AVR数字温度传感器实验报告.docVIP

南京邮电大学2010 /2011 学年 第 1 学期课程设计：实验报告模 块 名 称 AVR单片机课程设计 专 业 网络工程 学 生 班 级 B080221 学 生 学 号 B080221xx 学 生 姓 名 XXXXX 指 导 教 师 李虹 戴海鸿 杨洁 王明伟 日期： 2010年11月29日 至 2010年12月25日AVR单片机课程设计报告一课程设计目的1、设计要求 本课程着重于把理论学习的知识应用于实际，解决实际的工程问题，培养学生的系统设计能力，提高学生的科研动手能力。本次设计要求深入了解AVR单片机ATmega128的功能，通过研究开发板的硬件设计，进行相关的硬件连接，选择合适的编程及程序植入方法，用开发板完成列出的各设计课题；初步学习撰写规范的设计文档；提交实验报告。二课程设计内容(具体的课题内容、完成要求、相关软件介绍等)1、基本要求：1、 正确连接数字温度传感器DS18B20，采集温度数据在数码管、LCD1602上显示或通过串口将数据传递至PC。 2、 记录间隔可任意设定（1S到1h，步长1s），能按设定时间存储数据。 3、设定温度告警门限。4、通过蜂鸣器、发光二极管进行告警显示。2、 相关软件介绍。（1）ICCAVR简介。简而言之，ICCAVR是一个进行C代码输入和调试的AVR与代码的软件接口，它将若干个“.C”或“.h”文件合并在一起进行联合编译，生成一系列各种格式的文件，这其中“.cof” 和“.hex”文件可以在AVR studio中进行烧制，“.cof”文件还可以在 AVR studio中进行仿真操作。（2）AVR studio简介。AVR studio是与硬件进行直接交互的软件，在对其进行合理设置（选芯片，连端口）以后，它可以对ICCAVR生成的“.cof” 和“.hex”文件分别进行仿真和烧制。当成功烧制到EasyAVR板当中之后，单片机可以通过AVR studio中的文件内容实现相应的功能。三课程设计过程1.设计原理和思想。本实验可以分为三个部分来考虑：1、温度传感器DS18B20采集温度显示在LED上。2、设定温度告警门限。通过蜂鸣器、发光二极管进行告警显示。3、添加按键控制温度警告门限和各功能汇总。做温度采集时，要深刻了解DS18B20的作用，并且能与后面的LED例程能够好好结合。在做LED动作组设计的时候，关键思想是使用循环或者嵌套循环来写程序，从第一个灯到最后一个灯分别先后完成一系列相关动作（调用循环语句可以使LED灯按照一定顺序形成一个“流程”，这对于顺序的控制尤为关键）；而关键语句则是对端口的一些与、或、非操作（端口是由两位十六进制数表示的PORTE，与、或、非等操作使端口值静态地置为下一步的值，这些操作可以很好地控制LED灯的亮灭效果，达到预期目的）。将这两种方法结合很容易获取一切所需要的效果。7位数码管的设计有三个步骤：一是对4位数码管的数值进行赋值（EasyAVR公司的库函数中定义了若要管显示0-9直接赋值，若让管灭赋值16），并调用Seg7_Led_Update();语句进行更新，数值就会短暂地出现在管中；二是使用循环使数值在管上停留一段时间，让人眼能清晰地感应到数值的存在；三是适时地对管上的数值进行改变，使其完成带补位的左移效果和单字左移效果等等。按键控制的思路是用key.c中的get_key()函数来读入按键，然后用case语句来判断按的是哪个按键；再设置标识符来观测是第几次进入同一个case（即第几次按同一个键），若对同一个按键进行多次触发，控制单片机实现不同的效果，并设置递归使按满三次后还原为第一个效果重新执行。2、 硬件原理图的介绍。LED KEY按键控制SEG7四位七段数码管DS18B20测温模块3、软件方面程序流程图的设计。开始初始化CPU，包括GPIO，TWI，DS18B20SPI显示瞬时温度设置警告温度值 低温1低温+1高温1高温+1 S4 S3S2 S1判断瞬时温度是否达到报警温度超过报警温度报警+闪灯结束4、关键代码介绍。/*文件：main.c用途：注意：内部8M晶振*/#include config.hunsigned char i=0,j;unsigned char LED_table=0xFF,0x00,0xFF,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F, 0xFF,0x00,0xFF,0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE, 0xFF,0x00,0xFF,0x7E,0xBD,0xDB,0xE7,0xFF,0x00,0xE7,0xDB, 0xBD,0x7E,0xFF,0x00;void main(void) float temp=0.0; unsigned char Key;Key_init();HC_595_init(); init_1820();temp=gettemp(); delay_nms(1000); while(1) temp=gettemp(); Seg7_Led_float(temp); deal_temp(unsigned char)(temp); led(); for(j=0;j50;j+) /产生灯延时 Seg7_Led_float(temp); deal_temp(unsigned char)(temp); delay_nms(5); Seg7_Led_float(temp); deal_temp(unsigned char)(temp); while(1) Seg7_Led_float(temp); Key=get_key(); switch(Key) case ( (1S4)0xF0) ): +temp; break; case ( (1S3)0xF0) ): -temp; break; case ( (1S2)0xF0) ): Seg7_Led_float(temp); break; case ( (1S1)0xF0) ): Seg7_Led_float(temp); break; default: break; void led(void) DDRE=0xff; PORTE=0xff; if(i=36) i=0; PORTE = LED_tablei+;/*文件：18b20.c用途：注意：*/#include config.h/* 函数名称: void init_1820(void)* 功能描述: 18b20初始化* 输入: 无* 全局变量: 无* 调用模块: 无* 说明：* 注意：*/void init_1820(void) TEM_DDR &= (1TEM_SDT);SET_TEM_DDR; /设置数据端口为输出 SET_TEM_SDT; CLR_TEM_SDT; delay_nus(480); /480us以上 SET_TEM_SDT; CLR_TEM_DDR; delay_nus(20); /1560us while(CHECK_TEM_SDT); SET_TEM_DDR; SET_TEM_SDT; delay_nus(140); /60240us /* 函数名称: void write_1820(unsigned char data)* 功能描述: 向18b20写入1B的数据* 输入: unsigned char data 要写入的数据* 全局变量: 无* 调用模块: 无* 说明：* 注意：*/void write_1820(unsigned char data) unsigned char i; for(i=0;i8;i+) CLR_TEM_SDT; /从高到低，产生写间隙 if(data&(1i) /写数据，先写低位 SET_TEM_SDT; else CLR_TEM_SDT; delay_nus(40); /1560us SET_TEM_SDT; SET_TEM_SDT; /* 函数名称: unsigned char read_1820(void)* 功能描述: 从18b20读出1B的数据* 输入: 无* 全局变量: 无* 调用模块: 无* 说明：* 注意：*/unsigned char read_1820(void) unsigned char temp,k,n; temp=0; for(n=0;n8;n+) CLR_TEM_SDT; SET_TEM_SDT; /从高到低再到高，产生读间隙 CLR_TEM_DDR; /设为输入 k=CHECK_TEM_SDT; /读数据,从低位开始 if(k) temp|=(1n); else temp&=(14; /只要高8位的低四位和低8位的高四位，温度范围099 / wm1=temh4; temp=temh; temp=8; /两个字节组合为1个字 temp=temp|teml; t=temp*0.0625; /温度在寄存器中是12位，分辨率是0.0625 temp=t*10+0.5; return t; /* wm2=wm1+wm0; /16进制转10进制 wm3=wm2/100; wmh=(wm2%100)/10; /wmh是显示的高位，wml是显示的低位 wml=(wm2%100)%10; temp=wmh*10+wml; return temp;*/void deal_temp(unsigned char tmp)/处理函数，当前温度与温度上下限比较 DDRG|=(1=TEM_MAX) PORTG|=(14);delay_nus(80);PORTE=0xf0;/警告灯:PEPORTG=0;delay_nus(200);else if(tmp=TEM_MIN)PORTG|=(14);delay_nus(100);PORTE=0x0f;/警告灯:PEPORTG=0;delay_nus(100);5、调试过程。调试过程中发生了许多显示效果不佳的状况或者bug，下面都一一列举。a/实验时遇到了闪烁时间不够长的问题，先是试图用中断置初值控制定时长度解决这一问题，可是程序功能如此庞大，又设计按键控制，若全置于中断中实现显然难度很大。于是改用多次调用增加延时的办法，同样一句语句，多次循环调用后便有很好的显示效果，显示的数字清晰可见又避免了中断的复杂。b/实验时出现了很多由自己设计不缜密造成的恶劣效果，都加以改善。如第一个按键的功能执行完直接跳入第二个按键功能，是因为case中缺少break语句造成的失误，补上break后做完直接跳出，等待下一个按键触发之后才会继续有灯亮起。6、最终的实现结果分析。1.能够在LED上显示瞬时温度。2. 可以通过改动程序来实现改变记录温度间隔。3.在高于警告温度时，单片机的后四位警告灯亮，低于警告温度时候，前四位亮。4按下A键，能够在初始设置的高温警告温度的基础上加一，按几下加几，来提升警告温度门限。5. 按下B键，能够在初始设置的高温警告温度的基础上减一，按几下减几，来提降低告温度门限。6.按下C键，能够在初始设置的低温警告温度的基础上加一，按几下加几，来提升警告温度门限。7. 按下D键，能够在初始设置的低温警告温度的基础上减一，按几下减几，来提降低告温度门限。四课程设计总结（收获、心得、建议等）在通过本次课程中，我们遇到很多问题，但是与此同时，我们也学到了很多，对于本次课题的心得体会，我们觉得有以下几点:1、不管做什么事,计划是很重要的。没有一个完好的计划，做事情就会没有一个好的顺序，做事情会比较乱，很难成功。而有一个好的计划，不管做什么事都会事半功倍，做事心中有数，明确重点和缓急，不会有疏漏。这样才能提高成功率。2、做事要多动脑,选出最好的方法。一件事往往有多种解决方法，一个好的方法，不仅能使事情事半功倍，而且往往决定最后的成与败，所以做事时一定要多动一下脑筋，想出最好的方法。3、要注意细节。细节决定成败，这句话在这次课题中不仅一次得到了印证，特别是在软件的编程过程中，一点点的错误就会使你整个程序不能运行。因此我们不仅仅要有整体意识，也要注意细节，不要因一个关键地方的一个细节而导致满盘皆输。4、团队合作很重要。团队做一件事时，要发挥出门一个人的长处。人无完人，但一个团队可以互相帮助，互相补充，只要互相合作，个人完成各自专长的，离成功就只有一步之遥。人人总是有疏漏的方面，但是只要互相合作，互相交流，就会考虑问题更全面化，在本次课题中，我们组团结合作不仅事半功倍，而且发现了一些好的有趣的构想，是我们对单片机有了更浓的兴趣。5、最后，也是最重要的一点，通过这次课题，我们学到了很多有关单片机方面的知识，也对单片机有了更深入的了解。使我们受益匪浅。五参考资料EasyAVR公司的一些官方资料:面向新手的AVR开发工具，及基本知识Eas