C51單片機(jī)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)制作

數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)C51單片機(jī)數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)第一部分

實(shí)際應(yīng)用溫度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的參數(shù)之一。近年來，隨著家用電器、日用裝置的自動(dòng)化、無公害、節(jié)能運(yùn)動(dòng)的日益發(fā)展，特別是微控制器的應(yīng)用，對(duì)各類傳感器的需求更是大量增加，在30多種常用物理量的測(cè)量傳感器中，對(duì)溫度傳感器的需要量占首位，大約占50%左右。如果按傳感器與被測(cè)介質(zhì)的接觸方式可分為兩大類，一類是接觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器。接觸式溫度傳感器的測(cè)溫元件與被測(cè)對(duì)象要有良好的熱接觸，通過熱傳導(dǎo)及對(duì)流原理達(dá)到熱平衡，這是溫度計(jì)的是指極為被測(cè)對(duì)象的溫度。這種數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)第二部分項(xiàng)目成果展示數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)圖6-1數(shù)字溫度計(jì)實(shí)物參考圖數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作任務(wù)為某溫室大棚設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式溫度計(jì)，以便當(dāng)棚內(nèi)溫度變化時(shí)，能及時(shí)提醒工作人員進(jìn)行處理，保證溫室溫度變化在較小范圍。要求能實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集與記錄。能實(shí)現(xiàn)各測(cè)量值的顯示，精度為0.1℃，溫度范圍不超過±55℃。能實(shí)現(xiàn)上下限報(bào)警。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作第三部分單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)基本功能設(shè)計(jì)數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)具體功能如下：溫度檢測(cè)：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)大棚溫度，溫度分辨率為0.1℃，溫度范圍為-55℃～+55℃。溫度顯示：系統(tǒng)能實(shí)時(shí)顯示大棚溫度值，顯示到小數(shù)點(diǎn)后一位。在設(shè)置上、下限報(bào)警時(shí)，顯示上下限提醒標(biāo)志。溫度報(bào)警：系統(tǒng)能夠設(shè)置大棚溫度范圍，當(dāng)棚內(nèi)溫度超出設(shè)定范圍時(shí)發(fā)生報(bào)警。報(bào)警設(shè)置：系統(tǒng)能夠設(shè)置上、下限報(bào)警溫度值，設(shè)定精度為0.1℃。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)知識(shí)要點(diǎn)：DS18B20的使用；蜂鳴器的使用。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)第四部分

知識(shí)補(bǔ)充

知識(shí)一數(shù)字溫度傳感器DS18B20的使用介紹知識(shí)二蜂鳴器的擴(kuò)展數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)知識(shí)一數(shù)字溫度傳感器DS18B20的使用介紹一、DS18B20的外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1-Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)內(nèi)部框圖數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)為了滿足測(cè)溫的靈活性，需要在不同的場(chǎng)合選擇不同的精度，通過對(duì)配置寄存器（CONFIG）的編程即可實(shí)現(xiàn)上述目的，CONFIG的格式如圖6-5所示。其中R1、R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，R1、R0與轉(zhuǎn)換位數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間的關(guān)系如表6-1所示，如果不對(duì)CONFIG編程，表示默認(rèn)12位轉(zhuǎn)換精度。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)的的第第00、、11字節(jié)節(jié)單單元元。。單單片片可可以以通通過過總總線線接接口口讀讀到到數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，讀讀時(shí)時(shí)低低位位在在前前，，如大位位在在后后。。于于00，，這這55果果測(cè)測(cè)得得的的溫溫度度位為為00，，只只要要將將測(cè)到的的數(shù)數(shù)值值乘乘00..00662255即即可可得得到實(shí)實(shí)際際溫溫度度；如如果果溫溫度度小小于于0，要這這55位位為為11取取反反加加11再再，測(cè)測(cè)到到的的數(shù)數(shù)值值需需乘于于00..00662255即即可得得到到實(shí)實(shí)際際溫度度，，不不同同溫溫度度與數(shù)數(shù)字字輸輸出出對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系如如表表6-3所所示示DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以

16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式存儲(chǔ)在高速緩存器溫度值

16進(jìn)制輸出

機(jī)+125℃單

07D0H

該取

高+85℃0550H+25.0625℃0191H+10.125℃于00A2H+0.5℃0008H0℃0000H-0.5℃FFF8H-10.125℃的FF5EH-10.125℃FF6FH-55℃FC90H數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)DS18B20溫度值格式數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)2．DS18B20的控制方法DS18B20與單片機(jī)的連接有兩種方法：一種是VDD接外部電源，GND接地，DQ與單片機(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)VDD、GND接地，DQ接單片機(jī)I/O。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線都要接5K左右的上拉電阻。寄生電源供電方式外部電源供電方式數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過如下幾個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行初始化操作，初始化成功后執(zhí)行一條對(duì)ROM的操作指令，然后進(jìn)行存儲(chǔ)器（包括SCRATCHPAD

RAM和E2RAM）操作指令，使DS18B20完成溫度測(cè)量并將結(jié)果存入高速暫存器，在此基礎(chǔ)上，主機(jī)才能讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)3．DS18B20的時(shí)序及編程DS18B20與單片機(jī)的通信是通過嚴(yán)格的時(shí)序來實(shí)現(xiàn)的，每次傳送數(shù)據(jù)或命令都是由一系列的時(shí)序信號(hào)組成的，共有三種基本時(shí)序：初始化時(shí)序；寫0、1時(shí)序；讀0、1時(shí)序。初始化時(shí)序如圖6-6所示。單片機(jī)先發(fā)一個(gè)復(fù)位脈沖，保持低電平時(shí)間最少480us，最多不能超過960us。然后，單片機(jī)釋放總線，等待DS18B20的應(yīng)答脈沖。

DS18B20在接受到復(fù)位脈沖后等待15～60us才能發(fā)出應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈沖能保持60～240us。單片機(jī)從發(fā)送完復(fù)位脈沖到再次控制總線至少要等待480us。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)圖6-6DS18B20初始化時(shí)序數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)//

s延時(shí)初始化程序：void

delay_us（uchar

us）{while（us--）;}void

reset(){dq=1;//dq復(fù)位//稍做延時(shí)//單片機(jī)將dq拉低//精確延時(shí)大于480

s//拉高總線//flag=0初始化成功，flag=1則初始化失敗delay_us（1）;dq=0;delay_us（80）;dq=1;delay_us（8）;flag=dq;delay_us（20）;}數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)DS18B20寫時(shí)序DS18B20寫數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)DS18B20寫//寫一個(gè)位void

write_byte（uchar

dat）{uchar

i;bit

onebit;for（i=1;i<=8;i++）{onebit=dat&0x01;dat=dat>>1;if（onebit）{dq=0;_nop_();

_nop_();dq=1;delay_us（5）;}數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)DS18B20寫else{dq=0;delay_us（8）;dq=1;_nop_();_nop_();}}}數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)DS18B20讀DS18B20讀時(shí)序數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)DS18B20讀//讀一個(gè)位bit

read_bit(){bit

dat;dq=0;_nop_();dq=1;_nop_();_nop_();dat=dq;delay_us（10）;return（dat）;}數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)DS18B20讀//讀一個(gè)字節(jié)uchar

read_byte(){uchar

value,i,j;value=0;for（i=0;i<8;i++）{j=read_bit();value=（j<<7）|（value>>1）;}return（value）;}數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)知識(shí)二

蜂鳴器的使用蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電。廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。按結(jié)構(gòu)的不同，蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)1．蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理

壓電式蜂鳴器：壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。

電磁式蜂鳴器：電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流

通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)2．蜂鳴器驅(qū)動(dòng)由于自激蜂鳴器是直流電壓驅(qū)動(dòng)的，不需要利用交流信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，只需對(duì)驅(qū)動(dòng)口輸出驅(qū)動(dòng)電平并通過三極管放大驅(qū)動(dòng)電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)3．蜂鳴器播放音樂蜂鳴器發(fā)聲時(shí)，由單片機(jī)定時(shí)器的定時(shí)器產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出不同音節(jié)的聲音。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)通過定時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)發(fā)出音樂C調(diào)音符頻率

HZ262277293311329349370392415440466494TH/TLF88BF8F2F95BF9B7FA14FA66FAB9FB03FB4AFB8FFBCFFC0BC調(diào)音符11#22#344#55#66#7頻率

HZ523553586621658697739783830879931987TH/TLFC43FC78FCABFCDBFD08FD33FD5BFD81FDA5FDC7FDE7FE05C調(diào)音符頻率

HZ104511061171124113161393147615631658175518601971TH/TLFB21FE3CFE55FE6DFE84FE99FEADFEC0FE02FEE3FEF3FF02數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)第五部分

項(xiàng)目實(shí)施(一)硬件電路電路圖的設(shè)計(jì)

(二)元器件清單(三)程序流程圖設(shè)計(jì)數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)(一)硬件電路電路圖的設(shè)計(jì)1.電路的原理圖電路如圖所示作為用戶按鈕輸入端，P0.0~P0.6和P2.4~P2.7作為L(zhǎng)ED擴(kuò)展輸出端口；當(dāng)P1.0檢測(cè)到低電平開始計(jì)數(shù)，LED做出相應(yīng)顯示，檢測(cè)到高電平時(shí)停止計(jì)數(shù)，當(dāng)前四位計(jì)數(shù)值即為中獎(jiǎng)號(hào)碼。再次按下按鈕時(shí)又可重新開始。數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)溫度計(jì)原理圖數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)((二二)元元器器件件清單單序號(hào)名

稱型

號(hào)單位數(shù)量備

注1ICAT89C51片12溫度傳感器DS18B20片13數(shù)碼管SM410564只1四位八段共陽(yáng)數(shù)碼管4蜂鳴器5V只15晶振12M個(gè)16鋁電解電容10uF個(gè)17瓷片電容30P個(gè)28三極管8050個(gè)59電阻10k/0.25W個(gè)110電阻5.1k/0.25W個(gè)311電阻200/0.25W個(gè)812電阻1k/0.25W個(gè)413輕觸開關(guān)（按鈕）6mm*6mm只214實(shí)驗(yàn)電路板MCU_1塊1本書專配數(shù)字式溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作單片機(jī)編程與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施根據(jù)項(xiàng)目要求,軟件的設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)溫度的讀取和顯示，并與上、下限進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警，同時(shí)還利用中斷設(shè)置溫度上、下限。因此，整個(gè)軟件分為按鍵中斷子程序、溫度采樣子程序、顯示