基于51單片機的數(shù)字溫度計設(shè)計

1、基于51單片機的數(shù)字溫度計設(shè)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(guān)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(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計業(yè)已成為新的技術(shù)熱點，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，它可廣泛應(yīng)用與生產(chǎn)生活的各個方面，具有巨大的市場前景。二設(shè)計目的1. 理解掌握51單片機的功能和實際應(yīng)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(shè)計、組裝與調(diào)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，三位整數(shù)，一位小數(shù)。四設(shè)

2、計思路1. 根據(jù)設(shè)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(guān)控制電路供電。硬件電路設(shè)計總體框圖為圖1：五系統(tǒng)的硬件構(gòu)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DALLAS半導(dǎo)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

3、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(yīng)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(jié)果。：首先用DS18B20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(jié)果，然后切去測量結(jié)果中的最

4、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(guān)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(shè)計要求與設(shè)計思路，硬件電路設(shè)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

5、系統(tǒng)程序設(shè)計數(shù)字式溫度計的應(yīng)用程序主要包括主程序，溫度檢測程序，溫度轉(zhuǎn)換程序，LED顯示程序等。其思路如下圖所示：八測量及其結(jié)果分析1. Proteus仿真結(jié)果軟件方面，在Proteus編譯下進行，源程序編譯及仿真調(diào)試。在軟件中選定傳感器后可對其進行環(huán)境溫度設(shè)置，如下圖，將環(huán)境溫度設(shè)為34.9.2. 硬件測試結(jié)果在硬件測試方面，檢查電路板及焊接的質(zhì)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LED的示數(shù)如圖所示九設(shè)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

6、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(jié)果比較滿意。其次是程序設(shè)計，我們在參考別人成功先例的基礎(chǔ)上根據(jù)自己設(shè)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(xì)心，針對每一個細(xì)節(jié)，稍有疏忽程序就不能正常運行。在這次的實踐與學(xué)習(xí)中，盡管期間困難重重，但我們還是從中學(xué)習(xí)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?？傊?，通過這次電工電子綜合設(shè)計，我收獲了很多，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 #defineucharunsignedchar #defineuint

7、 unsignedintsbitDATA = P11; /DS18B20接入口uchar code table=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;/定時器中斷次數(shù)uchar data buf4;/字型顯示中間變量int alarmH=320; /默認(rèn)報警值int alarmL=100;/定義開關(guān)的接入口sbitk1=P25;/+sbitk2=P26

8、;/-sbitk3=P27;/確認(rèn)sbitk4=P24; /切換sbitbell=P10; /蜂鳴器sbitHLight=P12; /正溫指示燈sbitLLight=P13; /負(fù)溫度指示燈sbitwarn=P14;/報警指示燈sbitRed=P16; /溫度上限設(shè)置指示燈sbitGreen=P17; /溫度下限設(shè)置指示燈bit set=0; /初始化bit Flag=0; /設(shè)置標(biāo)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 d

9、elay(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(fù)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 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 x=1則初始化失敗 delay(30);ReadOneChar(void)/讀一個字節(jié) uchar i=0; uchar

10、 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; delay(10); DATA = 1; dat=1; delay(8);int ReadTemperature(void) /讀取溫度 uchar a=0; uchar b=0; int

11、 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(zhuǎn)換 Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); /跳過讀序號列號的操作 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=ReadOneChar();/低位 b=ReadOneChar();/高位 t=b; t=8; t=t|a; tt=t*0.0625; t= tt*10+0.5; return(t);voiddisplay00(

12、) /*顯示負(fù)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LCD1 P0=0x40; delay(100); P2=0xff; P0=0x00; P2=0xfb;/片選LCD2 P0=tablebuf2; delay(100); P2=0

13、xff; P0=0x00; P2=0Xfd;/片選LCD3 P0=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)voiddisplay() 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 for(j=0;j3;j+) P2=0xff; / 初始燈為滅的 P0=0x00; P2=0xfd; /顯示小數(shù)點 P0=0x80;

14、 /顯示小數(shù)點 delay(300); P2=0xff; / 初始燈為滅的 P0=0x00; P2=0xf7; /片選LCD1 P0=tablebuf1; delay(300); P2=0xff; P0=0x00; P2=0xfb; /片選LCD2 P0=tablebuf2; delay(300); P2=0xff; P0=0x00; P2=0Xfd; /片選LCD3 P0=tablebuf3; delay(300); P2=0xff; P0=0x00; P2=0Xfe; P0=tablebuf0; /片選LCD4 delay(300); P2=0xff; void key() /按鍵掃描子程

15、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(guān)定時器 temp-=10; if(tempalarmH|temp=0) HLight=1;LLight=0;display(); if(temp0) HLight=0;LLight=1;display00();voidmain() 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0 for(n=0;n500;n+)/顯示啟