基于STC89C52单片机的LED温度计设计

目录1.设计任务和要求21.1系统设计背景21.2理论基础22.总体设计和系统框图22.1温度采集模块32.2温度显示模块33.设计方案43.1硬件系统设计43.1.1电源电路设计43.1.4温度采集模块4的设计3.1.5显示电路53.2软件系统设计63.2.1 DS18B20读写时序63.2.2流程图74.硬件原理图85.系统模拟和调试96.程序源代码97.设计结果分析148.设计总结和经验159.参考文献16附录1:硬件原理图17摘要介绍了用51系列单片机和DS18B20温度传感器实现数字温度测量。温度由数码管实时显示，温度以两位整数和一位小数的形式显示。该系统主要包括电源模块、微控制器最小系统模块、DS18B20温度采集模块和LED数码管显示模块。关键词：51单片机DS18B20发光二极管1.设计任务和要求1.1系统设计背景温度测量广泛应用于工农业生产和社会生活中。随着工农业的发展，对温度测量的准确性和实时性提出了更高的要求。传统的水银温度计和热电偶存在测量不方便、精度低、采集和传输复杂等缺点。本设计采用美国达拉斯公司的DS18B20和stc89c52单片机构成温度测量系统。LED数码管用于实时显示温度，具有较高的智能性和直观性。1.2理论基础为了设计好温度计，我们需要对DS18B20温度传感器的结构、接线和信息通信有一个透彻的了解。我们需要掌握51系列单片机的使用和硬件结构，LED数码管的显示原理以及与单片机的连接。有必要找到一种更好的温度采集方案，使温度更加精确。2.总体设计和系统框图包括方案比较、方案论证和方案选择(各方案以框图形式给出并简要说明)为了以数字形式显示采集的温度，我们需要用单片机来处理数据。由于单片机的性能要求不是很高，我们使用51系列单片机来处理数据。该系统的整体框图如图1所示。图12.1温度采集模块使用DS18B20温度传感器，DS18B20的输出是一个数字量，温度数据可以通过按照特定的时间顺序读取数值来获得。电路相对简单，成本相对较低。DS18B20如图3所示，因此选择了选项2。图3 DS18B202.2温度显示模块采用发光二极管数码管显示，虽然占用单片机更多的时间，但数码管显示更清晰、更便宜，而且连接电路简单。3.设计方案3.1硬件系统设计51系列单片机性能稳定、价格低廉、功耗低，适用于较低应用领域的智能系统设计。3.1.1电源电路设计单片机的正常工作电压为5V，可以从外部直接输入5V。单片机采用通用串行总线供电。图4电源电路3.1.4温度采集模块的设计该系统采用DS18B20作为温度采集芯片。DS18B20通过单线接口发送或接收信息，因此中央微处理器和DS18B20之间只需要一条连接线。每个DS18B20都有一个唯一的芯片序列号，因此多个DS18B20可以同时连接到一条单线总线。DS1820依靠单线端口进行通信。在单线端口条件下，必须先建立只读存储器操作协议，然后才能进行存储和控制操作。因此，控制器必须首先提供以下5个只读存储器操作命令之一：1)读取只读存储器，2)匹配只读存储器，3)搜索只读存储器，4)跳过只读存储器，5)报警搜索。这些命令适用于每个设备的激光只读存储器部分在操作中，当多个设备悬挂在单线总线上时，可以区分单个设备，同时，可以向总线控制器指示有多少个设备或有什么类型的设备。在成功执行一个只读存储器操作序列之后，可以执行存储器和控制操作，并且控制器可以提供6个存储器和控制操作指令中的任何一个。控制操作命令指示DS1820完成温度测量。测量结果放在DS1820的寄存器中，寄存器中的数据可以通过读取寄存器内容的存储器操作命令读出。硬件电路设计如图7所示。图7 DS18B20硬件连接3.1.5显示电路最常用的是七段和八段发光二极管数码管。八段比七段多一个小数点。所谓的八段指的是数码管中的八个小发光二极管，它们通过控制不同发光二极管的开关来显示不同的符号。数码管分为两种类型：公共阴极和公共阳极。常见的阴极是将八个发光二极管的阴极连接在一起，并使它们接地，这样，如果任何一个发光二极管的另一端被赋予高电平，它就可以被点亮。普通阳极是将八个发光二极管的阳极连接在一起。示意图如图9所示。图9 led示意图3.2软件系统设计3 . 2 . 1 DS18B 20的读写时序图10初始化过程复位和脉冲的出现图11控制器写入时序图12控制器读取时序3.2.2程序流程图图13系统流程图4.硬件原理图5.系统仿真与调试在模拟过程中，温度由高变负，再由负变零。据观察，数码管显示的温度可以很好地跟踪温度变化。它具有更好的灵活性和准确性。模拟过程中的两个截图如下。图14模拟屏幕截图1图15模拟屏幕截图26.程序源代码在仿真过程中，观察到数码管显示的温度能够很好地跟踪温度变化。它具有更好的灵活性和准确性。程序源代码如下。#包括#包括sbit p1_1=p10；sbit ds=p33；无符号整数a，I；无符号字符duma=0x28，0xF9，0x4C，0x58，0x99，0x1A，0x0B，0xF8，0x08，0x98，0x88，0x08，0x2E，0x28，0x0E，0x8E，0xF 7 ；无符号代码wema=0x7F，0xBF，0xDF，0xEF ；未签名的白薇、石薇、葛薇、殿后；# definecuhar无符号字符/将无符号字符定义为uchar，简化了输入和写入。提高编程速度# define unt unsigned int/将无符号字符定义为uint，简化了输入和写入。提高编程速度/*延迟子程序10ms*/void delay5ms()uchar a，b；对于(a=20A0；a -)对于(b=30B0；b-)；/*延迟子程序*/void delayb(uint计数)uint I；同时(计数)i=200而(i0)我。计数-；/*DS18B20初始化*/void dsreset(void)uint I；DS=0；i=103而(i0)I-；DS=1；I=4；而(i0)I-；/*读取数据值*/位tmpreadbit(void)uint I；位datDS=0；我；/我，有点耽搁了DS=1；我；我；dat=DSi=8。而(i0)I-；返回(dat)；/*读取一字节数据*/uchar t pread(void)uchar i，j，datdat=0；对于(I=1；i=8。(I)j=tmpreadbit()；dat=(j7)|(dat 1)；/读取数据的最低位在前面，在DAT中只有/一个字节返回(dat)；/返回一个字节的数据/*将一个字节写入DS18B20 */void tmpwritebyte(uchar dat)uint I；uchar j；位testb对于(j=1；j=8；j)testb=dat0x01dat=dat1If(testb) /写1部分DS=0；我；我；DS=1；i=8。而(i0)I-；其他DS=0；/写入第0部分i=8。而(i0)I-；DS=1；我；我；/*获取温度和转换命令*/void tmpchange(void)ds reset()；/初始化DS18B20delay b(1)；/延迟tmpwritebyte(0x cc)；/跳过序列号命令tmpwritebyte(0x 44)；/发送温度转换命令/*读取DS18B20 *中的温度寄存器数据void get_temp(void)浮动ftempuchar a，b；int tempds reset()；delay b(1)；tmpwritebyte(0x cc)；tmpwritebyte(0x be)；/发送读取数据的命令a=tmpread()；/连续读取两个字节的数据，并读取低8位。b=tmpread()；/读取8位高温度=b。温度=8；/temp交换高8位和低8位，并将交换的值重新分配给temp。温度=温度| a；/一个字两个字节ftemp=temp * 0.0625/获取真正的十进制温度值，因为DS18B20可以精确到0.062度/所以读回数据的最低位代表0.0625度temp=ftemp * 10 0.5/放大10倍，将小数点后的第一个数字转换成可显示的数字，同时四舍五入。白薇=temp/1000；/显示100位温度，这里用1000，因为我们以前用10位delay b(1)；shiwei=temp00/100；/显示10位温度delay b(1)；gewei=temp000/10；/显示位温度。delay b(1)；dianhou=temp；/小数点后显示温度无效显示(uchar num，uchar dat)P0=杜马数据】；/段代码P2=韦马纳姆；/位代码无效延迟1(uint x)uint a，b；对于(a=x；A0；a -)对于(b=50B0；b-)；void dis_temp()展示(2、实景)；延迟1(1)；显示器(1、gewei)；延迟1(1)；显示器(1，16)；/显示小数点延迟1(1)；显示(0，点厚)；延迟1(1)；void main()而(1)tmp change()；/温度转换get _ temp()；对于(i=25i0；I-)/使数码管显示更清晰 dis _ temp()；7.设计结果分析在模拟过程中，数码管显示的温度可以很好的变化，小数点后显示一位数字，达到预定目标。设备列表如表1所示。设备名称量Stc89c52单片机1晶体振荡器11.0592兆赫110uf具有极性电容1转换1电阻放电18段杨公数码管4.DS18B20温度传感器18.设计总结和经验通过这个系统的设计，我们对以前学过的东西和以前基础学习的重要性有了更深的理解。在这个设计过程中，我们查阅了大量数据，并系统地回顾和总结了我们以前所学的内容。将来，我们会更加注重基础知识的学习。在设计过程中，我们团队的三名成员进行了密切合作，并明确了分工。xxx完成了硬件电路的分析设计和proteus7.0仿真环境的研究，并对本次设计做了很好的仿真工作。xxx绘制了protell99电路原理图，并参与了本次设计的部分仿真设计工作。xxx研究并编写了K