51单片机温度报警器毕业设计说明书

毕业设计说明书题目：51单片机温度报警器产品设计工艺设计方案设计√类型：学生姓名：学号：学院：电子信息工程学院专业：应用电子班级：电子1331班学校指导教师：企业指导教师：2016年4月16日

摘要该毕业设计是利用是单片机STC89C51和温度传感器DS18B20以及数码管制作一个基本51单片机温度报警器。温度是一个很重要的物理量，它与人类的生活息息相关，温度传感器DS18B20它是一种直接数字的温度传感器，使用方便。设计温度报警器具有显示温度功能和高温报警及低温报警功能。温度报警器还有一个省电功能，数据保存在单片机内部EEPOM里，进入设置界面后，如果没有键被按下时，系统在15秒后自动退出设置界面。关键词：温度报警；STC89C51；DS18B20；数码管目录1.引言 32.方案设计 32.1单片机的最小系统 42.2温度测量 42.3温度设置 52.4模块显示 53.系统软件设计 54.1程序结构分析 64.2系统程序框架图 65.安装步骤 66.结论 6参考文献 6致谢 7附录：部分源程序 71.引言温度是一个很重要的物理量，它与人类的生活息息相关，利用单片机实时对温度传感器DS18B20进行检测，并进行数据处理。将测量实际环境温度通过数码管显示，通过按键可以设置高、低报警值，当检测温度高于设定的报警值时，蜂鸣器报警，报警红灯闪烁；当检测温度低于设定的报警值时，蜂鸣器报警，报警黄灯闪烁。温度报警器还有一个省电功能，数据保存在单片机内部EEPOM里，进入设置界面后，如果没有键被按下时，系统在15秒后自动退出设置界面。2.方案设计该系统主要由四部分组成：DS18B20温度测量、按键温度设置、测量温度显示及单片机最小系统。系统方框图如图2.0所示。图2.0温度报警器系统方框图2.1单片机的最小系统使用STC89C51单片机作为整个系统的核心，它的最小系统是由单片机、复位电路、振荡电路、P0口的上拉电阻、电源和地组成。单片机的最小系统原理图如图2.1所示。图2.1温度报警器单片机最小系统电路图2.2温度测量使用数字温度芯片DS18B20测量实际温度，输出信号全数字化，便于单片机控制处理，省去了传统测量很多外围电路的温度监测方法。温度传感DS18B20有三个引脚，一个接电源正，一个接电源的负，另一个与单片机进行通讯。DS18B20接线图如图2.2所示。图

2.2DS18B20测量电路图2.3温度设置温度设置是通过键盘输入设定报警温度值，键盘输入由四个按钮组成，一个重置按钮，一个确认键，一个加，一个减按钮。按键与单片机的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3相连接。接线原理图如图2.3所示。图

2.3按键与单片机接线电路图2.4模块显示温度报警器的实际测量温度采用数码管显示，数码管的位通过PNP三极管基极与P3.0、P3.1、P3.2、P3.3相连，数码管的段与单片机的P1端口相连。显示接线电路图如图2.4所示。图2.4温度报警器显示电路图3.系统软件设计4.1程序结构分析4.2系统程序框架图5.安装步骤1.检查元件的好坏布局、焊接各元件焊完后编程调试6.结论温度报警，通过实时检测温度传感器DS18B20信号送到单片机，单片机对DS18B20的数据处理。通过按钮可以设置高、低报警值，当检测到的温度高于设定的报警值时，蜂鸣器报警，报警红灯闪烁；当检测到的温度低于设定的报警值时，蜂鸣器报警，报警黄灯闪烁，具有断电保存功能，和数据保存在单片机内部EEPOM，同时还有省电功能，进入设置界面，如果15秒没有键按下，系统自动退出设置界面。设计功能基本完成。参考文献[1]曹巧媛主编.单片机原理及应用(第二版).北京:电子工业出版社,2002[2]全国大学生电子设计竞赛组委会编.第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编(2001),北京:北京理工大学出版社，2003[3]何力民编.单片机高级教程.北京:北京航空大学出版社,2000[4]金发庆等编.传感器技术与应用.北京机械工业出版社,2002[5]刘坤、宋戈、赵洪波、张宪栋编．51单片机C语言应用开发技术大全，北京：人民邮电出版社，2008[6]谭浩强著．C程序设计．北京：清华大学出版社，2007；[7]王忠飞，胥芳．MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2007．P268-273[8]PeterVanDerLinden著，徐波译.C专家编程，人民邮电出版社，2003致谢在说明书的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学的帮助和老师的指导下克服了困难。尤其要强烈感谢我的毕业设计指导老师—李桂平老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行说明书的修改和改进。感谢我的同学和朋友，在我写设计说明书的过程中给予我了很多素材，还在此撰写和排版的过程中提供热情的帮助。感谢民政职业技术学院三年来对我的培养和教育。感谢电子学院所有的专业老师。附录：部分源程序#include<reg52.h>#include"eepom52.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//数码管段选定义012345 6 7 8 9 ucharcodesmg_du[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff}; //断码//数码管位选定义ucharcodesmg_we[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};uchardis_smg[8]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}; ucharsmg_i=3;//显示数码管的个位数sbitdq=P2^4; //18b20IO口的定义sbitbeep=P2^5;//蜂鸣器IO口定义uchara_a;uinttemperature;//bitflag_300ms;ucharkey_can; //按键值的变量ucharmenu_1;//菜单设计的变量uintt_high=300,t_low=100;bitflag_lj_en; //按键连加使能bitflag_lj_3_en; //按键连3次连加后使能加的数就越大了ucharkey_time,flag_value;//用做连加的中间变量bitkey_500ms;ucharflag_clock;ucharzd_break_en,zd_break_value;//自动退出设置界面/***********************1ms延时函数*****************************/voiddelay_1ms(uintq){ uinti,j; for(i=0;i<q;i++) for(j=0;j<120;j++);}/***********************小延时函数*****************************/voiddelay_uint(uintq){ while(q--);}/***********************数码显示函数*****************************/voiddisplay(){ uchari; for(i=0;i<smg_i;i++) { P3=smg_we[i]; //位选 P1=dis_smg[i]; //段选 delay_1ms(1); P3=0xff; //位选 P1=0xff; //消隐 } }/******************把数据保存到单片机内部eepom中******************/voidwrite_eepom(){ SectorErase(0x2000); byte_write(0x2000,t_high%256); byte_write(0x2001,t_high/256); byte_write(0x2002,t_low%256); byte_write(0x2003,t_low/256); byte_write(0x2055,a_a); }/******************把数据从单片机内部eepom中读出来*****************/voidread_eepom(){ t_high=byte_read(0x2001); t_high<<=8; t_high|=byte_read(0x2000); t_low=byte_read(0x2003); t_low<<=8; t_low|=byte_read(0x2002); a_a=byte_read(0x2055);}/***********************18b20初始化函数*****************************/voidinit_18b20(){ bitq; dq=1; //把总线拿高 delay_uint(1); //15us dq=0; //给复位脉冲 delay_uint(80); //750us dq=1; //把总线拿高等待 delay_uint(10); //110us q=dq; //读取18b20初始化信号 delay_uint(20); //200us dq=1; //把总线拿高释放总线}/*************写18b20内的数据***************/voidwrite_18b20(uchardat){ uchari; for(i=0;i<8;i++) { //写数据是低位开始 dq=0; //把总线拿低写时间隙开始 dq=dat&0x01;//向18b20总线写数据了 delay_uint(5); //60us dq=1; //释放总线 dat>>=1; } }/*************读取18b20内的数据***************/ucharread_18b20(){ uchari,value; for(i=0;i<8;i++) { dq=0; //把总线拿低读时间隙开始 value>>=1; //读数据是低位开始 dq=1; //释放总线 if(dq==1) //开始读写数据 value|=0x80; delay_uint(5); //60us 读一个时间隙最少要保持60us的时间 } returnvalue; //返回数据}/*************读取温度的值读出来的是小数***************/uintread_temp(){ uintvalue; ucharlow; //在读取温度的时候如果中断的太频繁了，就应该把中断给关了，否则会影响到18b20的时序 init_18b20(); //初始化18b20 write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM write_18b20(0x44); //启动一次温度转换命令 delay_uint(50); //500us init_18b20(); //初始化18b20 write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM write_18b20(0xbe); //发出读取暂存器命令 EA=0; low=read_18b20(); //读温度低字节 value=read_18b20();//读温度高字节 EA=1; value<<=8; //把温度的高位左移8位 value|=low; //把读出的温度低位放到value的低八位中 value*=0.625; //转换到温度值小数 returnvalue; //返回读出的温度带小数}/*************定时器0初始化程序***************/voidtime_init() { EA=1; //开总中断 TMOD=0X01; //定时器0、定时器1工作方式1 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //允许定时器0定时}/****************独立按键处理函数************************/voidkey(){ staticucharkey_new=0,key_old=0,key_value=0; if(key_new==0) { //按键松开的时候做松手检测 if((P2&0x0f)==0x0f) key_value++; else key_value=0; if(key_value>=10) { write_eepom(); key_value=0; key_new=1; flag_lj_en=0; //关闭连加使能 flag_lj_3_en=0; //关闭3秒后使能 flag_value=0; //清零 } } else { if((P2&0x0f)!=0x0f) key_value++;//按键按下的时候 else key_value=0; if(key_value>=7) { key_value=0; key_new=0; flag_lj_en=1; //连加使能 zd_break_en=1;//自动退出设置界使能 zd_break_value=0;//自动退出设置界变量清零 } } key_can=20; if(key_500ms==1) { key_500ms=0; zd_break_en=1;//自动退出设置界使能 zd_break_value=0;//自动退出设置界变量清零 key_new=0; key_old=1; } if((key_new==0)&&(key_old==1)) { switch(P2&0x0f) { case0x0e:key_can=4;break; //得到k1键值 case0x0d:key_can=3;break; //得到k2键值 case0x0b:key_can=2;break; //得到k3键值 case0x07:key_can=1;break; //得到k4键值 } } key_old=key_new; }/****************按键处理数码管显示函数***************/voidkey_with(){ if(key_can==4) { menu_1++; if(menu_1>=3) { menu_1=0; } if(menu_1==0) { dis_smg[0]=smg_du[temperature%10]; //取温度的小数显示 dis_smg[1]=smg_du[temperature/10%10]&0x7f;//取温度的个位显示 dis_smg[2]=smg_du[temperature/100%10]; //取温度的十位显示 smg_i=3; } if(menu_1==1) { dis_smg[0]=smg_du[t_high%10]; //取小数显示 dis_smg[1]=smg_du[t_high/10%10]&0x7f;//取个位显示 dis_smg[2]=smg_du[t_high/100%10]; //取low十位显示 dis_smg[3]=0x89; smg_i=4; } if(menu_1==2) { dis_smg[0]=smg_du[t_low%10]; //取low小数显示 dis_smg[1]=smg_du[t_low/10%10]&0x7f;//取个位显示 dis_smg[2]=smg_du[t_low/100%10]; //取十位显示 dis_smg[3]=0xc7; smg_i=4; } } if(menu_1==1) //设置高温报警 { if(key_can==3) { if(flag_lj_3_en==0) t_high++; //按键按下未松开自动加三次 else t_high+=10; //按键按下未松开自动加三次之后每次自动加10 if(t_high>990) t_high=990; dis_smg[0]=smg_du[t_high%10]; //取小数显示 dis_smg[1]=smg_du[t_high/10%10]&0x7f;//取个位显示 dis_smg[2]=smg_du[t_high/100%10]; //取十位显示 dis_smg[3]=0x89; //H } if(key_can==1) { if(flag_lj_3_en==0) t_high--; //按键按下未松开自动加三次 else t_high-=10; //按键按下未松开自动减三次之后每次自动减10 if(t_high<=t_low) t_high=t_low+1; dis_smg[0]=smg_du[t_high%10]; //取小数显示 dis_smg[1]=smg_du[t_high/10%10]&0x7f;//取个位显示 dis_smg[2]=smg_du[t_high/100%10]; //取十位显示 dis_smg[3]=0x89; //H }// write_eepom(); } if(menu_1==2) //设置低温报警 { if(key_can==3) { if(flag_lj_3_en==0) t_low++; else t_low+=10; if(t_low>=t_high) t_low=t_high-1; dis_smg[0]=smg_du[t_low%10]; //取小数显示 dis_smg[1]=smg_du[t_low/10%10]&0x7f;//取个位显示 dis_smg[2]=smg_du[t_low/100%10]; //取十位显示 dis_smg[3]=0xc7; //L } if(key_can==1) { if(flag_lj_3_en==0) t_low--; else t_low-=10; if(t_low<=10) t_low=10; dis_smg[0]=smg_du[t_low%10]; //取小数显示 dis_smg[1]=smg_du[t_low/10%10]&0x7f;//取个位显示 dis_smg[2]=smg_du[t_low/100%10]; //取十位显示 dis_smg[3]=0xc7; //L }// write_eepom(); } }/****************报警函数***************/voidclock_h_l(){ if((temperature<=t_low)||(temperature>=t_high)) { flag_clock=1; } else { flag_clock=0; beep=1; } }voidmain(){ temperature=read_temp(); //先读出温度的值 time_init();//初始化定时器 read_eepom(); if(a_a==0xff) //新的单片机初始单片机内问EEPOM { t_high=300; t_low=100; a_a=1; write_eepom(); } delay_1ms(650); temperature=read_temp(); //先读出温度的值 dis_smg[0]=smg_du[temperature%10]; //取温度的小数显示 dis_smg[1]=smg_du[temperature/10%10]&0x7f;//取温度的个位显示 dis_smg[2]=smg_du[temperature/100%10]; //取温度的十位显示 w