单片机设计关于ds18b20的温度控制系统

1、百度文库-让每个人平等地提升自我一、系统设计1.1项目概要温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过 低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命 产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因 素,基于AT89s52的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、 价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。L 2设计任务和要求：采川DS18B20作为温度传感器进行温度检测。对采集温度进行显示（显示温度分辨率采集温度数值应采用数字滤波 措施，保证显示数据稳定°设计相应的温度控制电路，根据测得

2、的温度情况对加热器进行控制，将温度保持 在设定温度。通过按键设置温度上下限，超限通过LED、蜂鸣器报警。二、硬件设计2.1硬件设计概要根据需求，我们将系统分为五个模块，信息处理模块，温度采集模块、控制调节 模块、报警电路模块，显示模块。2. 2信息处理模块AT89S52是ATMEL公司的以8031核构成的8位Flash单片机系列。这个系 列单片机的最大特点就是在片内含有Flash存储器，AT89S52单片机是一种低功 耗高性能的CMOS8位微控制器，内置8KB可在线编程闪存。该器件采用Atmel 公司的高密度非易失性存储技术生产，其指令与工业标准的80C51指令集兼容。 片内程序存储器允许重复

3、在线编程，允许程序存储器在系统内通过SPI申行口改 写或用同用的非易失性存储器改写。通过把通用的8位CPU与可在线下载的 Flash集成在一个芯片匕AT89s52便成为一个高效的微型计算机。它的应用范 围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低。单片机模块如图（1）所示。9 1Il r20pF11 RL119h VT Al dDA n/ARA39I|一I I . . 20pF.R5:.:乡,q9f zn 1 Ml_ 1LU U/>LJUPO.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3PO 4/AC4PO 5/AD5 P0.6/AD6RSIP0.7/AD7P2 0/A8 DO &

4、lt; /AQ38A3736353433321OK<TEXT>.292122>您修修.LN . "T9 P2.2ZA10232430PSENP2.o/M 1ALEP2.4ZA12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/M5P1 0/T2P3.0/RXDP1.1/T2EXP3.1/TXD253126127281023411_12-TTP1.2P3.2/INT0PI .3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RT89C52图单片机模块2. 3温度采集模块2. 3.1传感器DS

5、18b20简介DALLAS最新单线数字温度传感器DS18b20简介新的“一线器件”，体积更 小、适用电压更宽、更经济。Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18b20 是世界上第一片支持“一线总线”接口温度传感器。一线总线独特而且经济的特 点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新的概念。 DS18b20、DS1822 “一线总线”数字化温度传感器同DS1820 一样，DS18b20也支 持“一线总线”接口，测量温度范围为-55C '+125C,在-10+85范围内，精度为0. 5o DS18b20的精度较差为212o现场温度直接以“一线总线”的 数字方式传输，大

6、大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量， 如：环境控制、设备或过程控制、测量类消费电子产品等。与前一代产品不同， 新的产品支持3V5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品 更便宜，体积更小。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的实验板原 理接线图如图（2）：图（2） DS18b20的实验板接线图其中：DQ为数字信号输入/输出端；GXD为电源地；VDD为外接供电电源输 入端（在寄生电源接线方式时接地）2. 3.2实验模拟电路图温度检测控制模拟电路图dsl8b20原件及其连线

7、如图（3）温度此传感器上 显示的温度同步显示到LED显示器上，并有加温，减温按钮。2. 3. 3程序流程图i程序流理图 图（4）主程序流程图开始初始化干程序流程图图（5）初始化子程序流程图准务工出效堀Outduta 读1次数=8准备月人敷融主F件发出低电平主0件发出低电平lfldldltA»lC¥送至!>QjskviEis主4»件开放总酸Ouldafu»lMJKdq=iOulciata | 0x80JS 时琏时A45”主善件格放息线InduCa写入次敷=8字官读匕手程用流程图图（6）读按键的程序流程图2.4控制调节模块2. 4.1升温调节系统通过继

8、电器的开合来控制加热片电路的通断，来达到设温效果，我们预设温度为25度，当温度低于25度时，单片机P3. 6引脚输出高电平，继电器导通，对 温度传感器加热，加热模块如图（7）所示。图（7）加温控制电路2. 4.2温度上下限调节系统通过按键控制键选着调节对象，通过上升下降调节值大小，模拟电路图如 图（78主控电路：我们设定温度为030度，为表示方便，这里让，控制开关, 升温开关，降温开关分别为，kl, k2, k3,开始显示的是当前温度，K1主控开 关，用来控制进入的是当前温度，温度上限，下限的调节界面。按kl, 一次进 入三个界面。按K2为加1开关，按一下，加1, k3减1开关，按一下，减L

9、例如：开始时显示的是当前温度界面，按下kl进入高温设定界面，显示器上显 示当前.温度和温度上限，按k2,上限加1,按k3,上限减1,再按kl进入显现 设定界面，显示器显示当前温度，和温度下限，按k2,下限加1,按k3,下限 减1,再按kl,进入显示当前温度界面。如图（8）2. 4. 3报警电路系统通过;ed灯而闪烁以及蜂鸣器的鸣叫实现报警，如果温度超过上限灯D4亮, 蜂鸣器鸣叫,低于下限灯D2亮，蜂鸣器鸣叫。常温D1亮如图（9） （10）o图（8）温度设定开关R8.220,<TEXT>R9.D2偏昌Di 灯ai> ._I220. <TEXT>R6.髓.<TE

10、XT>D4 ,220 <TEXT>P2.4P2.3P2.5图（9）报警模块图(9) P3.7接蜂鸣器2. 5显示模块通过采集dsl8b20的温度，同步显示到LED显示器上，精确到小数点后第一位。 如下图LCD fLM016LVCCRP1 . RESPACK-8 <TEXT>>P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.WA8P2.1/A9P2.2/A10 DO393835342124<TEXT>图(9)显示电路三、仿真后，部分显示成果tCD« *

11、-办 31， * *图(10)开始启动时，显示学号P1MC4 ，酎9,3SPIMG1 ,3C4Tenperat-ure is ® 8图(11)显示当前温度6"T-SasXM,M4丫一1MJD ru*rMa ，一 XM42一Ten per a lure is9M 1U6"“ xz/T . r q «£2J a Z 628 SS Sb * * *"*" I * . cnm W，蜕. U14PMD 4»1>4图(12)温度低于低温下限，低温报警灯凫，蜂鸣器鸣叫图(13)温度高于温度上限，高温报警灯凫，蜂鸣器鸣叫四、

12、两周实习总结这次单片机实习我们小组做的是温度检测。之前老师给了 3个题目，让选择， 但为了避免大家不撞车，按学号来，我是02号，分到了做温度检测的题目，刚开始接触到题目，一头雾水，因为我们组的成员都是大三才接触到单片机，都是 菜鸟级的任务，第一周，我从网上下栽了，基于8051+PR0TEUS仿真100实例 这个文档，从最简单的点亮一个流水灯，让数码管显示数字开始，笫一周就做了 这些简单的例子，100例做了 20多个。刚开始很慢，仿真模型里的原器件都不 会找，编的程序编译时总出现报警、错误。一遇到错误我们就慌了神了，所以起 步很难。后来在老师和同学的帮助下，慢慢积累，知道了常见的报警和错误的解

13、决方法，编完调试成功20个例子后，算是对单片机有了一定的基础。但这时一 周已经过去了，别的小组已经仿真通过，开始实际运行了，而我们这组才开始。第二周开始了，笫一天我们没做设计，把各个小组的程序，电路图都拿来看， 不懂得就请他们帮忙讲解由于前面有了知识，一些模块都看得懂，学得很快了。 发现主要是把各个模块融合到一起，头文件写到最前面，通过函数的调用！给单 片机接口高低电平，来实现功能。这正好是我们的强项，一星期20个例子的功 劳。第二天我们开始自己编程，但是融合的过程中总出现错误，要嘛是变量没定 义，要嘛是头文件重复！还有一个，报警电路的数码管总是不完，但单片机对应 的接口有高低电平的变化，实际

14、电路板上也成功，这个问题困扰了我们很久，怎 么办都不痛，当时有想砸电脑的冲动，后来还是解决了，原来，是标号标错了位 置,一点小问题，困扰了我们2天。当解决这个问题时，那心灵的喜悦是这辈子 都忘不了的！通过两周的实习，我们从一个小白成长为一个对单片机入了门，并能实现简单 的编程，还能解决实际问题的小人物了！虽然过程很苦，每天对着电脑，就吃饭 和上洗手间离开板凳！ 一直盯着屏幕看！不过2周熬过来了，收获蛮大的！例如 后来我乂在我们的程序中加入了降温程序！温度高，调动电动机吹风降温！感觉无论做什么事都要吃得了苦受得了罪，天下没有什么事是难的，只有懒惰 的人，只要用心去做，什么事都能成功！五、致谢两周

15、的实习中，我遇到了许许多多的困难，但我能走过来，这和我组成员共 同研究，共同讨论问题的辛勤是分不开的，灰心时我们相互鼓励，相互打气，。 感谢同组成员。开始接触单片机，我是一个小白级人物，谢谢把我领入门的同班 同学们，当我有问题请教时，他们会放下手头的匚作，倾心为我解答，程序编译 错误时，他们会帮我一起看提示，该错误！谢谢同班同学们！当然，我们实习时.，老师一直陪伴着我们，尽管我没有问过老师问题，老师也没 有帮我调试程序，但还是要谢谢刘老师，吕老师，你和我们在一起，无形中给了 我们莫大的动力！同时也起到了监督我们的作用，使我们不能够偷懒，不会出现 有一组同学完成了，那么全班都完成了的情况！正由于

16、你们的严格的要求，我们 这次实习才能圆满的完成，同学们都做出了想要的结果。六、参考文献1郭天祥.新概念51单片机C语音教程一一入门提高开发拓展攻略ML北京：北京：电子工业出版社，2009.2韩广兴.电子元器件与实用电路基础M.北京：电子工业出版社，2005.3方大千,朱丽.电子控制系统装置制作入门装.北京:国防出版社,2006.4刘向举，刘丽娜.J.齐齐哈尔大学学报(自然科学版).2012(03)5黄文力，邓小磊.J.仪器仪表 用户.2011(06)6黄晓林.J.自动化技术与应用.2011(11)7王文，王直.J.电子设计工程. 2011(20)8陈锡华，贾磊磊.J.单片机与 嵌入式系统应川.

17、2011(09) 七、附录7. 1原理图RS4TFG .n»vxKCraiMia 231 raakMz ，mj2 ，W“ raxus rookJG ，2l”，：-jJFGR4a am.RWE rzwPZHM 口 力筋HI 歌和MZ F3g以 nsum 以，吊15P3YTZ>naOTSnmraxninarifQfm.tA, TTRL2.UWIiO.rec .7. 2参考程序#include<reg52. h>ttinclude <intrins. h>#define uchar unsigned charttdefine uint unsigned int

18、sbit DQ=P3c3;dsl8b20 与单片机连接口sbit RS=P2P;sbit RW=P2"1;sbit EN=P2c2;sbit keyadd=Pl*4;sbit keydel=P15;sbit keyok=Pl 6;sbit led_green=P23;sbit 1ed_ye11ow=P2 4;sbit led_red=P25;sbit shengwen=P3 6;sbit jiangwen=P3 5;sbit BEEP = P3 八 7;uchar code strl J = z/ Temperature is；uchar code str2口=;uchar code

19、 str3 = z/set_hightemp:;uchar code str4J = ，zset_lowtemp:卜uchar code str5 口=“studentNO:;uchar code str6=“32209102 9104;uchar data disdataLo;uchar set_hightemp=33, set_lowtemp=0;uchar p=0;uchar aa2;uint tvalue; 温度值uchar tflag;温度正负标志void delaylms (uint ms) 延时 1 毫秒 uint i, j;for(i=0;i<ms;i+)for(j=0;

20、j<U4;j+);void delayls(uint s) (uint i;for(i=0;i<s;i+) delaylms(1000);)/lllllllllllllllllllllllllllllllllllll 报警程序 void baojing(void) (unsigned int j;for (j = 49; j > 0; j)响 30ms(BEEP = "BEEP; 输出频率 800Hz P0 = 0x7E; 点亮 DOO 和 D07 delaylms (10); 延时 310us delaylms (10); 延时 310us )报警程序/nnnnn

21、innnnnnnnninnin void wr_com(uchar com) 写指令delaylms (1);RS=O;RW=O;EN=O;PO=com; /delaylms(1);EN=1;delaylms (1);EN=O;void wr_dat (uchar dat) 写数据delaylms (1);RS=1;RW=O:EN=O;PO=dat;delaylms(1);EN=1;delaylms (1);EN=O;void lcd_init ()初始化设置delaylms (15);wr_com(0x38) ; delaylms (5);wr_com(0x08);delaylms(5);w

22、r_com(0x01);delaylms(5);wr_com(0x06);delaylms(5);wr_com(0x0c);delaylms(5); _void display(uchar *p) 显示(while(*p!=,0,)wr_dat(*p);p+;delaylms (1);void init_play()初始化显示 lcd_init ();wr_com(0x80);display (str5);wr_com(0xc0);display (str6);delayls(3);Icd.init ();wr_com(0x80);display (strl);wr_com(0xc0);dis

23、play (str2);/*ds 18b20 程J宁*/ void delay_18B20(uint i)/延时 1 微秒while(i一); )void dsl820rst ()/*dsl820 复位*/(uchar x=0;DQ = 1;/DQ 复位delay_18B20(4); 延时 DQ = 0;/DQ 拉低delay_18B20(100); 精确延时大于 480us DQ - 1;拉局delay_18B20(40);uchar dsl820rd ()/*读数据*/uchar i=0;uchar dat = 0;for (i=8;i>0;i)DQ = 0; 给脉冲信号 dat&#

24、187;=l;DQ = 1; 给脉冲信号 if(DQ) dat =0x80;delay_18B20(10);)return(dat);) void dsl820wr (uchar wdata)/*写数据*/uchar i=0;for (i=8; i>0; i-)DQ = 0;DQ = wdata&OxOl; delay_18B20(10);DQ = 1; wdata»=l;) read_temp () /*读取温度值并转换*/uchar a, b;dsl820rst ();dsl820wr (Oxcc) ; *跳过读序列号*/ dsl820wr(0x44) ;*启动温度

25、转换*/ dsl820rst ();dsl820wr (Oxcc) ;*跳过读序列号*/ dsl820wr (Oxbe) ;*读取温度*/ a=dsl820rd();b=dsl820rd();tvalue=b;tvalue«=8;tvalue=tvalue a;if (tvalue<0x0fff) tflag=O;elsetvalue=tvalue+l;tflag=l;)tvalue=tvalue*(O. 625)，/温度值扩大10倍，精确到1位小数 return(tvalue);)/ /百度文库-让每个人平等地提升自我：(口呵 pF:(9gXQ)lUOO-JA：(0产)”pF

26、:(P8X0)iuoo-jm：(W4S)KBdSp 9SP ：(£JElS)XPdSTp (I=O)JT：(08X0)uioLjm _ )(40 auin)iunoo-A9 piOA(可藤中止皆 ：(£R”PS1P)”pm :(b+gox()uiodM草麻中也智 ：(9疗0)转PM：(步+KOX0)UIO0_JM玛H瞥：(SeWsTP)：("£Jxo)uioLm玛4圣普：(【FIRPSIP)2即一工打:4+Zoxo)wom玛旦丝智：(OR”PsP)”p一工治 ：(卜+1。*0)3。一工治可台场当者：GRP的W工即一工外 :什+0。、0) 3。一工外空皆土

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28、0 eiepsip:4.ppSp-j jpqon)当省身匍理()dsiP0Z81sp piOAif(keyadd=O)delaylms(5);if (keyadd=O)(if(ok=l) set_hightemp+; else set_lowtemp+; while (!keyadd);)else if (keydel=O)delaylms(5);if(keydel=O)(if(ok=l) set_hightemp;else set_lowtemp;while(Jkeydel);)void keyboard()(char ok=0;/if (p=0) set_hightemp=tvalue/10, set_lowtemp=tvalue/10;if (keyok-0)(delaylms (5);if (keyok-0)(ok+;while(Ikeyok);p-l;while(ok=l)(aa0=set_hightemp/10+0x30;aal=set_hightemp%10+0x30;key_count(1);if(keyok=0)delaylms(5);if(keyok=0)百度文库-让每个人平等地提升自我ok+;