單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

DS18B20測(cè)溫及按鍵控制PAGE10-課程設(shè)計(jì)課程名稱單片機(jī)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目名稱18B20測(cè)溫及按鍵控制學(xué)生學(xué)院****專業(yè)班級(jí)****班號(hào)****學(xué)生組員******指導(dǎo)教師*****2010-目錄第一章第二章單元模塊的設(shè)計(jì)與分析……………4１、溫度傳感器的選擇及構(gòu)造…………4２、單片機(jī)的選擇及原理………………63、系統(tǒng)軟件算法分析…………………6●第三章實(shí)驗(yàn)程序……………6１、實(shí)驗(yàn)程序…………72、接線要求…………83、程序調(diào)試…………8附總電圖……………………8總結(jié)與體會(huì)………………9補(bǔ)充：DS18B20和數(shù)碼管的使用……10第一章摘要和關(guān)鍵詞【摘要】：本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)STC89C52，測(cè)溫傳感器使用DS18B20，用4位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。【關(guān)鍵詞】：?jiǎn)纹瑱C(jī)，數(shù)字控制，溫度計(jì)，DS18B20，STC89C52設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)指標(biāo)要求：1.基本范圍-50℃-125℃

2.精度誤差小于0.5℃3.LED數(shù)碼直讀顯示

總體設(shè)計(jì)方案數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證

方案一

由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。

方案二

進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。

從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二。方案二的總體設(shè)計(jì)框圖

溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示，控制器采用單片機(jī)AT89S51，溫度傳感器采用DS18B20，用3位LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。第二章單元模塊的設(shè)計(jì)與分析主控制器：?jiǎn)纹瑱C(jī)STC89C52,具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用。顯示電路：

顯示電路采用4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，從P0口RXD,TXD串口輸出段碼。溫度傳感器：

DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：

●獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；

●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；

●無(wú)須外部器件；

●可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；

●零待機(jī)功耗；

●溫度以9或12位數(shù)字；

●用戶可定義報(bào)警設(shè)置；

●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；

●負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；

DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。64位ROM的結(jié)構(gòu)開始8位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過(guò)軟件寫入戶報(bào)警上下限。DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存ＲＡＭ和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖3所示。頭2個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第3和第4字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第5個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。低5位一直為1，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率。系統(tǒng)軟件算法分析系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。主程序

主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度，其程序流程見圖7所示。3.2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(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖8示3.3溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如上圖，圖9所示3.4計(jì)算溫度子程序

計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖10所示。

3.5顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。程序流程圖如圖11。

第三章實(shí)驗(yàn)程序/*zhwy.c*/#include<reg52.h>#include"DS18B20.h"unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,};//不帶小數(shù)點(diǎn)的編碼externunsignedinttemp;externfloatf_temp;unsignedinti;voidLED_init(void){P2=0x0f;P0=0x00;}voidled(signedintm,signedintn,signedintp,signedintq){P2=0xef; P0=table[q]; delay(5); P2=0xdf; P0=table[p]; delay(5); P2=0xbf; P0=table[n]+0x80; delay(5); P2=0x7f; P0=table[m]; delay(5);}unsignedintdisplay(unsignedinty,signedintf,signedintg){signedinta,b,c,d; a=y/1000; b=(y%1000)/100+f; c=(y%100)/10+g; d=(y%10)/1;if(b<=9&&b>=0) for(i=16;i>0;i--) led(a,b,c,d);elseif(b>9) {a+=b/10;b=b%10; for(i=16;i>0;i--) led(a,b,c,d);}else {b=0-b; if(b%10==1)f-=1;b=10-(b%10); if(b==10)b=0; for(i=16;i>0;i--) led(a,b,c,d);}returnf;}voidmain(void) { unsignedintSum,k; signedinth,j; LED_init(); h=0;j=0;while(1) {tempchange(); Sum=get_temp(); P2=0xff; for(k=0;k<100;k++) { if(P2==0xf7) {delay(10); if(P2==0xf7) h+=1; h=display(Sum,h,j); } if(P2==0xfb) {delay(10); if(P2==0xfb) h-=1; h=display(Sum,h,j); } if(P2==0xfd) {delay(10); if(P2==0xfd) j+=1; h=display(Sum,h,j); } if(P2==0xfe) {delay(10); if(P2==0xfe) j-=1; h=display(Sum,h,j); } } display(Sum,h,j); }}/*DS18B20.h*/sbitds=P3^5;//溫度傳感器信號(hào)線unsignedinttemp;floatf_temp;unsignedintwarn_l1=260;unsignedintwarn_l2=250;unsignedintwarn_h1=300;unsignedintwarn_h2=320;voiddelay(unsignedintz)//延時(shí)函數(shù){unsignedintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}voiddsreset(void)//18B20復(fù)位，初始化函數(shù){unsignedinti;ds=0;i=103;while(i>0)i--;ds=1;i=4;while(i>0)i--;}bittempreadbit(void)//讀1位函數(shù){unsignedinti;bitdat;ds=0;i++;//i++起延時(shí)作用ds=1;i++;i++;dat=ds;i=8;while(i>0)i--;return(dat);}unsignedchartempread(void)//讀1個(gè)字節(jié){unsignedchari,j,dat;dat=0;for(i=1;i<=8;i++){j=tempreadbit();dat=(j<<7)|(dat>>1);//讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好一個(gè)字節(jié)在DAT里}return(dat);}voidtempwritebyte(unsignedchardat)//向18B20寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù){unsignedinti;unsignedcharj;bittestb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if(testb)//寫1{ds=0;i++;i++;ds=1;i=8;while(i>0)i--;}else{ds=0;//寫0i=8;while(i>0)i--;ds=1;i++;i++;}}}voidtempchange(void)//DS18B20開始獲取溫度并轉(zhuǎn)換{dsreset();delay(1);tempwritebyte(0xcc);//寫跳過(guò)讀ROM指令tempwritebyte(0x44);//寫溫度轉(zhuǎn)換指令}unsignedcharget_temp()//讀取寄存器中存儲(chǔ)的溫度數(shù)據(jù){unsignedchara,b;dsreset();delay(1);tempwritebyte(0xcc);tempwritebyte(0xbe);a=tempread();//讀低8位b=tempread();//讀高8位temp=b<<5;temp=temp|(a&0xf8)>>3;//兩個(gè)字節(jié)組合為1個(gè)字f_temp=temp*0.0625;f_temp=f_temp+0.005;returntemp;//temp是整型}temp=f_temp*100+0.5;總電路圖結(jié)構(gòu)圖4總結(jié)與體會(huì)

經(jīng)過(guò)將近四周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我終于在參考了眾多程序之后完成了我的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，雖然沒有完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但我還是高興的，畢竟這次設(shè)計(jì)的電路板是我一手