctime()/時間顯示與設(shè)置函數(shù)if(set=0) Ds1302ReadTime();else

13、if(k1=0)delay(10000);/延時消抖if(k1=0)if(setp>=2)/調(diào)整調(diào)時的位置setp=0;elsesetp+;if (k2=0)delay(10000);if (k2=0)TIMEsetp+;if(TIMEsetp&0x0f)>9)/*ASCII碼換成BCD碼，換算規(guī)則低四位大于9則低四位減六修正，計算機按補碼運算，實際加六運算*/TIMEsetp=TIMEsetp+6;if(TIMEsetp>=0x60)&&(setp<2)/分秒只能到59TIMEsetp=0;if(TIMEsetp>=0x24)&&

14、amp;(setp=2)/小時只能到23TIMEsetp=0;lcdwrc(0x84);lcdwrd('0'+TIME2/16);/時 將BCD碼值裝換成ASCII碼值lcdwrd('0'+(TIME2&0x0f); lcdwrd(':');lcdwrd('0'+TIME1/16);/分lcdwrd('0'+(TIME1&0x0f);lcdwrd(':');lcdwrd('0'+TIME0/16);/秒lcdwrd('0'+(TIME0&0x0

15、f);void init0() /中斷初始化EX0=1; /外部中斷0IT0=1;EX1=1; /外部中斷1IT1=1;EA=1;void int0() interrupt 0/外部中斷0delay(10000);if (k3=0)if(setp=31)p=0;elsep+;/溫度設(shè)置的數(shù)組指針f=1; /按下按鍵開始比較void init2() interrupt 2 /外部中斷1delay(10000);if (k4=0) set=set;setp=0;Ds1302Init();f=f;/*f取反的原因是，進入調(diào)時時溫度會變 成0，為了防止此時蜂鳴器響起，因此取反*/void dis()

16、/設(shè)置溫度顯示函數(shù)u8 i;lcd23= 0x53;lcd24= 0x65;lcd25= 0x74;lcd26= 0x3a;lcd27= ltempp/16;/BCD碼裝換成ASCIII值lcd28= ltempp&0X0f;lcd29=0xdf;lcd30=0x43;lcdwrc(0xc0);for(i=23;i<=30;i+)lcdwrd(lcdi);g=(tempp/16)*10+(tempp&0x0f); /設(shè)置的溫度計算得到兩位整數(shù)if (abs(a-g)>3)&&(f=1) /溫差大于3時蜂鳴器響for(i=100;i+;i<=20

17、000)beep=beep;delay(i);void main() lcdinit();init0();while(1) Tctemp(Ds18b20ReadTemp(); Tctime(); dis();2）LCD1602初始化函數(shù)根據(jù)1602的時序圖編寫初始化函數(shù)，時序圖如下其中RS=0 寫入數(shù)據(jù)，RS=1 寫入命令#include "lcd1602.h"void delay(unsigned char i)/延時函數(shù)while(i-);void lcdwrc(unsigned int c)/寫入命令delay(1000);RS=0;RW=0;E=0;P0=c;E=1

18、;delay(1000);E=0;void lcdwrd(unsigned char dat)/寫入數(shù)據(jù)delay(1000);RS=1;RW=0;E=0;P0=dat;E=1;delay(1000);E=0;RS=0;void lcdinit()/初始化delay(500);lcdwrc(0x38); /8位總線，顯示兩行，5x10的點陣delay(500);lcdwrc(0x80); / 設(shè)置指針起點lcdwrc(0x01); /清屏指令lcdwrc(0x06); /光標右移，屏幕不移動lcdwrc(0x0c); /顯示功能開，無光標3）LCD1602頭文件#ifndef _lcd1602

19、_#define _lcd1602_#include "reg52.h"sbit RW=P25;sbit RS=P26;sbit E=P27;void delay(unsigned char i);/延時函數(shù)void lcdwrc(unsigned int c);/寫入命令void lcdwrd(unsigned char dat);/寫入數(shù)據(jù)void lcdinit();/初始化#endif4) DS1302初始化函數(shù)根據(jù)DS1302時序?qū)懭氤跏蓟瘮?shù)#include "DS1302.h"uchar code READ_RTC_ADDR7 = 0x81

20、, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d; uchar code WRITE_RTC_ADDR7 = 0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c; /DS1302時鐘初始化2019年1月1日星期1 00點00分00秒。uchar TIME7 = 0, 0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x02, 0x18; /存儲順序是秒分時日月周年,存儲格式是用BCD碼void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat)uchar n;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;/先將SCLK

21、置低電平。_nop_();RST = 1; /然后將RST(CE)置高電平。_nop_();for (n=0; n<8; n+)/開始傳送八位地址命令DSIO = addr & 0x01;/數(shù)據(jù)從低位開始傳送addr >>= 1;SCLK = 1;/數(shù)據(jù)在上升沿時，DS1302讀取數(shù)據(jù)_nop_();SCLK = 0;_nop_();for (n=0; n<8; n+)/寫入8位數(shù)據(jù)DSIO = dat & 0x01;dat >>= 1;SCLK = 1;/數(shù)據(jù)在上升沿時，DS1302讀取數(shù)據(jù)_nop_();SCLK = 0;_nop_();

22、 RST = 0;/傳送數(shù)據(jù)結(jié)束_nop_();uchar Ds1302Read (uchar addr)uchar n,dat,dat1;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;/先將SCLK置低電平。_nop_();RST = 1;/然后將RST(CE)置高電平。_nop_();for(n=0; n<8; n+)/開始傳送八位地址命令DSIO = addr & 0x01;/數(shù)據(jù)從低位開始傳送addr >>= 1;SCLK = 1;/數(shù)據(jù)在上升沿時，DS1302讀取數(shù)據(jù)_nop_();SCLK = 0;/DS1302下降沿時，放置數(shù)據(jù)_nop_();_no

23、p_();for(n=0; n<8; n+)/讀取8位數(shù)據(jù)dat1 = DSIO;/從最低位開始接收dat = (dat>>1) | (dat1<<7);SCLK = 1;_nop_();SCLK = 0;/DS1302下降沿時，放置數(shù)據(jù)_nop_();_nop_();/以下為DS1302復(fù)位的穩(wěn)定時間,必須的。SCLK = 1;_nop_();DSIO = 0;_nop_();DSIO = 1;_nop_();return dat;void Ds1302Init()uchar n;Ds1302Write(0x8E,0X00); /禁止寫保護，就是關(guān)閉寫保護功能f

24、or (n=0; n<7; n+)/寫入7個字節(jié)的時鐘信號：分秒時日月周年Ds1302Write(WRITE_RTC_ADDRn,TIMEn);Ds1302Write(0x8E,0x80); /打開寫保護功能void Ds1302ReadTime()uchar n;for (n=0; n<7; n+)/讀取7個字節(jié)的時鐘信號：分秒時日月周年TIMEn = Ds1302Read(READ_RTC_ADDRn);5）DS1302頭文件#ifndef _DS1302_H_#define _DS1302_H_#include<reg52.h>#include<intrin

25、s.h>#ifndef uchar#define uchar unsigned char#endif#ifndef uint #define uint unsigned int#endifsbit DSIO=P34;sbit RST=P35;sbit SCLK=P36;void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat);uchar Ds1302Read (uchar addr);void Ds1302Init();void Ds1302ReadTime();extern uchar TIME7;/加入全局變量#endif6）DS18B20初始化函數(shù)DS18B2

26、0時序圖#include "DS18b20.h"void Delay1ms (uint y)uint x;for( ; y>0; y-)for(x=110; x>0; x-);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(yīng)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>5MS

27、return 0;/初始化失敗return 1;/初始化成功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(fù)時間才能接著寫入第二個數(shù)值dat >>= 1;uchar Ds18b20 ReadByte()uchar byte, bi;ui

28、nt 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 byte;Void Ds18b20 ChangTemp()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc);/跳過ROM操作命令 Ds18b20WriteB