數(shù)字溫度計概要

1、12864因為漢字本身的特點，顯示漢字始終是計算機在我國應用普及的一個障礙。隨著單片 機和顯示技術的發(fā)展，加上人們不滿足單片機系統(tǒng)采用LED數(shù)碼管的簡單顯示，利用單片機控制液晶顯示成為當前顯示系統(tǒng)的主流。本文主要介紹了89C51單片機為控制設備，液晶顯示器為顯示設備。實現(xiàn)的一個可以顯示漢字、字符和動態(tài)顯示漢字的液晶顯示器設備。 通過漢字顯示程序的地址，接著運行相應的程序取漢字機內碼和西文字符的ASCII碼，并在存儲器中進行尋址找出相對應的顯示代碼或漢字字模，提取后作為陣顯示信息送液晶顯 示器顯示。利用液晶顯示器顯示漢字操作靈活，漢字顯示效果可以大大提高。而溫度測量又在物理實驗、醫(yī)療衛(wèi)生、食品生

2、產(chǎn)等領域，尤其在熱學試驗中，有特別 重要的意義。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對溫度計的要求越來越高，傳統(tǒng)的溫 度計功能單一、精度低，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要 從單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。數(shù)字溫度計(DigitalThermometer)簡稱D溫度是許多監(jiān)控系統(tǒng)中的一個重要參數(shù)。TM它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的溫度值轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。采 用單片機控制的數(shù)字溫度計，由于精度高、可擴展性強、集成方便、抗干擾能力強，得到 了廣泛的應用。本設計以單片機和溫度傳感器為核心， 設計一個用LCD1286血示的數(shù)字

3、溫度計。實現(xiàn) 對溫度的采集和監(jiān)視。在溫度采集的實現(xiàn)中，使用了 AT89C51單片機和溫度傳感DS18B20 溫度監(jiān)視部分利用動態(tài)驅動技術，以單片機驅動 LCD12864顯示。關鍵詞：單片機 DS18B20 LCD12864液晶顯示28第一章設計的意義及主要功能1.1 意義隨著人們生活水平的不斷提高，數(shù)字化無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用。溫度計是常用的熱工儀表

4、，常用于工業(yè)現(xiàn)場作為過程的溫度測量。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，不僅需要了解當前溫度讀數(shù)，而且還希望能了解過程中的溫度變化情況。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對溫度測量儀表的要求越來越高，而數(shù)字溫度表具有結構簡單，抗干擾能力強，功耗小，可靠性高，速度快等特點，更加適合于工業(yè)過程中以及科學試驗中對溫度進行在線測量的要求。近年來，數(shù)字溫度表廣泛應用在各個領域，它與模擬式溫度表相比較，歸納起來有如下特點。準確度高，測量范圍寬、靈敏度高，測量速度快，使用方便、操作簡單，抗干擾能力強，自動化程度高，讀數(shù)清晰、直觀方便。數(shù)字溫度計的高速發(fā)展，使它已成為實現(xiàn)測量自動化、提高工作效率不可缺少的儀表。數(shù)字化是當前計量儀器儀表發(fā)

5、展的主要方向之一。而高準確度數(shù)字溫度計的出現(xiàn)，又使溫度計進入了精密標準測量領域。與此相適應，測量的可靠性、準確性顯得越來越重要。1.2 主要功能 實時顯示環(huán)境溫度。LCD12864顯示。 溫度范圍：-55125 C。 上電運行，實時顯示溫度。第二章液晶顯示控制電路與程序方案設計1.1系統(tǒng)設計思路與框圖液晶顯示器YM12864R的控制器ST7920可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及自定 圖形顯示，只要一個最小的微處理系統(tǒng)，將液晶顯示模塊的接口作為I/O設備直接與之連 接，就可以進行控制液晶顯示器和數(shù)據(jù)傳輸，從而達到理想的顯示效果。使用P3 口給液晶顯示器提供控制信號，P0 口給液晶顯示器傳送數(shù)據(jù)

6、。YM12864F液晶顯示器的控制信號 有 PSB RS R/W E,其中 RS R/W E分別對應接在 AT89C51 的 P2.2、P2.1、P2.0 上, 而8位數(shù)據(jù)口 DB0DB7對應接在P0 口上。背光燈的電源正極、液晶顯示器模塊的電源正 極以及LCD驅動電壓輸入端都接在+5V的穩(wěn)壓電源上。背光燈負極和模塊的電源負極統(tǒng) 接地。系統(tǒng)設計圖框如下圖2.1所示，主要由單片機的最小系統(tǒng) AT89C51 YM12864R液晶顯 示電路及外圍電路構成。圖2.1 系統(tǒng)設計框圖1.2框圖模塊功能描述及技術指標分析時鐘振蕩器模塊：利用晶體本身的特性，可以利用晶振與電容搭建振蕩電路與 AT89C5引腳X

7、TAL1及 XTAL2 相連，向單片機提供一個頻率定度較高的時鐘脈沖，具體連接見原理圖。開關復位電路模塊：AT89C51的復位引腳RST外接開關復位電路，當電路工作后，閉合開關，只要在RST引 腳上出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平，單片機即可復位。若 RS/臺終保持高電平，貝U可對 AT89C51循環(huán)復位。開關復位電路的組成如原理圖一一電阻 R2和開關S1串聯(lián)后與電容C3并 聯(lián)，然后與R1串聯(lián)對+5V電壓進行分壓，RL端接地另一端接復位信號引腳RSTAT89C51模塊:作為核心組成部件之一，AT89C5單片機給YM12864腋晶顯示提供控制信號和進行數(shù)據(jù) 傳輸，從整體上實現(xiàn)液晶顯示控制。AT89C

8、51片內ROM都采用FlashROM,具有在線編程可擦除技術，當在對電路進行 調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，不需要對芯片多次拔 插，所以不會對芯片造成損壞。AT89C51片內具有計算機正常運行所必需的部件，片外有很多供擴展用的（總線，并行和串行的輸入/輸出）管腳，便于擴展，很容易組成一定規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)。具有豐富 的控制指令，控制功能強。此外其體積小，功耗低，價格便宜。YM12864R液晶顯示模塊：YM12864I液晶顯示模塊，在其控制芯片ST7920調控下用來顯示最終結果。除顯示液晶 塊外，還包含兩個重要外圍電路一一開關復位電路及電源控制電路，具體如原理圖所

9、示。 YM12684勺復位引腳RET外接開關復位電路，當開關閉合時，RETH腳接地，模塊復位；當 開關斷開時，復位信號無效。此外，外接電源電路利用滑動變阻器分壓分別給YM12864的電源地引腳VS別LCtB動電壓輸入端引腳V0供電。1.4相關芯片介紹AT89C51:AT89C51是一個低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內含 4k Bytes ISP（I n-system programmable）的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEI公司的高 密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和IS

10、P Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51可為 許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S51引腳圖如圖2.3，其內部I/O部件包括：1、四個8位通用I/O端口，對應引腳P0、P1、P2和P3;2、 兩個 16 位定時計數(shù)器；（TMOD TCON TLO, TH0 TL1，TH13、一個串行通信接口； （SCON SBUF4、一個中斷控制器；（IE，IP ）12345百了8910Ti1213141517IB1320pl.0VCCFl.lPOOpl .2P0 IPl .3P02pl ,4P0.3pl-5PG4pl .6P0.5PG.6RSTP0.7RXD/P3.

11、0EAA?PPTXD/P3.1ALE/PROGINTO/P3PSENIHT1T3.3P27T0/P3.4P26T1/P3.5P2 5WR/P3.6P2 4P2.3XTAL2P2 2XTALLP2 1VSSP20ATS9C514039yF323F302E2827252423222?圖2.3 AT89C51引腳圖128X64HZ引腳說明：引腳號引腳名稱方向功能說明1 VSS -模塊的電源地2 VDD -模塊的電源正端3 V0 - LCD 驅動電壓輸入端4 RS(CS) H/L并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號5 R/W(SID) H/L并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口6 E(CLK) H/L

12、并行的使能信號；串行的同步時鐘7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 08 DB1 H/L 數(shù)據(jù) 19 DB2 H/L 數(shù)據(jù) 210 DB3 H/L 數(shù)據(jù)311 DB4 H/L 數(shù)據(jù) 412 DB5 H/L 數(shù)據(jù) 513 DB6 H/L 數(shù)據(jù)614 DB7 H/L 數(shù)據(jù)715 PSB H/L并/串行接口選擇：H-并行；L-串行16 NC空腳17 /RET H/L復位低電平有效18 NC空腳19 LED_A -背光源正極（LED+5V20 LED_K -背光源負極（LED-OV 邏輯工作電壓（VDD）: 4.55.5V 電源地（GND）: 0V128X64引腳圖ST7920:ST7920是臺灣矽創(chuàng)電子公司生產(chǎn)

13、的中文圖形控制芯片，它是一種內置128*64-12漢字圖形點陣的液晶顯示控制模塊，用于顯示漢字及圖形。該芯片共內置8192個中文漢字（16*16點陣）、128個字符的ASCII字符庫（8*16點陣）及64*256點陣顯示RAMGDRAM 為了能夠簡單、有效地顯示漢字和圖形，該模塊內部設計有2MB勺中文字型CGRO和 64*256 點陣的GDRA繪圖區(qū)域；同時，該模塊還提供有 4組可編程控制的16*16點陣造字空間； 除此之外，為了適應多種微處理器和單片機接口的需要，該模塊還提供了4位并行、8位并行、2線串行以及3線串行等多種接口方式。利用上述功能可方便地實現(xiàn)漢字、ASCII碼、點陣圖形、自造字

14、體的同屏顯示，所有這些功能（包括顯示 RAM字符產(chǎn)生器以及液晶驅動電路和控制器）都包含在集成電路芯 片里，因此，只要一個最基本的微處理系統(tǒng)就可以通過ST7920芯片來控制其它的芯片。ST7920的主要技術參數(shù)和顯示特性如下：電源：VDD （- 2.7+ 5.5V） + 5V（內置升壓電路，一般無需負壓）;功耗：正常模式：450卩A,睡眠模式：3卩A,低功耗模式：30卩A;顯示內容：128列*64行；顯示顏色：藍；顯示角度：6:00鐘直視；LCD類型：STN與MCI接口： 8位并行/3位串行； 配置有LED背光顯示功能； 帶有自動啟動復位按鈕（RESET）;在對ST7920讀或寫時，會用到兩個8

15、位的寄存器，一個是數(shù)據(jù)寄存器DR另一個是指令寄存器IR。通過數(shù)據(jù)寄存器DR可以存取DDRAMCGRAMCGRO及IRAM的值。待存取 的目標RAM的地址可通過命令來選擇，每次數(shù)據(jù)寄存器DR的操作應以上次選擇的目標 RAM 為主體來進行讀出或寫入。通過 RS和RW的狀態(tài)可以選擇不同的讀寫模式，具體配置方法 如表1所列。表1 ST7920的寄存器讀寫狀態(tài)RSRW功能說明低電平0低電平0MPU寫指令到指令寄存器IR低電平0高電平1讀出忙標志及地址計數(shù)器的狀態(tài)高電平1低電平0MPU寫指令到數(shù)據(jù)寄存器DR高電平1高電平1MPU從數(shù)據(jù)寄存器DR讀出指令1.5程序主流程圖以及子流程圖整個程序除主函數(shù)外包含以

16、下幾個子函數(shù)：ST7920初始化、寫指令、寫數(shù)據(jù)、漢字顯示、延時、按鍵控制子程序。ST7920初始化子函數(shù)用來完成液晶顯示模塊的初始化操作 并設置顯示的方式及必要的參數(shù)，為顯示操作做好必要的準備；寫指令函數(shù)向指令寄存器 寫入不同的命令從而控制液晶顯示芯片的顯示。寫數(shù)據(jù)函數(shù)向數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)從而在 液晶顯示屏上顯示相應的或字符字符或此外寫指令操作與寫數(shù)據(jù)操作的過程基本一致，區(qū) 別在于寫狀態(tài)對RS及 RW的狀態(tài)選擇不同；漢字顯示函數(shù)包含設置所要顯示的漢字或字符 的顯示的地址，向顯示RAM（DDRA寫）入所要顯示漢字區(qū)碼的高八位及低八位三個操作，從而實現(xiàn)在液晶屏上顯示字符的功能；延時函數(shù)進行一定時

17、間的等待，代替判斷忙標志函數(shù)， 使得上一個指令可以執(zhí)行完畢，液晶屏處于空閑狀態(tài)，以便于執(zhí)行下一條指令；按鍵控制 子程序是用按鍵控制單片機從而實現(xiàn)漢字的左右移動；漢字顯示主程序包含初始化和調用 漢字顯示函數(shù)顯示漢字，判斷是或有按鍵安下而讓漢字移動，三個操作，其完成整個漢字 送液晶顯示的調度。漢字顯示子函數(shù)流程、ST7920初始化、寫指令、寫數(shù)據(jù)子函數(shù)流程、按鍵子程序流程 圖分別如圖2.4、圖2.5、圖2.6、圖2.7及圖2.8所示。其中，圖2.6流程向ST7920寫 各種操作指令，圖2.6流程向ST7920寫各種操作數(shù)據(jù)，區(qū)別在于寫狀態(tài)對RS及RW的狀態(tài)選擇不同。圖2.9為漢字顯示主流程，其完成

18、整個漢字送液晶顯示的調度。圖2.4 漢字顯示子函數(shù)圖2.5 ST7920初始化開始寫選通指令操作將數(shù)據(jù)送給P1 口使能信號有效關閉使能信號結束 圖2.6寫指令子函數(shù)圖2.7 寫數(shù)據(jù)子函數(shù)、ST7920指令說明ST7920的指令集包括基本指令和擴充指令，其中基本指令有 11條，擴充指令有7條。 每一個指令的長度都為8位。16X 8點陣的ASCII字符代碼也是8位。但是16X 16點陣中 文字符的代碼為16位，必須分為兩次傳送，先傳送高 8位，再傳送低8位。具體指令如 下：1、清除顯示CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000000001功能：清除顯示屏幕，把 DDR

19、AM位址計數(shù)器調整為“ 00H2、位址歸位CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000000001X功能：把DDRAM位址計數(shù)器調整為“ 00H，游標回原點，該功能不影響顯示 DDRAM3、進入設定點CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000000001I/DS功能：把DDRAM位址計數(shù)器調整為“00H,游標回原點，該功能不影響顯示DDRAM功 能：執(zhí)行該命令后，所設置的行將顯示在屏幕的第一行。顯示起始行是由Z地址計數(shù)器控制的，該命令自動將A0-A5位地址送入Z地址計數(shù)器，起始地址可以是0-63范圍內任意 一行。Z地址計數(shù)器具有循環(huán)計數(shù)功能，

20、用于顯示行掃描同步，當掃描完一行后自動加一。4、顯示狀態(tài)開/關CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCB功能：D=1 ;整體顯示ON C=1游標ON B=1游標位置ON5、游標或顯示移位控制CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/LXX功能：設定游標的移動與顯示的移位控制位：這個指令并不改變DDRAM勺內容6、功能設定CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001DLX0REXX功能：DL=1 （必須設為1） RE=1 ;擴充指令集動作RE=0:基本指令集動作。7、設定 CGRAM

21、位址CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設定CGRAM位址到位址計數(shù)器（AC）8、設定 DDRAM位址CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設定DDRAM位址到位址計數(shù)器（AC）9、讀取忙碌狀態(tài)（BF和位址。CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：讀取忙碌狀態(tài)（BF）可以確認內部動作是否完成，同時可以讀出位址計數(shù)器（AC 的值。10、寫資料到RAMCODERW

22、RSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010D7D6D5D4D3D2D1D0功能：寫入資料到內部的 RAM（ DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM11、讀出RAM的值CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011D7D6D5D4D3D2D1D0功能：從內部RAM讀取資料（DDRAM/CGRAM/TRAM/G）RAM12、待命模式（12H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000000001功能：進入待命模式，執(zhí)行其他命令都可終止待命模式13、卷動位址或IRAM位址選擇（13HCODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3

23、DB2DB1DB0000000001SR功能：SR=1允許輸入卷動位址SR=0;允許輸入IRAM位址14、反白選擇（14H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000000001R1R0功能：選擇4行中的任一行作反白顯示，并可決定反白的與否15、睡眠模式（015H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001SLXX功能：SL=1;脫離睡眠模式SL=0;進入睡眠模式16、擴充功能設定（016H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000011X1REG0功能：RE=1擴充指令集動作RE=O;基本指令集動作G

24、=1 ;繪圖顯示ON G=0繪圖顯示OFF17、設定IRAM位址或卷動位址（017H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：SR=1 AC5AC0為垂直卷動位址 SR=0; AC3AC0寫ICONRAM位。址18、設定繪圖RAM位址（018H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設定GDRAM位址到位址計數(shù)器（A0當ST7920在接收指令前，MCI必須先確認ST7920處于空閑狀態(tài)。即讀取 BF=Q才能 接收新的指令；如果在送出一條指令前

25、不檢查BF狀態(tài)，則需要延時一段時間，確保上一條指令執(zhí)行完畢。RE是基本指令集與擴充指令集的選擇控制位，當更改 RE的狀態(tài)后， 后續(xù)指令維持在最后狀態(tài)。除非再次更改RE狀態(tài)，否則使用相同指令集時，無需要重新 設置RE。3.2實驗步驟完成硬件電路的設計及焊接完成軟件的設計并編寫具體程序1、新建工程在菜單 Project-New Project中新建工程 my1.uv2；2、選擇CPU根據(jù)對話框選擇CPU類型（公司、型號等）本次課程設計采用 ATMEL公司的AT89S51 點擊確定按鈕后出現(xiàn)如下對話框，選擇“否”。3、新建文件點擊File-New，新建文件，并保存為Icm.c ;4、添加源文件點擊P

26、roject-Window 中Targetl文件夾右邊的“ + ”號，顯示子文件夾 Source Group 1,選中Source Group 1文件夾并點擊鼠標“右鍵”,出現(xiàn)快捷菜單。點擊Add Files To GroupSource Group 1 在對話框中完成源文件向工程的添加。添加完成后，在 Project Workspace 窗口的Source Group 1項前多了 “ + ”號，點 擊“ + ”號即可看到所添加的文件“l(fā)cm.c ”源程序#in clude #i nclude vintrin s.h#defi ne uint un sig ned int#defi ne uc

27、har un sig ned charun sig ned char hight;void delay();sbit DQ=P3A0;sbit rs=P2A2;sbit rw=P2A1;sbit e=P2A0;uchar code shu=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,.,+,-;uchar code tible1=uchar code tible2=uchar code tible3=uchar code tible4=單片機溫度測量儀;輪機116班 ;黃森林董學興王俊杰;當前溫度： C;void time_1ms(uchar a)uchar i;for(i=a;i0;i-)_no

28、p_();void delayer(uchar b)uchar i,j;for(i=b;i0;i-)for(j=140;j0;j-);void checkbusy() / 讀忙rs=0;rw=1;e=1;P0=0xff;while(P0&0x80)=0x80);e=0;寫指令void write_cmd(uchar cmd) /checkbusy();rs=0;rw=0;e=1;PO=cmd;time_1ms(5);e=0;time_1ms(5);寫數(shù)據(jù)void write_shuju(uchar shuju) /checkbusy();rs=1;rw=0;e=1;P0=shuju;time_

29、1ms(5);e=0;time_1ms(5);void in it_12864() / 液晶初始化uchar i;write_cmd(0x30);write_cmd(0x02);write_cmd(0x0c);write_cmd(0x01);write_cmd(0x06);delayer(10);write_cmd(0x80);for(i=0;i16;i+)write_shuju(tible1i);delayer(5);write_cmd(0x90);for(i=0;i16;i+)write_shuju(tible2i);delayer(5);write_cmd(0x88);for(i=0;i

30、16;i+)write_shuju(tible3i);delayer(5);write_cmd(0x98);for(i=0;i16;i+)write_shuju(tible4i);delayer(5); void time( uint z)while(z-);*/*void in it_18b20()uchar nn;DQ=1;time(8);DQ=0;time(80);DQ=1;time(8);nn=DQ;time(20);void write_dsbit(uchar dsbit)uchar i;for(i=0;i=1; time(4);uchar ride_date(void)uchar

31、i,date;for(i=0;i=1;DQ=1;if(DQ=1)date|=0x80;time(4);return date;uchar dispose_18b20(void)uchar a,b;ini t_18b20();write_dsbit(0xcc);write_dsbit(0x44);time(300);ini t_18b20();write_dsbit(0xcc);write_dsbit(0xbe);a=ride_date();b=ride_date();b4);return b;void display(uchar wen)uchar i,as3;as0=we n/100;as1

32、=we n%100/10;as2=we n%10;write_cmd(0x9d);for(i=0;i3;i+)write_shuju(shuasi);delayer(5);void main (void)EA = 1; / 允許 CPU中斷TMOD = 0x11; /設定時器0和1為16位模式1ET0 = 1; /定時器0中斷允許？TH0 = 0xFF;TL0 = 0xE6; / 設定時值0為38K也就是每隔26us中斷一次？hight=0;in it_12864();dohight=dispose_18b20();display(hight);delay();while(1);void delay