单片机课程设计数字温度计

1、单片机课程设计课题： 数字温度计系 别： 专 业 姓 名： 学 号： 河南城建学院2012年12月28日成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。二、评分评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合 计 （100分）任务完成情 况（20分）课程设计报告质量（40分）表达情况（10分）回答问题情 况（10分）工作态度与纪律（10分）独立工作能力（10分）得分课程设计成绩评定班级 姓名 学号成绩： 分（折合等级 ）指导教师签字 年 月 日一、设计目的及要求 1、基本范围为50110； 2、精度误差小于0.5； 3、led数码管直读显示； 扩展功能 : 1、可以任

2、意设定温度上的上下限报警功能； 2、实现语音报数。二、总体设计（一）、系统硬件设计方案根据系统功能要求，构造如下图所示的系统原理结构框图。ds18b20温度数据采集stc89cs52rc初始化lg3641bh显示温度图1 系统原理结构框图 单片机的选择stc89c52rc是新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机械周期和6时钟/机械周期可以任意选择，其内核与at51系列单片机一样，但是其造价较之更低，功能更强。at51单片机小系统的电路图如下所示。图1:单片机小系统电路1)、引脚说明stc89c52的内核和at51系列单片机一样，故引脚也相同：1

3、8：i/op1口（p1.0p1.7）；9： 复位脚（rst/vpd）；1017：i/op3口（p3.0=rxd，p3.1=txd，p3.2=-int0，p3.3=-int1，p3.4=t0，p3.5=t1，p3.6=-wr，p3.7=-rd）；18、19：晶振（18=xtal2，19=xtal1）；20: 地（vss）；2128：i/op2口（p2.0p2.7)； 29：-psen；30：ale/-prog；31：-ea/vpp3239：i/op0口（p0.7p0.0）；40：+5v电源。注：引脚功能前加“-”，说明其是低电平有效。如p3.2=-int0。2）、内部功能1. i/o 口：输入/

4、 输出口经过特殊处理，很多干扰是从i/o 进去的,每个i/o 均有对vcc/ 对gnd二级管箝位保护。2. 电源：单片机内部的电源供电系统经过特殊处理，很多干扰是从电源进去的3. 时钟单片机内部的时钟电路经过特殊处理，很多干扰是从时钟部分进去的4 . 空闲模式：典型功耗 2ma5.正常工作模式：典型功耗 4ma - 7ma单片机内部的时钟电路经过特殊处理，很多干扰是从时钟部分进去的6. 复位电路单片机内部的复位电路经过特殊处理，很多干扰是从复位电路部分进去的,stc89c51rc/rd+系列单片机为高电平复位。推荐外置复位电路为max810/stc810,stc6344,stc6345,813

5、l,706p；也可用r/c 复位，10uf 电容/10k 电阻,22uf/8.2k 等。6.宽电压，不怕电源抖动5v: 6v - 3.4v 3v: 4v - 1.9v2、温度传感器介绍ds18b20温度传感器是美国dallas半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现位的数字值读数方式。ds18b20内部结构主要由四部分组成：64位光刻rom、温度传感器、非挥发的温度报警触发器th和tl、配置寄存器。ds18b20可以程序设定912位的分辨率，精度为0.5c。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分

6、辨率设定存储在eprom中，掉电后依然保存。而在此，我们设定12为分辨率，即温度分辨率0.0625。ds18b20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个ds18b20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为3.05.5；零待机功耗；温度以或位数字；用户可定义报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； ds18b20采用脚pr35封装或脚soic封装，其内部结构框图如下图所示。c64 位rom和单线接口高速缓存存储器与控制逻辑温度传

7、感器高温触发器th低温触发器tl配置寄存器8位crc发生器vdd 图2ds18b20内部结构根据ds18b20的通讯协议，主机控制ds18b20完成温度转换必须经过三个步骤：（1）.初始化（2） 执行某个rom指令（3） 执行ram内存指令（4） 数据传输复位要求主cpu将数据线下拉480微秒，然后释放，ds18b20收到信号后等待1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主cpu收到此信号表示复位成功。图3ds18b20与单片机的接口电路3、液晶显示lg364bh液晶显示模块是12864 点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置国标gb2312 码简体中文字库（16x1

8、6 点阵）、128 个字符（8x16 点阵）及64x256 点阵显示ram（gdram）。可与cpu 直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。 三、总体设计（一）、整体思路根据要求，我们将整个程序分为三大部分。主要包括主程序，温度传感程序，lg3641bh液晶显示程序。（二）、程序流图1、 ds18b20温度计程序ds18b20温度计程序包括读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序。主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理ds18b20的测量温度值，温度测量每0.5s进行一次。读出温度子程序的主要功能是读出ram中的字节。温度转换命令子程序主要是发

9、温度转换开始命令，采用12位分辩率为0.065，在本程序设计中采用0.5s显示程序延时法等待转换的完成。 ds18b20温度计程序流程图如下：开始ds18b20的初始化启动温度转换读取温度寄存器ds18b20的初始化复位 图4ds18b20温度计程序流程图 （三）、总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机at89s51，a/d转换器采用0809传输，温度传感器采用ds18b20，用3位led数码管以串口传送数据实现温度显示，并用蜂鸣报警器来监视温度的值不超过量程范围。 温度上下限设置led显示stc89c52单片机温度加一温度减一温度传感器图5总体设计方框图 四、整

10、体电路图 图6整体电路图五、结论在这一学期的单片机课程中，李老师给我们讲了许多单片机的内部结构，编译语言，一直在朦朦胧胧的学习，模模糊糊的接受，即使到了考试的时候，我甚至感觉自己对单片机还是那么陌生。一周的课程实习，不长不短，但是又不可或缺，它似乎是对一学期的课程的润色，把抽象变为形象，让我们突然跳出理论，开始实践，当然是理论结合实践，真正在做得时候，才发现之前学的那么少，进行课程实习的时候，我看了很多关于单片机，温度传感器，液晶显示器的资料和相应的程序代码，越看越不懂，但是越看就越想看，就感觉看到一个不懂的，去找答案，于是就刹不住车了，一个套着一个，但是虽然模糊，但是却越想看，又一次，我看的

11、最晚的一次是从下午一直到晚上3点多，一直没有看表也没有注意时间，那次我才发现知识那么可贵，不能说自己看懂，但是那种被知识灌输的感觉让我很舒服。对于此次的课程实习，我也总结了很多我认为适合我们，起码适合我自己的一些方法。一、 要对硬件功能了解，要熟悉相应程序代码和功能实现，二、 设计程序要有思路，根据思路才能有效进行三、 编写程序要有所根据，出现错误很正常，要一步步的排查错误，一定要细心耐心四、 要懂得听取正确意见，多和人交流，集思广益，合作的力量是无穷大的。五、 向别人讲解程序时，流程图是最好的展示。而我们小组正是在不断的合作中在两次的课题中都顺利完成。当然在此感谢各位指导老师这几周里对我们的

12、帮助和指导。参考文献1杨恢先，黄辉先.单片机原理及应用（第一版） m.北京：人民邮电出版社，2006：214-221.2马忠梅.单片机c语言程序设计 m.北京：北航出版社，2007：36-48.3 田立，田清，代方震. 51单片机c语言程序设计快速入门（第一版） m.北京：人民邮电出版社，2007：35-40.附件1：#include #define uchar unsigned char#define schar signed char#define uint unsigned int#define jdq p2_2 /继电器输出#define ledport p0 /led控制口#defi

13、ne ledonec p3_3 /led ds1控制（百位）#define ledtwoc p3_2 /led ds2控制（十位）#define ledthreec p3_1 /led ds3控制（个位）#define ledfourc p3_0 /固定显示摄氏度符号#define dq p2_0 /ds1820 dataport#define key_io p1 /按键所连的io口#define no_key_value 0x0f /当按键没有被按下时io口的值#define key_wobble_time 8 /去抖动时间(待定)#define key_over_time 50 /等待进入

14、连击时间(待定)，该常数要比正常按键时间要长，防止非目的性进入连击模式#define key_quick_time 8 /等待按键抬起的连击时间(待定)uchar tlv,thv,keyv,sign,settf,num,bz,cqbz;uint cs,css;schar tmv,tmhromv,tmlromv,tmhsetv,tmlsetv,led_one,led_two,led_three,led_four;unsigned char code leddis=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf,0x46; /

15、0-9的led笔划,0xff为空,0xf7为负号,0x46为摄氏度符号/*11us延时函数*/void delay(unsigned int time) while(time-);/void delay_ms(unsigned int i) unsigned int j; while(i-) for(j = 0; j 0; i-)/按位循环 dq = 0;/使总线为低电平 dq = dat&0x01;/将发送字节的最低位送到总线 delay(5);/延时一段时间（30us），等待ds18b20取走总线数据 dq = 1;/将总线拉高 dat=1;/将待发送的字节右移后继续发送 delay(4)

16、;/*ds18b20读1字节函数*/unsigned char read_18b20_byte(void)unsigned char i=0; /位循环变量unsigned char dat = 0; /暂存变量for (i=8;i0;i-) /读位循环 dq = 0; / 使总线电平为低电平 dat=1;/暂存变量右移 dq = 1; / 给脉冲信号，使总线电平为高电平后执行如下的读操作 if(dq) /如果ds18b20的输出为高电平(总线电平为1) dat|=0x80; /将暂存变量的最高位置1 delay(4);/延时一段时间 return(dat); /将暂存变量返回调用程序/=/配

17、置18b20，设置上下温度,及灵敏度/=void config18b20() init_ds18b20(); write_18b20_byte(0xcc); / 跳过读序号列号的操作 write_18b20_byte(0x4e); /写 eeprom write_18b20_byte(tmhsetv); /写入上限温度 write_18b20_byte(tmlsetv); /下限温度 init_ds18b20(); write_18b20_byte(0xcc); / 跳过读序号列号的操作 write_18b20_byte(0x48); /保存上面所设定值 init_ds18b20(); wri

18、te_18b20_byte(0xcc); / 跳过读序号列号的操作 write_18b20_byte(0xb8); /回调设定值,将rom的内容重调到ram中void read_18b20_first(void)unsigned int t=0;init_ds18b20();write_18b20_byte(0xcc); / 跳过读序号列号的操作write_18b20_byte(0x44); / 启动温度转换delay_ms(700);init_ds18b20();write_18b20_byte(0xcc); /跳过读序号列号的操作 write_18b20_byte(0xbe); /读取温度

19、寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度，依次读取tlv=read_18b20_byte();/ 温度值低位字节（其中低4位为二进制的“小数”部分最小0.0625量）thv=read_18b20_byte();/ 高位值高位字节（其中高5位为符号位）tmhromv=read_18b20_byte();/ 读取温度设定上限值tmlromv=read_18b20_byte();/ 读取温度设定下限值void read_18b20_temprature(void)unsigned int t=0;init_ds18b20();write_18b20_byte(0xcc); / 跳过读序号列号的操

20、作write_18b20_byte(0x44); / 启动温度转换delay(200);init_ds18b20();write_18b20_byte(0xcc); /跳过读序号列号的操作 write_18b20_byte(0xbe); /读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度，依次读取tlv=read_18b20_byte();/ 温度值低位字节（其中低4位为二进制的“小数”部分最小0.0625量）thv=read_18b20_byte();/ 高位值高位字节（其中高5位为符号位）tmhromv=read_18b20_byte();/ 读取温度设定上限值tmlromv=read

21、_18b20_byte();/ 读取温度设定下限值void display_wendu(void)/数值转换 tlv = tlv 4; /将温度低四位移除，及去掉小数部分 thv = thv 7; /将设置温度值左移七位取最高位符号 else /如果不在设置状态 sign = tmv 7; /就将当前温度值左移7位取出符号位if (sign) /如果sign为1，表示最高位符号位为1，即表示负数 if (settf) /如果在设置状态，显示设定值，将负数变成正数方便处理，因为18b20的负温度是用补码表示的，即 负数=正数+1，那么倒推过来，正数=（负数-1） led_one = (tmlse

22、tv-1) / 100; /第一位数码管显示设定时的百位 led_two = (tmlsetv-1) - led_one * 100)/10; /第二位数码管显示设定时的十位 led_three = (tmlsetv-1) - led_one * 100 - led_two * 10; /第三位数码管显示设定时的个位 else /如果不在设定状态就显示当前采集的温度值 led_one = (tmv-1) / 100; /第一位数码管显示正常时的百位 led_two = (tmv-1) - led_one * 100)/10; /第二位数码管显示正常时的十位led_three = (tmv-1)

23、 - led_one * 100 - led_two * 10; /第三位数码管显示正常时的个位else /否则sign为0，表示最高位符号位为0，即表示正数，一下一段注释同上 if (settf) led_one = (tmlsetv) / 100; led_two = (tmlsetv - led_one * 100)/10; led_three = tmlsetv - led_one * 100 - led_two * 10; else led_one = (tmv) / 100; led_two = (tmv - led_one * 100)/10; led_three = tmv -

24、 led_one * 100 - led_two * 10; /将以上数据处理的值转换为led字段if (led_one) /如果第一位数码管显示为1，即百位显示1，超过了一百led_two = leddisled_two; /十位就显示十位的值else /如果没有超过一百，即只有两位时，也有两种情况led_two = leddisled_two;/显示十位if (sign) /如果为负数时led_one = leddis11;/第一位数码管，即百位显示“负号”else /如果不为负数时if (led_one = 0) /百位为0时，百位不显示led_one = leddis10;else /

25、否则显示百位led_one = leddisled_one;led_three = leddisled_three; /各位始终就显示个位的值led_four = leddis12;void init (void) jdq=1; ledport=0xff;/*/文 件 名:key.c/功 能:短击连击/调用方法:unsigned char keyvalue = readkey();/说 明:该程序不适用于阵列键盘./ 该程序不需要使用定时器./ 调用处要加入switch语句来判断相应按键按下并执行相应动作./ 如需要在按键松开后执行动作,则调用函数需要定义一个bit标志位,在default语句

26、里判断标志位状态./ key_wobble_time 指程序程序执行次数.实际应用中要根据程序的长短来调整成合适的数值./ /备 注:程序思路是当按键被按下时开始计算程序的执行次数,如小于key_wobble_time,则认为按键没有被按下./ 引用自/forum/thread-12239-1-1.html,略做更改. / keil编译时会提示warning c291: not every exit path returns a value.不影响使用. /*/uchar readkey() /判断哪个键被按下static uchar lastkey =

27、 no_key_value ;static uint keycount = 0;static uint keyovertime = key_over_time;uchar keytemp = no_key_value ;keytemp = key_io & no_key_value ; /读取键值if(keytemp = no_key_value ) /无按键按下时keycount = 0; keyovertime = key_over_time; bz=0;return no_key_value ;else /有按键按下时 if(keytemp=lastkey) if(+keycount =

28、 key_wobble_time) /不是第1次按下判断抖动是否结束 return keytemp; /去抖结束,返回键值 /短按时，将标志置0，说明在短按，闪烁 else if(keycountkeyovertime) keycount = 0; keyovertime = key_quick_time;bz=1;/长按将标志置1，不闪烁 return no_key_value ; else /是第1次按下则保存键值,下次执行此函数时与读到的键值作比较 lastkey = keytemp ; /保存第1次读到的键值 keycount = 0; /延时计数器清零 keyovertime = k

29、ey_over_time ; return no_key_value ; /void main() init();read_18b20_first(); /先读一次温度，避开85度tmhsetv=tmhromv; tmlsetv=tmlromv; config18b20(); settf=0; while(1) num+;if(num=40)num=0;keyv=readkey();if(keyv=0x0e)settf=settf;cs=0;if(settf)if(keyv=0x0d)cs=0;tmlsetv=tmlsetv+1;tmhsetv=tmlsetv+2;if(keyv=0x0b)cs=0;tmlsetv=tmlsetv-1;tmhsetv=tmlsetv+2;if(tmlsetv=60)tmlsetv=60; if(tmlsetv200)cs=0;settf=0;config18b20(); read_18b20_temprature();/读出温度高低位thv、tlv及温度限制tmromv display_wendu();if(settf)if(!bz) /短按下闪烁if(num20)ledport=0xff;else