单片机原理与接口技术-基于单片机的温度采集器设计实验

1、单片机原理与接口技术课程实验报告 实验十二 温度采集器的设计院 系： 班 级： 同组人员： 指导老师； 设计时间：2012年1月6日一：实验目的和设备1.1实验目的本设计要使用新的开发箱，要求开始的时候LCD12864能够显示开机欢迎的图形画面。设置一个按键，按下就开始采集温度值。使用DS18B20温度传感器获取温度数据，使用LCD12864显示出来。1.2实验设备 直流电源.一台计算机.一个12864液晶.一个集成51单片机芯片 各种数据线等二： 系统总体设计方案本系统是一个基于单片机AT89C51的数字温度计的设计，用来测量环境温度。整个设计系统分为4部分：单片机控制、温度传感器、lcd显

2、示以及按键控制电路。整个设计是以AT89C52为核心，通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换。单片机把采集到的温度进行相应的转换后，使之能够方便地在LCD上输出。采用12864液晶屏显示温度。三：系统硬件分析与设计 1.总体结构 PC机51集成芯片（内含18b20）USB连接12864液晶显示屏2.各部件原理图： 12864与单片机接口的连接图。1.模块主要引脚说明1 RS 数据选择信号/并行的指令2 R/W 并行的读写选择信号3 E 并行的使能信号4 DB0DB7 数据口 （对应单片机的P0口）2.接口时序8位并行连接时序图MCU写资料到模块MCU从模块读出资料汉字

3、显示坐标起始位置：18b20原理图1. DS18B20引脚定义： (1)DQ（p13口）为数字信号输入/输出端； (2)GND为电源地； (3)VCC为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。2. 测温工作:温度传感器DS18B20连接时I/O口上要接一个上拉10K左右的电阻，这样可以保证温传感器工作时候的精度，还有抗干扰的作用。温度传感器检测外界的温度，得到的数据，将进行数据的转换，转换完成的温度数字将会保留，然后在液晶上显示。3. 重要特性： 1.独特地单线接口只要一个端口引脚进行通信。必须先建立ROM通信协议，才能进行存储器和控制操作。因此，控制器必须首先提供下面5个ROM操作命

4、令之一：1.读ROM 2.写ROM 3. 搜索ROM 4. 跳过ROM 5. 报警搜索。 2.简单的多点分布应用。 3.无需外部器件 4.可通过数据线供电 5.零待机功耗 6.测温范围-55+125度 ，以0.5度递增。 7.温度以九位数字量读出。 三：软件设计1. 程序流程图 开始初始化显示及DS18B20按键检测显示欢迎界面无键按下或状态为0有键按下状态为1读出温度在LCD上显示温度2. 程序代码：#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit key = P32; sbit

5、lcden=P26; /定义lcd使能端sbit lcdrs=P24; /定义lcd数据命令选择端sbit lcdwr=P25; /定义lcd读写选择端sbit lcdrd=P21; /定义并串选择端sbit DQ=P13; /定义DS18B20数据线引脚端uchar high,low;char a,d2,d1,d0; float f_temp;uint i,j,temp;uchar code line1="欢迎进入："uchar code line2="当前室温："uchar code line3="00.0度"void delay

6、_ms(uint z) /延时z毫秒 uint x,y;for(x=z;x>0;x-) for(y=115;y>0;y-);LCD驱动/-用户界面文字显示函数void face_dis() wr_cmd(0x30); /选择功能：8位数据基本指令操作wr_cmd(0x0c); /整体显示开，不显示光标wr_cmd(0x01); /lcd清屏wr_cmd(0x02); /游标归原点wr_cmd(0x80); /设置第零行起始位for(a=0;a<10;a+) /写入第零行数据 wr_dat(line1a);wr_cmd(0x90); /设置第一行起始位for(a=0;a<

7、10;a+) /写入第一行数据 wr_dat(line2a); /-用户界面数据显示函数-void dat_dis()wr_cmd(0x8c); /显示温度wr_dat(0x30+d2);wr_dat(0x30+d1);wr_dat(0x2e); /写入“.”号wr_dat(0x30+d0); /-初始化函数void init()delay_ms(20); /等待液晶输入电源稳定lcdrd=1; /选定lcd与单片机并行连接lcdwr=0; /因为我们不需要从lcd模块读数据，所以可直接将此端口清零，便于之后利用矩阵键盘face_dis(); /显示用户界面18b20驱动/-温度获取函数-vo

8、id get_temp() init_temp(); /初始化，复位并获取应答信号wr_temp(0xcc); /跳过ROMwr_temp(0x44); /开始温度转换delay_ms(100); /等待温度转换完成init_temp(); /将DS18B20复位wr_temp(0xcc); /跳过ROMwr_temp(0xbe); /读暂存器low=rd_temp(); /读取低8位high=rd_temp(); /读取高8位temp=high;temp<<=8;temp=temp|low; /将读取的低8位和高8位合并f_temp=temp*0.0625; /温度在寄存器中为1

9、2位 分辨率位0.0625°temp=f_temp*10+0.5; /精确到十分位，四舍五入d2=temp/100; /显示数据：十位d1=temp%100/10; /显示数据：个位d0=temp%10; /显示数据：十分位/-主函数-void main() bit flag; flag=0;init(); /lcd初始化 while(!flag) if(key = 0)flag=1; while(1) get_temp(); /获取温度 dat_dis(); /显示温度 四：设计中优缺点优点：结构简单易懂、并没有进行很多的修饰，温度采集是个实时采集的数据，并不是只取测试时的温度。缺

10、点：功能少，没有分屏，温度采集不是很精确。五：总结： 经过将两天的单片机课程设计，终于完成了我们的温度采集器的设计，虽然没有完全达到设计要求，但从心底里说，还是高兴的，毕竟这次设计最终还是做出结果来了。 在本次设计的过程中，我发现很多的问题，虽然以前还做过这样的设计但这次设计真的让我长进了很多，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，尤其是本次设计着实让我头大，改了很多，参考了很多，也请教了N个人，通过这次的设计我明白了时序才真正是数字芯片的灵魂，所有的程序我们都可以通过对其时序的理解来实现对其操作，同时体会

11、到了单总线结构的魅力。 从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中才是王道，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。 最重要的是本次设计是三个人一组，让我们有种组队做单片机开发项目的感觉，毕竟一个项目只靠一个人是很难完成的，今后我们做的项目肯定要多人协作。在这次设计过程中培养了我们的团队协作精神，便于我们走到工作岗位后能很快适应工作环境。六：评价 本次题目着实选的比较难，一开始觉得弄个12864的驱动18b20的驱动在通过自己的一点编程把温度通过液晶显示出来就可以了，可是实际

12、做起来可不是这样的，液晶是各种不显示啊，花了很多时间都在搞液晶的显示，到最后其实是开发板的接口有问题。我们又用的自己的51集成板子，经过我们的努力终究还是做出结果来了，但是并没有很好的完成题目所给的要求。七：意见希望1.课程设计时间能多一些。2.最好实验室能够上网，方便大家查阅资料。附录程序代码：#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit key = P32;sbit lcden=P26; /定义lcd使能端sbit lcdrs=P24; /定义lcd数据命令选择端sbit l

13、cdwr=P25; /定义lcd读写选择端sbit lcdrd=P21; /定义并串选择端sbit DQ=P13; /定义DS18B20数据线引脚端uchar high,low;char a,d2,d1,d0; float f_temp;uint i,j,temp;uchar code line1="欢迎进入："uchar code line2="当前室温："uchar code line3="00.0度"/-毫秒级延时函数-void delay_ms(uint z) /延时z毫秒 uint x,y;for(x=z;x>0;x-

14、) for(y=115;y>0;y-);/-lcd写指令函数-void wr_cmd(uchar cmd)lcden=0;lcdrs=0;P0=cmd;delay_ms(1);lcden=1;delay_ms(1);lcden=0; /-lcd写数据函数-void wr_dat(uchar dat)lcden=0;lcdrs=1;P0=dat;delay_ms(1);lcden=1;delay_ms(1);lcden=0; /-用户界面文字显示函数-void face_dis() wr_cmd(0x30); /选择功能：8位数据基本指令操作wr_cmd(0x0c); /整体显示开，不显示

15、光标wr_cmd(0x01); /lcd清屏wr_cmd(0x02); /游标归原点wr_cmd(0x80); /设置第零行起始位for(a=0;a<10;a+) /写入第零行数据 wr_dat(line1a);wr_cmd(0x90); /设置第一行起始位for(a=0;a<10;a+) /写入第一行数据 wr_dat(line2a);wr_cmd(0x8c); /设置第二行起始位/*for(a=0;a<6;a+) /写入第二行数据 wr_dat(line3a); */ /-用户界面数据显示函数-void dat_dis()/if(key = 0) wr_cmd(0x8c)

16、; /显示温度wr_dat(0x30+d2);wr_dat(0x30+d1);wr_dat(0x2e); /写入“.”号wr_dat(0x30+d0); /-初始化函数-void init()delay_ms(20); /等待液晶输入电源稳定lcdrd=1; /选定lcd与单片机并行连接lcdwr=0; /因为我们不需要从lcd模块读数据，所以可直接将此端口清零，便于之后利用矩阵键盘face_dis(); /显示用户界面/-获温部分：初始化函数-void init_temp()DQ=0; /拉低总线，产生复位信号i=80;while(i>0)i-; /延时480960usDQ=1; /拉

17、高总线i=4;while(i>0)i-; /延时1560uswhile(DQ); /等待产生应答脉冲i=70;while(i>0)i-; /延时至少480us/-获温部分：写函数-void wr_temp(uchar dat) /写1个字节bit testb;for(j=8;j>0;j-) testb=dat&0x01; dat=dat>>1; if(testb) /写1 DQ=0; /拉低总线，产生写时间隙 i+; /延时大于1us DQ=1; /拉高总线 i=8; while(i>0)i-; /延时至少60us，供DS18B20采样 else /

18、写0 DQ=0; /拉低总线，产生写时间隙 i=8;while(i>0)i-; /保持至少60us，供DS18B20采样 DQ=1; /拉高总线 i+;i+; /-获温部分：读函数-uchar rd_temp() /读1个字节bit b; /定义存放接收到的1个字节uchar i_b;uchar rdbyte;for(j=8;j>0;j-) DQ=0; /拉低总线，产生读时隙 i+; /延时大于1us DQ=1; /释放总线 i+;i+; /给一定时间让总线释放 b=DQ; /读取数据 i=8;while(i>0)i-; /延时至少60us i_b=b; rdbyte=(i_b<<7)|(rdbyte>>1);