单片机数字式温度计设计说明书(附带源程序)

武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书：学0121218700312课程设计题目学院专业班级姓名指导教师2015年1月18日学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：数字式温度计设计初始条件:1、设计与仿真软件:KeiluVision和Proteus精品文档放心下载要求完成的主要任务：感谢阅读1.18B20设计一款能够显示当前温度值的温度计；感谢阅读2.切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示;3.其他功能时间安排：2015年1月4-5日选择题目,布置任务武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书2015年1月6—8日功能分析，硬件设计及修改感谢阅读2015年1月9-13日软件设计与编程2015年1月14-18日调试并修改硬件组成

2015年1月19—20日编写任务说明书2015年1月21—22日确认提交版、答辩感谢阅读指导教师签名:年月日系主任（或责任教师）签名：年月日：本科生课程设计成绩评定表姓名性别:88谢谢阅读?谢谢阅读?感谢阅读感谢阅读:签字：年月日武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书目录1设计任务...................................................................................................................................................2谢谢阅读2设计方案谢谢阅读2.1任务分析............................................................................................................................................3谢谢阅读2.2方案设计............................................................................................................................................3谢谢阅读3系统硬件设计............................................................................................................................................5谢谢阅读3.1时钟电路设计感谢阅读3.2复位电路设计感谢阅读3.31602控制电路精品文档放心下载3.4DS18B20通信电路，开关电路设计..................................................................................................6感谢阅读3.5系统原理图感谢阅读4系统软件设计............................................................................................................................................8谢谢阅读4.11ms定时感谢阅读4.2DS18B20..........................................................................................................................8精品文档放心下载4.3对DS1802写一个字节的数据...........................................................................................................8感谢阅读4.41602的操作程序感谢阅读4.5温度测算及转换程序0精品文档放心下载5仿真与性能分析......................................................................................................................................11谢谢阅读5.1系统仿真过程1感谢阅读5.2系统性能分析1谢谢阅读6.小结与展望..............................................................................................................................................13感谢阅读参考文献.....................................................................................................................................................4谢谢阅读附录1元件清单........................................................................................................................................15感谢阅读附录2系统程序........................................................................................................................................16精品文档放心下载数字式温度计的设计-0-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书温度是一种最基本的环境参数，人民的生活、生产与环境的温度息息相关。在工业谢谢阅读研究温度的测量精品文档放心下载方法和装置也有重要的意义。本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并以此为传感器感谢阅读DS18B20和AT89C52单片机为控制器构成的温度测量装置的工作原理做了详细的介绍。感谢阅读该产品适用于人民的日常生活和工、农业生产,用于温度测量.感谢阅读AT89C52；DS18B20;LM016L；数字；温度计。感谢阅读1设计任务1.1设计任务（1）用DS18B20设计一款能够显示当前温度值的温度计;感谢阅读（2）通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示;（3）其他功能（创新部分）设计例图如图1。1所示图1。1设计例图1.2基本要求（1）用DS18B20设计一款能够显示当前温度值的温度计;感谢阅读(2）通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示；1。3拓展要求选作:实现测量多组的温度，都可以显示出来.2设计方案2.1任务分析-1-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书数字式温度传感器就是使用单片机来实现与DS18B20温度传感器的通信，实现温度精品文档放心下载计的功能。温度由单片机计算出后,显示在1602液晶上，并且可以通过转换按钮实现显精品文档放心下载示华氏温度和摄氏温度的转换。2。2方案设计2。2.1硬件方案根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如图2.1所示.精品文档放心下载按键1602单片

液

机

晶DS18B20图2.1硬件原理框图单片机选用AT89C51,精品文档放心下载DS18B20与单片机的通信是通过1—wire总线方式。我将该通信线路与单片机P3。2谢谢阅读口连接，从该口对DS18B20进行读写操作。另外,将一个按键开关与P3。7口连接，进行精品文档放心下载摄氏华氏温度的换算。2。2.2软件方案根据设计要求，程序框图如图2.2所示。软件可由汇编语言完成,也可由C语言完谢谢阅读成，我选择的C语言。软件设计可以分为以下几个功能模块：精品文档放心下载（1）主程序：初始化及键盘.（2）延时子程序：由_nop_(）及while执行空循环来实现。用于通信时序。精品文档放心下载(3)LM160LCD液晶初始化及读写RAM子程序：初始化1602液晶,读写1602RAM.谢谢阅读初始化及读写RAM程序:初始化18B20以及读写18B20片内RAM的程感谢阅读序.键盘扫描程序模块：扫描键盘有无按键按下。开始初始化-2-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书启动温度转换读取温度数值摄计算数据氏更新温度显示或华氏判断键值图2.2程序框图3。系统硬件设计3.1时钟电路设计如图XTAL1和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷振荡感谢阅读器,与内部反相器构成稳定的自击震荡。其发出的时钟脉冲直接送入片内定时控制部件.谢谢阅读我采用的是12MHZ的晶振。图3.1单片机时钟电路3。2复位电路设计如图3。2所示，采用上电+按钮电平复位方式,当按下按钮时,RST管脚高电平触发。谢谢阅读为保证复位可靠，RC时间常数应大于两个机器周期，电容取30pF，电阻10k欧.谢谢阅读3.2单片机复位电路3.31602控制电路如图所示,通过上拉电阻使得单片机P0口具备I/O与1602的数据端口精品文档放心下载依次连接.RS、RW、EN分别连接单片机P1.0，P1。1,P1.2口。上拉电阻1口为+5v。精品文档放心下载图3。3控制电路3.4DS18B20通信电路,开关电路设计如图3.4所示，由DS18B20的数据通信端口与连接,开关电路与单片机P3.7口谢谢阅读连接，按下开关即可将摄氏温度转化成华氏温度并显示在LCD上，保持闭合状态则可以实精品文档放心下载时显示华氏温度。图3.4DS18B20通信电路，开关电路电路3。5系统电路图-3-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书如图3。5所示。图3。5系统电路图4系统软件设计4。11ms定时在这里我们并不需要太精确的定时，故我采用的是执行无实际意义的语句的方精品文档放心下载法定时。采用了2层while语句，内层为执行while空循环110次，通过keil软件谢谢阅读的调试可以发现，该空循环可延时约1ms，这样只用确定外层while执行的次数，精品文档放心下载就能实现大约毫秒级的延时。4。21820初始化程序18b20的复位时序图如图4.1所示。单片机io口必须要维持400~960us的低电平，感谢阅读IO精品文档放心下载18b20会拉低总线约200us，并释放总线,此时代表ds18b20复位成功。按照对应时序用精品文档放心下载软件给单片机IO口赋值即可。图4。118b20复位时序图4。3对18B20写一个字节数据18b20写操作时,先必须保证总线是高电平。写0时,拉低总线至少60usds18b20会谢谢阅读在15～60us完成读入0。然后释放总线至少1us，完成一次写1操作。写1时,也是先感谢阅读拉低总线,然后必须在15us之内拉高总线超过60us15us之后ds18b20会完成读入1。精品文档放心下载如此就完成了一次写1抄作.精品文档放心下载也是先读出的是低位数据.4.41602的操作程1602操作指令如下：读状态：输入：RS=L,RW=H，E=H输出:D0-D7=状态字谢谢阅读写指令：输入：RS=L,RW=L,D0—D7=指令码，E=高脉冲输出：无感谢阅读读数据:输入：RS=H,RW=H，E=H输出：D0—D7=数据谢谢阅读写数据：输入:RS=H，RW=L，D0—D7=数据,E=高脉冲输出:无精品文档放心下载这使得1602显示字符的程序流程图如图4。2所示.感谢阅读开始-4-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书忙检测不忙信号不忙设置显示模式等符的ram地址写出数据库，给出字符的ASCII码图4。21602显示字符流程图先写指令160238H设精品文档放心下载置光标及数据地址指针移动方向。总的方法就是，在数据地址指针指向的RAM内写字符精品文档放心下载的ASCII码,该地址对应的lcd块就会显示相应的字符。数据地址映射图如图4.3。感谢阅读图4。31602数字地址映射图4。5温度测算及转换程序DS18B20的在完成温度测量之后会发送11位2进制数，以表征温度的绝对值前5感谢阅读位为温度的符号位，见图4。4所示.图4。4DS18B20温度输出软件的思路为，先将2个八位数据存在一个无符号整形的变量中,再将2个八位数据精品文档放心下载拼接在一起存放在一个有符号的16位整形变量中。然后将其后4位分离出来，这是小数感谢阅读部分。前12位要判断最高5位是否为1。若为17位就是反码,谢谢阅读取反再加1求得温度的绝对值；若为0,代表温度是正值，读出低7位的值就是温度的绝精品文档放心下载对值。如此一来就得出了摄氏温度值。华氏温度摄氏温度转换关系式：华氏度=32+摄氏度×1。8谢谢阅读5仿真与性能分析5.1系统仿真过程-5-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书1。利用protues平台做仿真。精品文档放心下载3。通过图上每个IO精品文档放心下载否符合预期。4.调整DS18B20上面的温度按钮,看看温度显示能否跟随DS18B20处温度变化而变化。感谢阅读图5。1系统仿真图5。2系统性能分析大约1s后显示DS18B205。精品文档放心下载2所示。当按下切换按钮后,LCD上排即对此时温度进行换算，显示当前摄氏温度所对应的感谢阅读华氏温度。调整DS18B20温度后，LCD温度随即更改，再次按下切换按钮，即可显示当前感谢阅读新温度所对应的华氏温度，如图5。3所示。如果将切换按钮处于长期闭合状态，则可以精品文档放心下载同时显示摄氏温度及华氏温度，当调节DS18B20温度后，两排温度都会发生变化。感谢阅读图5。2系统仿真结果图5。3系统仿真图6小结与展望这次单片机课程设计我受益良多,不仅学会了两款软件：KeiluVision和Proteus的感谢阅读使用方法，也学习到了许多硬件电路设计的基本准则和软件编制的好习惯。为了达到设计谢谢阅读功能要求，我接触了自己以前从没接触过的DS18B20温度传感器和LCD1602液晶芯片，虽感谢阅读然在有限的设计时间内没有把这两个芯片的应用原理研究透彻，但可以实现基本的应用编精品文档放心下载程。设计的这几天时间里，我阅读了单片机电路设计与仿真的相关资料,虽然是特别枯燥精品文档放心下载的，但收获到了新知识是值得高兴的，比如了解了温度传感器DS18B20的功能，如何编感谢阅读写单片机AT89C51的程序来实现数码管直接显示环境温度等等知识,与此同时还巩固了以谢谢阅读前学过的知识。最值得一说的收获我觉得还是通过课程设计我能利用硬件和软件的结合，精品文档放心下载完成一个产品的设计和制作！在这个课程设计完成的过程中，我感觉是对单片机课程的重温以及相关知识的拓展，精品文档放心下载让我知道如何有计划、有条理地去完成一项任务.同时,让我觉得自己所掌握的只是其实是感谢阅读很少量的,完全谈不上专业人才.这对自己大学有限的未来的发展是一个启发。精品文档放心下载-6-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书我做的这个温度传感器设计并不是最佳的，还有很多功能等待去完善和开发，比如如感谢阅读何提高温度测量的范围，如何设置温度警告等等.参考文献：版。北京：高等教育出版社,2009。精品文档放心下载[2]杨居义.单片机课程设计指导[M].北京：清华大学出版社，2009.感谢阅读[3］阎石.数字电子技术基础［M]。3版.北京：电子工业出版社,2009.感谢阅读[4]马忠梅，刘滨。单片机C语言Windows感谢阅读社，2003。［5]欧阳文.ATMEL89谢谢阅读［6］杨欣，王玉凤，刘湘黔，张延强。51单片机应用从零开始[M].北京：清华大学出版精品文档放心下载社,2008.附录1元件清单如表1所示。表1数字式温度计设计元件清单元件名规格标号数目单片机AT89C511电阻10kR2,R3,R43电容20pFC1,C22电容47uFC31电位计RP11传感器DS18B201显示屏LM016LLCD1按钮2附录2系统程序＃include<reg51。h>#defineucharunsignedchar感谢阅读＃defineuintunsignedintsbitDQ=P3^2；-7-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书sbitRS=P1^0；sbitRW=P1^1；sbitEN=P1^2;sbitsw0=P3^7；sbitled=P2^0;unsignedcharcodestr1［］=｛”H:感谢阅读unsignedcharcodestr2［]={”temp:”}；精品文档放心下载uchardatadisdata[5]；uchardatadisdata1[5]；uchardatadisdata2[5];uinttvalue,tvalueh;uchartflag；voiddelay1ms（unsignedintms）谢谢阅读｛unsignedinti,j；for（i=0;i〈ms；i++)for(j=0;j<100；j++)；｝voidwr_com(unsignedcharcom）精品文档放心下载{delay1ms（1）;RS=0；RW=0；EN=0；P0=com；delay1ms(1）;EN=1;delay1ms（1)；EN=0;

｝-8-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书voidwr_dat（unsignedchardat）谢谢阅读{delay1ms（1)；;RS=1；RW=0;EN=0；P0=dat;delay1ms（1）;EN=1;delay1ms（1)；EN=0;｝voidlcd_init（）｛delay1ms（15）;delay1ms（5）;wr_com（0x08）;delay1ms（5);wr_com（0x0c)；delay1ms（5)；}voiddisplay(unsignedchar*p)精品文档放心下载{while(＊p！='\0')｛wr_dat（＊p)；

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}-9-武汉理工大学《单片机原理与接口技术》课程设计说明书｝voidinit_play（）{wr_com(0x80）;display(str1）;wr_com（0xc0）;display(str2）;｝voiddelay_18B20（unsignedinti)谢谢阅读｛while（i—-）;}voidds1820rst（）｛unsignedcharx=0；DQ=1;delay_18B20(4)；DQ=0;DQ=1；delay_18B20(40)；｝uchards1820rd(）{unsignedchari=0;unsignedchardat=0；

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