C51课程设计报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上中南林业科技大学单片机C51程序设计课程设计报告设计名称： 温度报警系统 姓 名： 高枫 学 号： 专 业： 2016级电子信息工程一班 院 （系）： 计算机与信息工程学院 设计时间： 2018秋第1518周 设计地点： 中南林业科技大学 指导教师评语： 成绩： 签名： 年 月 日目录一、 题目二、 任务与要求三、 课程设计摘要及整体框图1、 总体设计思路概述2、 硬件设计概述3、 软件设计概述4、 程序流程图四、 课程设计原理分析及相关知识概述五、 结论六、 体会与收获附件：1、 源程序代码（加注释）2、 整体电路原理图3、 元器件清单一、题目设计一个可调时、可设置

2、温度并报警的温度报警系统二、任务与要求一）、任务： 设计并制作一个基于LCD1602液晶显示，采用DS1302时钟芯片显示时间，DS18B20采集温度的可调时，可设置报警温度的温度报警系统。二）、要求：利用单片机CPU芯片STC89C52、LCD1602、DS18B20、DS1302、蜂鸣器、按键等，设计一个可调时、可设置温度并报警的温度报警系统。由DS18B20感知环境温度、DS1302时钟芯片控制时间运行，利用单片机外部中断INT0、INT1及按键设置温度和时间、用LCD1602显示，当超过设置温度3的时候蜂鸣器报警。三、课程设计摘要及整体框图 一）课程设计摘要：本设计通过LCD1602显

3、示由DS1302设置的时间（时、分、秒）、DS18B20采集的环境温度（摄氏度）、以及通过外部中断INT0、INT1两个中断即独立按键K4、K1、K2设置当前时间，按键K3设定目标温度。当环境温度在目标温度的3的范围内时蜂鸣器不报警，否则蜂鸣器报警。LCD1602液晶显示DS1302设置时间二）整体框图按键K3即外部中断0STC89C52芯片按键K4即外部中断1蜂鸣器报警DS18B20采集温度三）总体设计思路DS1302是一个精确的时钟芯片，能够计算2100年前的时间，具有闰年调整的能力，设计只需要用到芯片的时、分、秒。DS18B20是一款性能优良的数字温度传感器，通过DS18B20采集实时环

4、境温度，外部中断0设置目标温度，当二者温度相差大于3时，蜂鸣器报警，否则正常测量。通过外部中断1进入时钟调时功能，通过按键K1，移位，按键K2进行加一操作，来调整时钟的时分秒。四）硬件设计概述本设计通过仿真平台Protues 7.0进行基础的硬件仿真操作，先添加添加元器件AT89C52芯片 以及一些其他的电阻，电容和按键，其中P30, P31, P32, P33口分别连接独立按键K1,K2,K3,K4。DS18B20，DS1302分别在对应的端口正确连接即可。需要注意的是，DS18B20在仿真时不会出现真实的温度值，在连接LCD1602时，则需要添加上拉电阻，本设计的硬件设计较为简单，在此不再

5、一一赘述，详见附件硬件设计原理图。五）软件设计概述软件采用头文件方式编程，分为主程序模块TCmain模块，LCD1602初始设置模块，DS18B20初始设置模块，DS1302初始设置模块四个部分。其中LCD1602初始设置模块,DS18B20初始设置模块,DS1302初始设置模块，均是根据三个原件的时序图来编写，固定使用。详见附件源程序代码。这里主要介绍TCmain模块，在这里调用DS18B20采集的温度并进行装换，设置的时间均通过LCD1602显示出来。采用了外部中断0 1，在这两个中断服务程序里面，一个进行再数组里面移位，进行温度显示。另外一个设置时间进入调时功能以及正常显示功能。6）程序

6、流程图TCmain四、课程设计原理分析及相关知识概述1、LCD1602也称1602字符型液晶，专门显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。由若干个5x7或5x10的点阵字符位组成，显示通过ASCII码值直接显示。写入显示地址要求最高位D7位为高电平，写入数据应该加上0x80.2、DS18B20数字温度传感器可用于多种场合，具有适应电压范围宽、精度高、抗干扰纠错能力强、速度快的特点。核心功能是可以直接读出数字的温度数值。其默认精度为12位即0.0625，通过初始化时序、读时序、写时序进行传感器的初始化。得到的12位数据，前五位为符号位。大于0时数据乘以0.0625即可得到实际温度。3、DS1302

7、时钟芯片具有计算2100年之前的秒、分、时、日、月、年、周以及闰年调整的能力。采用SPI 3线接口，采用双电源供应。共有12个寄存器，存储格式为秒、分、时、日、月、周、年，存放数据格式为BCD码形式。数据输入输出均从低位0到高位7。在液晶显示时要将BCD码转化成二进制码，转换方式为当4位二进制码大于1001时加6即可。五、结论下载到单片机开发板上验证的，设计的温度报警装置基本实现了功能。但是较为遗憾的是，由于DS18B20温度传感器测量得到的温度与实际的环境温度有较大的误差。比如手机显示天气温度为2，但是传感器测量得到温度为9。再者就是由于DS1302与DS18B20二者的时序冲突问题，在调整

8、时间时，温度传感器不能与C52芯片通信，此刻温度会显示零。六、体会与收获在大二由周凯老师讲述单片机课程时，采用的是汇编语言讲述，但是具体操作时采用的是C语言编写，二者有较大的区别，并不能详细理解单片机的内涵。并且由于上学期周老师讲述进度过慢，后面的SPI总线、I2C、LCD602等均没有经过系统学习。本学期不仅仅系统学习基于硬件的C51语言，也系统学习了I2C、LCD1602、DS18B20等元器件的使用。谢老师认真负责，讲述详实，本学期收获颇丰。本次课设是对这学期所学知识的总结，所做的温度报警装置用到了LCD1602、DS18B20、DS1302、中断以及基本的C51知识，期间碰到了一些较为

9、棘手的问题，比如DS18B20和DS1302二者冲突不能同时同单片机通信，温度值一直为零，经过排查二者有段代码导致了时序冲突，解决这个问题后，就实现了所要实现的基本功能，较好的运用了本学期所学内容。 附件：1、源程序代码（加注释）1）主函数：#include "reg52.h"#include "math.h"#include "lcd1602.h"#include "DS18b20.h"#include "DS1302.h"sbit k1=P30; /按键K1 调时功能的移位键sbit k2=

10、P31; /按键K2 调试功能的加一键sbit k3=P32; /按键K3 温度设置键sbit k4=P33; /按键K4 进入调时功能的按键sbit beep=P15; /蜂鸣器接口typedef unsigned int u16;typedef unsigned char u8;u8 set,setp,p=0,a,g,f=0;u8 lcd35;u8 codel10=0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39;/LCD1602使用的ASCII码值u8 temp32=0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0

11、x07,0x08,0x09,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27, 0x28,0x29,0x30,0x31; /设置温度的数组，范围为BCD码值为0到31void Tctemp(int temp) /温度显示函数float tp;u8 i;if(temp<0) /温度值小于0则减一，取反temp=temp-1;temp=temp;tp=temp;temp=tp*0.0625*100+0.5;/加上0.5为了四舍五入；elsetp =temp;tem

12、p=tp*0.0625*100+0.5; lcd16=ltemp%10000/1000; /得到十位lcd17=ltemp%1000/100; /得到个位lcd18=0x2e; /小数点 . lcd19=ltemp%100/10; /十分位lcd20=ltemp%10; /百分位lcd21=0xdf;lcd22=0x43;/二者构成的符号lcdwrc(0xc9);/第四位开始显示for(i=16;i<=22;i+)lcdwrd(lcdi); a=temp/100; /温度取整数两位void Tctime()/时间显示与设置函数if(set=0) Ds1302ReadTime();else

13、if(k1=0)delay(10000);/延时消抖if(k1=0)if(setp>=2)/调整调时的位置setp=0;elsesetp+;if (k2=0)delay(10000);if (k2=0)TIMEsetp+;if(TIMEsetp&0x0f)>9)/*ASCII码换成BCD码，换算规则低四位大于9则低四位减六修正，计算机按补码运算，实际加六运算*/TIMEsetp=TIMEsetp+6;if(TIMEsetp>=0x60)&&(setp<2)/分秒只能到59TIMEsetp=0;if(TIMEsetp>=0x24)&&

14、amp;(setp=2)/小时只能到23TIMEsetp=0;lcdwrc(0x84);lcdwrd('0'+TIME2/16);/时 将BCD码值装换成ASCII码值lcdwrd('0'+(TIME2&0x0f); lcdwrd(':');lcdwrd('0'+TIME1/16);/分lcdwrd('0'+(TIME1&0x0f);lcdwrd(':');lcdwrd('0'+TIME0/16);/秒lcdwrd('0'+(TIME0&0x0

15、f);void init0() /中断初始化EX0=1; /外部中断0IT0=1;EX1=1; /外部中断1IT1=1;EA=1;void int0() interrupt 0/外部中断0delay(10000);if (k3=0)if(setp=31)p=0;elsep+;/温度设置的数组指针f=1; /按下按键开始比较void init2() interrupt 2 /外部中断1delay(10000);if (k4=0) set=set;setp=0;Ds1302Init();f=f;/*f取反的原因是，进入调时时温度会变 成0，为了防止此时蜂鸣器响起，因此取反*/void dis()

16、/设置温度显示函数u8 i;lcd23= 0x53;lcd24= 0x65;lcd25= 0x74;lcd26= 0x3a;lcd27= ltempp/16;/BCD码装换成ASCIII值lcd28= ltempp&0X0f;lcd29=0xdf;lcd30=0x43;lcdwrc(0xc0);for(i=23;i<=30;i+)lcdwrd(lcdi);g=(tempp/16)*10+(tempp&0x0f); /设置的温度计算得到两位整数if (abs(a-g)>3)&&(f=1) /温差大于3时蜂鸣器响for(i=100;i+;i<=20

17、000)beep=beep;delay(i);void main() lcdinit();init0();while(1) Tctemp(Ds18b20ReadTemp(); Tctime(); dis();2）LCD1602初始化函数根据1602的时序图编写初始化函数，时序图如下其中RS=0 写入数据，RS=1 写入命令#include "lcd1602.h"void delay(unsigned char i)/延时函数while(i-);void lcdwrc(unsigned int c)/写入命令delay(1000);RS=0;RW=0;E=0;P0=c;E=1

18、;delay(1000);E=0;void lcdwrd(unsigned char dat)/写入数据delay(1000);RS=1;RW=0;E=0;P0=dat;E=1;delay(1000);E=0;RS=0;void lcdinit()/初始化delay(500);lcdwrc(0x38); /8位总线，显示两行，5x10的点阵delay(500);lcdwrc(0x80); / 设置指针起点lcdwrc(0x01); /清屏指令lcdwrc(0x06); /光标右移，屏幕不移动lcdwrc(0x0c); /显示功能开，无光标3）LCD1602头文件#ifndef _lcd1602

19、_#define _lcd1602_#include "reg52.h"sbit RW=P25;sbit RS=P26;sbit E=P27;void delay(unsigned char i);/延时函数void lcdwrc(unsigned int c);/写入命令void lcdwrd(unsigned char dat);/写入数据void lcdinit();/初始化#endif4) DS1302初始化函数根据DS1302时序写入初始化函数#include "DS1302.h"uchar code READ_RTC_ADDR7 = 0x81

20、, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d; uchar code WRITE_RTC_ADDR7 = 0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c; /DS1302时钟初始化2019年1月1日星期1 00点00分00秒。uchar TIME7 = 0, 0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x02, 0x18; /存储顺序是秒分时日月周年,存储格式是用BCD码void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat)uchar n;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;/先将SCLK

21、置低电平。_nop_();RST = 1; /然后将RST(CE)置高电平。_nop_();for (n=0; n<8; n+)/开始传送八位地址命令DSIO = addr & 0x01;/数据从低位开始传送addr >>= 1;SCLK = 1;/数据在上升沿时，DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;_nop_();for (n=0; n<8; n+)/写入8位数据DSIO = dat & 0x01;dat >>= 1;SCLK = 1;/数据在上升沿时，DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;_nop_();

22、 RST = 0;/传送数据结束_nop_();uchar Ds1302Read (uchar addr)uchar n,dat,dat1;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;/先将SCLK置低电平。_nop_();RST = 1;/然后将RST(CE)置高电平。_nop_();for(n=0; n<8; n+)/开始传送八位地址命令DSIO = addr & 0x01;/数据从低位开始传送addr >>= 1;SCLK = 1;/数据在上升沿时，DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;/DS1302下降沿时，放置数据_nop_();_no

23、p_();for(n=0; n<8; n+)/读取8位数据dat1 = DSIO;/从最低位开始接收dat = (dat>>1) | (dat1<<7);SCLK = 1;_nop_();SCLK = 0;/DS1302下降沿时，放置数据_nop_();_nop_();/以下为DS1302复位的稳定时间,必须的。SCLK = 1;_nop_();DSIO = 0;_nop_();DSIO = 1;_nop_();return dat;void Ds1302Init()uchar n;Ds1302Write(0x8E,0X00); /禁止写保护，就是关闭写保护功能f

24、or (n=0; n<7; n+)/写入7个字节的时钟信号：分秒时日月周年Ds1302Write(WRITE_RTC_ADDRn,TIMEn);Ds1302Write(0x8E,0x80); /打开写保护功能void Ds1302ReadTime()uchar n;for (n=0; n<7; n+)/读取7个字节的时钟信号：分秒时日月周年TIMEn = Ds1302Read(READ_RTC_ADDRn);5）DS1302头文件#ifndef _DS1302_H_#define _DS1302_H_#include<reg52.h>#include<intrin

25、s.h>#ifndef uchar#define uchar unsigned char#endif#ifndef uint #define uint unsigned int#endifsbit DSIO=P34;sbit RST=P35;sbit SCLK=P36;void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat);uchar Ds1302Read (uchar addr);void Ds1302Init();void Ds1302ReadTime();extern uchar TIME7;/加入全局变量#endif6）DS18B20初始化函数DS18B2

26、0时序图#include "DS18b20.h"void Delay1ms (uint y)uint x;for( ; y>0; y-)for(x=110; x>0; x-);uchar Ds18b20Init()uchar i;DSPORT = 0; /将总线拉低480us960usi = 70;while(i-);/延时642usDSPORT = 1;/然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us60us后总线拉低i = 0;while(DSPORT)/等待DS18B20拉低总线Delay1ms(1);i+;if(i>5)/等待>5MS

27、return 0;/初始化失败return 1;/初始化成功void Ds18b20WriteByte (uchar dat)uint i, j;for(j=0; j<8; j+)DSPORT = 0; /每写入一位数据之前先把总线拉低1usi+;DSPORT = dat & 0x01; /然后写入一个数据，从最低位开始i=6;while(i-); /延时68us，持续时间最少60usDSPORT = 1;/然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值dat >>= 1;uchar Ds18b20 ReadByte()uchar byte, bi;ui

28、nt i, j;for(j=8; j>0; j-)DSPORT = 0;/先将总线拉低1usi+;DSPORT = 1;/然后释放总线i+;i+;/延时6us等待数据稳定bi = DSPORT; /读取数据，从最低位开始读取/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/byte = (byte >> 1) | (bi << 7); i = 4;/读取完之后等待48us再接着读取下一个数while(i-);return byte;Void Ds18b20 ChangTemp()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc);/跳过ROM操作命令 Ds18b20WriteB