基于单片机数字温度计的设计（四）.doc

基于单片机数字温度计的设计摘要：本文综述了数字温度计的设计与制作过程，介绍了设计制作一个完整的数字温度计需要做的准备与制作过程，通过一段时间的努力制作，从刚开始透彻理解题目要求及所要设计的产品的各项性能功能，然后觉得利用单片机作为控制内核，其次主要的就是温度传感器DS18B20，及其他重要部分电路的配合下设计出一套完整的硬件系统，及它的灵魂软件系统。得到了一种基于单片机控制的数字温度计。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 关键词：单片机，数字控制，温度计， DS18B20，AT89S51目录前言4第一章 系统方案设计51.1温度测量系统功能描述51.2系统设计性能指标51.3 DS18B20工作原理61.3.1性能特点61.3.2 外部结构61.3.3 内部结构71.3.4 DS18B20测温原理91.4 AT89C51简介101.5 显示部分11第二章 系统硬件电路设计152.1 DS18B20温度传感器的连接152.2 单片机端口连接15第三章 系统软件设计173.1 主程序173.2 读出温度子程序183.3 温度转换命令子程序193.4 计算温度子程序203.5 显示数据刷新子程序20第四章 系统调试及仿真354.1 系统程序调试354.2 系统软硬件仿真35第五章 总 结39参考文献40 前言在一些温度测量系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成AD转换器能接收的模拟量，再经过采样保持电路进行AD转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。本温度测量仪采用单片机结合DS18B20智能温度传感器控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和AD转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。第一章 系统方案设计1.1温度测量系统功能描述采用8051单片机和温度传感器DS18B20设计一种数字温度计，测温范围为-55到128，由按键设定温度报警上下限值TH和TL，采用点陈字符液晶模块作为数字温度计的显示部分，分两行显示，第一行显示工作状态，正常时显示“DS18B20 OK”，不正常时显示“DS18B20 ERROR”；第二行显示实测温度值和状态符号，“H”表示实测温度值大于温度报警值TH，“被减数，则 JC CHULI1 ;借位标志位C=1，转 MOVA,TEMPFC CJNEA,#0BH,COMP SJMPCHULI2COMP: MOV A,TEMP_ZH SUBB A,TEMP_TL ;减数被减数，则 JC CHULI2 ;借位标志位C=1，转 MOV DPTR,#BJ5 LCALL TEMP_BJ3 CLR RELAY ;点亮指示灯 RET CHULI1: MOV DPTR,#BJ3 LCALL TEMP_BJ3 SETB RELAY ;熄灭指示灯 LCALL BEEP_BL;蜂鸣器响 RET CHULI2: MOV DPTR,#BJ4 LCALL TEMP_BJ3 SETB RELAY ;熄灭指示灯 LCALL BEEP_BL;蜂鸣器响 RET;-TEMP_BJ3: MOV A,#0CEH LCALL WCOM MOV R1,#0 MOV R0,#2BBJJ3: MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR LCALL WDATA INC R1 DJNZ R0,BBJJ3 RETBJ3: DB HBJ4: DB LBJ5: DB !; ;* 显示温度标记子程序 *TEMP_BJ: MOV A,#0CBH LCALL WCOM MOV DPTR,#BJ1 ;指针指到显示消息 MOV R1,#0 MOV R0,#2BBJJ1: MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR LCALL WDATA INC R1 DJNZ R0,BBJJ1 RETBJ1: DB 00H,C;* 显示正确信息子程序 *MENU_OK: MOV DPTR,#M_OK1 ;指针指到显示消息 MOV A,#1 ;显示在第一行 LCALL LCD_PRINT MOV DPTR,#M_OK2 ;指针指到显示消息 MOV A,#2 ;显示在第一行 LCALL LCD_PRINT RETM_OK1: DB DS18B20 OK ,0M_OK2: DB TEMP: ,0;* 显示出错信息子程序 *MENU_ERROR:MOV DPTR,#M_ERROR1 ;指针指到显示消息 MOV A,#1 ;显示在第一行 LCALL LCD_PRINT MOV DPTR,#M_ERROR2 ;指针指到显示消息1 MOV A,#2 ;显示在第一行 LCALL LCD_PRINT RETM_ERROR1: DB DS18B20 ERROR ,0M_ERROR2: DB TEMP: - ,0;*DS18B20复位子程序 *RST: SETB DQ NOP CLR DQ MOV R0,#6BH ;主机发出延时复位低脉冲 MOV R1,#04HTSR1: DJNZ R0,$ MOV R0,#6BH DJNZ R1,TSR1 SETB DQ ;拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#32HTSR2: JNB DQ,TSR3 ;等待DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 JMP TSR4 ; 延时TSR3: SETB FLAG1 ; 置1标志位,表示DS1820存在 JMP TSR5TSR4: CLR FLAG1 ; 清0标志位,表示DS1820不存在 JMP TSR7TSR5: MOV R0,#06BHTSR6: DJNZ R0,$ ; 时序要求延时一段时间TSR7: SETB DQ RET;* DS18B20暂存器操作子程序 *RE_18B20:JB FLAG1,RE_18B20A RETRE_18B20A:LCALL RST MOV A,#0CCH ;跳过ROM匹配 LCALL WRITEWR_SCRAPD: MOV A,#4EH ;写暂器 LCALL WRITE MOV A,TEMP_TH ;TH(报警上限） LCALL WRITE MOV A,TEMP_TL ;TL(报警下限） LCALL WRITE MOV A,#7FH ;12位精度 LCALL WRITE RET;* 复制暂存器子程序 *WRITE_E2:LCALL RST MOV A,#0CCH ;跳过ROM匹配 LCALL WRITE MOV A,#48H ;把暂存器里的温度报警值拷贝到EEROM LCALL WRITE RET;* 重读EEROM子程序 *READ_E2:LCALL RST MOV A,#0CCH ;跳过ROM匹配 LCALL WRITE MOV A,#0B8H ;把EEROM里的温度报警值拷贝回暂存器 LCALL WRITE RET;* 将自定义字符写入LCD的CGRAM中 *STORE_DATA: MOV A,#40H LCALL WCOM MOV R2,#08H MOV DPTR,#D_DATA MOV R3,#00HS_DATA: MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR LCALL WDATA ;写入数据 INC R3 DJNZ R2,S_DATA RETD_DATA: DB 0CH,12H,12H,0CH,00H,00H,00H,00H;* DS18B20数据写入操作子程序 *WRITE: MOV R2,#8 ;一共8位数据 CLR CWR1: CLR DQ ;开始写入DS18B20总线要处于复位（低）状态 MOV R3,#07 DJNZ R3,$ ;总线复位保持16微妙以上 RRC A ;把一个字节DATA 分成8个BIT环移给C MOV DQ,C ;写入一位 MOV R3,#3CH DJNZ R3,$ ;等待100微妙 SETB DQ ;重新释放总线 NOP DJNZ R2,WR1 ;写入下一位 SETB DQ RET;* DS18B20数据读取操作子程序 *READ: MOV R4,#4 ;将温度低位、高位、TH、TL从DS18B20中读出 MOV R1,#TEMPL ;存入25H、26H、27H、28H单元RE00: MOV R2,#8RE01: CLR CY SETB DQ NOP NOP CLR DQ ;读前总线保持为低 NOP NOP NOP SETB DQ ;开始读总线释放 MOV R3,#09 ;延时18微妙 DJNZ R3,$ MOV C,DQ ;从DS18B20总线读得一位 MOV R3,#3CH DJNZ R3,$ ;等待100微妙 RRC A ;把读得的位值环移给A DJNZ R2,RE01 ;读下一位 MOV R1,A INC R1 DJNZ R4,RE00 RET;* 温度值 BCD 码处理子程序 *CONVTEMP: MOV A,TEMPH ;判温度是否零下 ANL A,#08H JZ TEMPC1 ;温度零上转 CLR C MOV A,TEMPL ;二进制数求补（双字节） CPL A ;取反加1 ADD A,#01H MOV TEMPL,A MOV A,TEMPH CPL A ADDC A,#00H MOV TEMPH,A MOV TEMPHC,#0BH;负温度标志 MOV TEMPFC,#0BH SJMP TEMPC11TEMPC1: MOV TEMPHC,#0AH ;正温度标志 MOV TEMPFC,#0AHTEMPC11: MOV A,TEMPHC SWAP A MOV TEMPHC,A MOV A,TEMPL ANL A,#0FH ;乘0.0625 MOV DPTR,#TEMPDOTTAB MOVC A,A+DPTR MOV TEMPLC,A ;TEMPLC LOW=小数部分 BCD MOV A,TEMPL ;整数部分 ANL A,#0F0H ;取出高四位 SWAP A MOV TEMPL,A MOV A,TEMPH ;取出低四位 ANL A,#0FH SWAP A ORL A,TEMPL ;重新组合 MOV TEMP_ZH,A LCALL HEX2BCD1 MOV TEMPL,A ANL A,#0F0H SWAP A ORL A,TEMPHC ;TEMPHC LOW = 十位数 BCD MOV TEMPHC,A MOV A,TEMPL ANL A,#0FH SWAP A ;TEMPLC HI = 个