杨水龙-基于STC89C52单片机DS18B20温度控制器课程设计

摘褥子随着时代的发展和发展，温度测试已经影响了我们的生活、职业、科学研究和各种领域，已经成为非常重要的事情，因此设计一个温度测试系统是必不可少的。本文主要介绍了基于AT89C52单片机的数字温度报警系统。详细介绍了采用数字温度传感器DS18B20的温度测量系统开发过程，对基于单片机的传感器硬件连接、软件编程和每个模块系统进程进行了详细分析，对每个电路部分进行了详细分析，该系统便于温度收集和报警，根据需要轻松实现最小-最大报警温度，具有使用方便、范围小、功耗低的优点，具有我们的日常生活、工作、工作等优点。结合DS18B20和AT89C52实现简单的温度报警系统，系统结构简单，应用前景广阔。关键字：微控制器；温度感应AT89C52DS18B20目录摘我1设计要求和方案选择11.1设计要求11.2选择方案12理论分析和设计12.1芯片简介12.1.1 DS18B20概述12.1.2 STC89C52简介22.2系统方块图32.3程序原则叙述3电路设计33.1硬件设计33.1.1警报模块43.1.2单片机最小系统电路43.1.3温度获取模块53.2软件设计53.2.1流程图和模拟电路图63.2.2编程64、系统测试215、汇总22参考文献23221.选择设计要求和程序1.1设计要求基本功能：1，温度采样为DS18B202、显示采样温度值扩展功能：1，可以设置温度控制范围2、温度超过设定值或低于设定值时警告，超过设定值时冷却，直到达到温度范围。1.2选择方案使用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。方便单片机的处理和控制，节省硬件电路。该芯片物理化学性能稳定，线性性能好，在0到100摄氏度之间的最大线性偏差小于1摄氏度。DS18B20最大的特点之一是由使用单总线数据传输的数字温度计DS18B20和微控制器STC89C52组成的温度设备，将温度的数字信号直接输出到微控制器。每个DS18B20都有唯一的不可修改的64位序列号，允许根据序列号访问不同的设备。选择数码管作为输出显示，蜂鸣器位报警设备。2理论分析与设计2.1芯片简介2.1.1 DS18B20概述DS18B20的读写计时和温度测量原理与DS1820相同，但结果温度值的位数取决于分辨率，在温度转换时延迟时间从2s减少到750ms。DS18B20温度测量原理。图中，低温度系数晶振的振动频率几乎不受温度的影响，用于向计数器1发送产生固定频率的脉冲信号。高温度系数晶振随着温度的变化，振动率发生了很大变化，结果信号被用作计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器预设为-55 的默认值。计数器1计算由低温度系数确定值引起的脉冲信号的相减数，如果计数器1的预置值减少到0，则温度寄存器值加1，重新加载计数器1的预置值，计数器1重新启动由低温度系数确定值引起的脉冲信号的计数，停止温度寄存器值的累积，直到计数器2被计数到0，此时温度寄存器的值是测量的温度。梯度累加器用于补偿和修改温度测量过程中的非线性，输出用于修改计数器1的预设值。图2-1-1 DS18B20封装类型和针脚功能如图2-1-1所示，DS18B20的外观如下：GND:接地端子。DQ:数据输入/输出脚，与TTL级别兼容。VDD:电源或接地。每个DS18B20都可以通过两种电源方式进行设置：数据总线电源和外部电源。VDD接地使用数据总线电源方式节省传输线路，但完成数据测量需要更长的时间。使用外部电源时，VDD连接到5V，使用更多的电线，但测量速度更快2.1.2 STC89C52简介STC89C52是具有8K系统可编程闪存的低功耗高性能CMOS 8位微控制器。Acer technology corporation的高密度非易失性内存技术制造，与行业80C51产品指南和针脚完全兼容。片上闪存允许程序内存在系统中编程，适合一般程序员使用。STC89C52在单个芯片上配备8位CPU和系统可编程Flash，可为众多嵌入式控制应用程序提供高度灵活、高效的解决方案。该单片机用于仓库温度和湿度检测，本设计选择了低功耗、高性能、低价格。小型针脚(40英尺)的STC89C52微控制器。如图2-1-2所示：图2-1-2 STC89C52微控制器2.2系统方块图系统主要由五部分组成：数据收集模块、SCM控制模块、显示模块和温度设置模块、驱动电路。如图2-2-1所示，显示了系统框图。微控制器显示回路报警电路温度传感器图2-2-1系统结构图2.3程序原则叙述这里，温度收集模块的作用是使用DS18B20传感器实时收集温度数据，并将收集的温度数据发送到单片机控制模块，单片机控制模块处理检测到的数据，然后发送到液晶屏显示模块进行显示，同时将数据与系统默认温度上限32C进行比较，如果检测到高于35C或低于25C，则发出不同频率的声音发出警报。电路设计3.1硬件设计3.1.1警报模块报警电路由驱动潜水员的一个晶体管组成，驱动信号由芯片上的针脚RD/P3.7控制。如果显示的温度不在设置的温度范围内(如图3-1-1所示)，则不在tlt和TH之间时，将发出蜂鸣器声音警报。只需使用一个扬声器。图3-1-1报警电路3.1.2单片机最小系统电路控制核心是STC89C52微控制器，具有51系列增强型8位微控制器、32个I/O端口、4k闪存进程顺序内存、低成本、12M外部晶振为1S指令周期的温度控制系统设计。使用此微控制器，您可以完全完成作为最低系统主程序的设计任务包括重置电路、冲击电路和内存选择模式，如图3-2-1所示图3-1-2微控制器最小电路3.1.3温度获取模块完成硬件后，应收集环境温度，以便任务达到预期的功能和效果。此设计使用外部电源连接DS18B20传感器和微控制器，如图3-1-3所示。图3-1-3温度传感器接头3.2.1流程图和模拟电路图图3-2-1流程图图3-2-2模拟电路图3.1.4键盘3.2.2编程包含主函数的c文件：/数码管显示程序，From Williams Youth#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int# include“ds 18 b20 . h”# include nixieelight.h #include Button.h #include BuzzerWarning.h Void main() uchar I；ds 18 b20 _ reset()；BuzInit()；While(1) P0=0x00if(keyadd=0 | | keydec=0)I；/设定旗标位元I，仅按加号或减号键/启动警报程序后；防止当前温度继续超出边界警报不会设置问题t=read _ temperature()；/读取温度format temp(t)；keyboard()；if(I=1)whether ewarn(t)；数字管标记部分：sbit fir=p2 1；sbit sec=p2 2 2；s bitthr=p2 3；Void display(uchar num，uchar dat)；/数字电子管表示数字的编码table0表示0Uchar code table=0xc0、0xf9、0xa4、0xb 0、0x99、0x92、0x82、0xf8、0x80、0x90、/没有阳极小数点的0-9编码0x40、0x79、0xx24、0x30、0x19、0x12、0 x02、0x78、0x00、0x10/带有总阳极小数点的0-9编码void delay(uchar I)/1毫秒延迟uchar j，k；for(j=I；j0；J-)for(k=125；k0；k-)；Void formatTemp(uint t)/格式化要显示在数字管道上的数据 uchar I；I=t/100；显示器(1，I)；I=t 0/10；显示器(2，I)；I=t 0；显示器(3，I)；Void display(uchar num，uchar dat)交换机(num) case 13360 p 0=tabledat；杉树=0；delay(5)；冷杉=1；Break/10个字符case 23360 P0=tabledat；sec=0；delay(5)；sec=1；Break/个字符case : p 0=tabledat；Thr=0=0delay(5)；Thr=1=1Break/小数位数DS18B20测试温度部分：void ds 18 b20 _ Delayus(uint us)；void ds 18 b20 _ reset()；void ds 18 b20 _ write(uchar dat)；uchar ds 18 b20 _ data()；uint read _ temperature()；sbit DQ=P3 7；uint=0；/1820温度变量Uint set _ high temp=200，set _ low temp=150/高温极限20度，低温警报15度/*us级别延迟函数*/Void DS18B20_Delayus(uint us) while(-us)；/初始化DS18B20Void DS18B20_reset() uchar x=0；DQ=1；ds 18 b20 _ Delayus(16)；/稍微延迟DQ=0；/降低DQds 18 b20 _ Delayus(160)；/400us至960us延迟DQ=1；/拉高总线ds 18 b20 _ Delayus(28)；/15us至60us延迟X=DQ/0表示初始化成功=1，则初始化失败ds 18 b20 _ Delayus(40)；/延迟60us至240us/*单字节写入*/Void DS18B20_write(uchar dat) uchar I；for(I=8)；I 0；I-) DQ=0；DQ=dat0x01ds 18 b20 _ Delayus(10)；DQ=1；dat=1；/*单字节读取*/Uchar DS18B20_data()uchar i，datfor(I=8)；I 0；I-)DQ=0；/脉冲信号dat=1；DQ=1；/脉冲信号If(DQ)Dat |=0x80ds 18 b20 _ Delayus(8)；Return dat/*读取温度*/Uint read_temperature()Uchar a、b；uint=0；float TT=0；ds 18 b20 _ reset()；/重置DS18B20ds 18 b20 _ write(0x cc)；/跳过读取序列号列号的