基于89c52的数字温度传感器设计课程设计

开放性试验课程设计成绩评定表设计课题：基于89C52的数字温度传感器设计学院名称：电气工程学院专业班级：小组成员：指导教师：指导教师意见：成绩:签名：年月目录一系统概述 2二总体框图 3三硬件设计 33.1AT89C52简介 33.212864液晶简介 43.2.1液晶显示模块概述 43.2.2模块引脚说明 53.2.3接口时序 63.3数字温度传感器DS1820 73.4时钟芯片 9四软件设计 10附录程序及系统原理图 11一系统概述本系统是以89C52单片机为控制器的数字温度采集显示报警系统，可以实现对当前温度温度的实时采集并传送到12864液晶屏上显示，并可设置温度高低报警值，其中主要采用的芯片有AT89C52微控制器芯片，DS1302实时时钟芯片，DS18B20温度传感器，12864液晶显示芯片。其中温度传感器将当前的温度采集并送入微控制器中，再由微控制器将数据传递给12864液晶显示。二总体框图三硬件设计3.1AT89C52简介AT89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要特性：·与MCS-51兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

管口管脚备选功能

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2/INT0（外部中断0）

P3.3/INT1（外部中断1）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

3.212864液晶简介3.2.1液晶显示模块概述JM12864M-2汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特性:电源：VDD3.3V~+5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128列×64行显示颜色：黄绿显示角度：6：00钟直视LCD类型：STN与MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等二、外形尺寸外观尺寸：93×70×12.5mm视域尺寸：73×39mm外形尺寸图外形尺寸3.2.2模块引脚说明128X64HZ引脚说明引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD-模块的电源正端3V0-LCD驱动电压输入端4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号；串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16NC空脚17/RETH/L复位低电平有效18NC空脚19LED_A（LED+5V）背光源正极20LED_K（LED-OV）背光源负极逻辑工作电压(VDD)：4.5～5.5V电源地(GND)：0V工作温度(Ta)：-10℃～60℃(常温)/-20℃～70℃（宽温）3.2.3接口时序模块有并行和串行两种连接方法（时序如下）：8位并行连接时序图MPU写资料到模块MPU从模块读出资料汉字显示坐标X坐标Line180H81H82H83H84H85H86H87HLine290H91H92H93H94H95H96H97HLine388H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FHLine498H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH3.3数字温度传感器DS1820一单线数字温度计DSl820介绍DSl820数字温度计提供9位(二进制)温度读数指示器件的温度信息经过单线接口送入DSl820或从DSl820送出因此从主机CPU到DSl820仅需一条线(和地线)DSl820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源因为每一个DSl820在出厂时已经给定了唯一的序号因此任意多个DSl820可以存放在同一条单线总线上这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件DSl820的测量范围从-55到+125增量值为0.5可在ls(典型值)内把温度变换成数字每一个DSl820包括一个唯一的64位长的序号该序号值存放在DSl820内部的ROM(只读存贮器)中开始8位是产品类型编码(DSl820编码均为10H)接着的48位是每个器件唯一的序号最后8位是前面56位的CRC(循环冗余校验)码DSl820中还有用于贮存测得的温度值的两个8位存贮器RAM编号为0号和1号1号存贮器存放温度值的符号如果温度为负()则1号存贮器8位全为1否则全为00号存贮器用于存放温度值的补码LSB(最低位)的1表示0.5将存贮器中的二进制数求补再转换成十进制数并除以2就得到被测温度值(-550125)DSl820的引脚如图226l所示每只D51820都可以设置成两种供电方式即数据总线供电方式和外部供电方式采取数据总线供电方式可以节省一根导线但完成温度测量的时间较长采取外部供电方式则多用一根导线但测量速度较快。(1)初始化时序见图2.25-2主机总线to时刻发送一复位脉冲(最短为480us的低电平信号)接着在tl时刻释放总线并进入接收状态DSl820在检测到总线的上升沿之后等待15-60us接着DS1820在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60-240us)如图中虚线所示(2)写时间隙当主机总线to时刻从高拉至低电平时就产生写时间隙见图2253图2254从to时刻开始15us之内应将所需写的位送到总线上DSl820在t后15-60us间对总线采样若低电平写入的位是0见图2253若高电平写入的位是1见图2254连续写2位间的间隙应大于1us(3)读时间隙见图2255主机总线to时刻从高拉至低电平时总线只须保持低电平l7ts之后在t1时刻将总线拉高产生读时间隙读时间隙在t1时刻后t2时刻前有效tz距to为15捍s也就是说tz时刻前主机必须完成读位并在to后的60尸s一120fzs内释放总线3.4时钟芯片DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1RES复位2I/O数据线3SCLK串行时钟时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mWDS1302是由DS1202改进而来增加了以下的特性双电源管脚用于主电源和备份电源供应Vcc1为可编程涓流充电电源附加七个字节存储器它广泛应用于电话传真便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域下面将主要的性能指标作一综合1.实时时钟具有能计算2100年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年调整的能力2．318位暂存数据存储RAM3.串行I/O口方式使得管脚数量最少4.宽范围工作电压2.05.5V5.工作电流2.0V时,小于300nA6.读/写时钟或RAM数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式7.8脚DIP封装或可选的8脚SOIC封装根据表面装配8.简单3线接口9.与TTL兼容Vcc=5V10.可选工业级温度范围-40+85四软件设计程序流程图如图4-1表示图4-1.程序流程图程序采用模块化编程模块化编程即把单个功能的子程序进行单独建立，并对其子程序做出自己的头文件，其函数在主函数中调用即可，且不影响其他模块。编写模块化程序，可阅读性强，可移植性高附录程序及系统原理图温度传感器子函数#include"18b20.h"#include"delay.h"voiddelay(unsignedinti){ while(i--);}Init_DS18B20(void){ unsignedcharx=0; DQ=1; delay(8); DQ=0; delay(80); DQ=1; delay(14); x=DQ; delay(20);}/*********************************/ReadOneChar(void){ unsignedchari=0; unsignedchardat=0; for(i=0;i<8;i++) { DQ=0; dat>>=1; DQ=1; if(DQ) dat|=0x80; delay(4); } return(dat);}/*************************************/WriteOneChar(unsignedchardat){ unsignedchari=0; for(i=0;i<8;i++) { DQ=0; DQ=dat&0x01; delay(5); DQ=1; dat>>=1; }}/**********************************/ReadTemperature(void){ unsignedchara=0; unsignedcharb=0; unsignedintt=0; floattt=0; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xcc); WriteOneChar(0x44); Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xcc); WriteOneChar(0xbe); a=ReadOneChar(); b=ReadOneChar(); t=b; t<<=8; t=t|a; tt=t*0.0625; t=tt*10+0.5; return(t);}/***************************/#ifndef__18B20_H__#define__18B20_H__#include<reg52.h>sbitDQ=P2^2;Init_DS18B20(void);ReadOneChar(void);WriteOneChar(unsignedchardat);ReadTemperature(void);voiddelay(unsignedinti);#endif液晶显示子函数#include"lcd12864.h"#include"delay.h"ucharhanzi0[]="时间:";ucharhanzi1[]="温度:";ucharhanzi2[]="高报警:22.0";ucharhanzi3[]="低报警:18.0";voiddelay_ms(uchara){ uinti,j; for(i=a;i>0;i--) for(j=6245;j>0;j--); }/************************************************//*******************************//在12m晶振时延时50us**********************************/voiddelayus(uchart){ uinti,j; for(i=t;i>0;i--) for(j=19;j>0;j--);}/********************************/voidwrite_com(ucharcom){ rs=0; rw=0; e=0; lcd_dat_port=com; delayus(1); e=1; delayus(10); e=0; delayus(2);}/***********************************/voidwrite_data(uchardat){ rs=1; rw=0; e=0; lcd_dat_port=dat; delayus(1); e=1; delayus(10); e=0; delayus(2);}/********************************/voidinit(){ uchari; delay_ms(2); write_com(0x30); delayus(4); write_com(0x30); delayus(4); write_com(0x0c); delayus(4); write_com(0x01); delayus(240); write_com(0x06); delayus(10);/******************/ write_com(0x80); delay_ms(1); for(i=0;i<9;i++) { write_data(hanzi0[i]); } write_com(0x90); delay_ms(1); for(i=0;i<9;i++) { write_data(hanzi1[i]); } write_com(0x88); delay_ms(1); for(i=0;i<16;i++) { write_data(hanzi2[i]); } write_com(0x98); delay_ms(1); for(i=0;i<16;i++) { write_data(hanzi3[i]); } delay_1ms(10);}#ifndef__LCD12864_H__#define__LCD12864_H__#include<reg52.h>#include"delay.h"#definelcd_dat_portP0sbitrs=P3^5;sbite=P3^4;sbitrw=P3^6;voidwrite_com(ucharcom);voidwrite_data(uchardat);voiddelay_ms(uchara);voiddelayus(uchart);voidinit();voidlcd_char_write(ucharx_pos,y_pos,lcd_dat);#endif延时函数#include"delay.h"voiddelayshu(void){ intk; for(k=0;k<1000;k++);}/**********************/voidlcd_delay(uintms){ uinti; while(ms--) { for(i=0;i<250;i++) {;} }}/***************************************//**********************************/voiddelay_1ms(ucharx){ uchari=0,j=0; for(i=0;i<x;i++) { for(j=0;j<113;j++) {;} }}#ifndef__DELAY_H__#define__DELAY_H__#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoidlcd_delay(ucharms);voiddelayshu(void);voiddelay_1ms(ucharx);#endif时钟函数#include"ds1302.h"#include"delay.h"/********************************************************************函数名：RTInputByte()功能：实时时钟写入一字节说明：往DS1302写入1Byte数据(内部函数)入口参数：d写入的数据返回值：无设计：zhaojunjie日期：2002-03-19修改：日期：***********************************************************************/voidRTInputByte(uchard){uchari;ACC=d;for(i=8;i>0;i--){T_IO=ACC0;/*相当于汇编中的RRC*/T_CLK=1;T_CLK=0;ACC=ACC>>1;}}/********************************************************************函数名：RTOutputByte()功能：实时时钟读取一字节说明：从DS1302读取1Byte数据(内部函数)入口参数：无返回值：ACC设计：zhaojunjie日期：2002-03-19修改：日期：***********************************************************************/ucharRTOutputByte(void){uchari;for(i=8;i>0;i--){ACC=ACC>>1;/*相当于汇编中的RRC*/ACC7=T_IO;T_CLK=1;T_CLK=0;}return(ACC);}/********************************************************************函数名：W1302()功能：往DS1302写入数据说明：先写地址，后写命令/数据(内部函数)调用：RTInputByte(),RTOutputByte()入口参数：ucAddr:DS1302地址,ucData:要写的数据返回值：无设计：zhaojunjie日期：2002-03-19修改：日期：***********************************************************************/voidW1302(ucharucAddr,ucharucDa){T_RST=0;T_CLK=0;T_RST=1;RTInputByte(ucAddr);/*地址，命令*/RTInputByte(ucDa);/*写1Byte数据*/T_CLK=1;T_RST=0;}/********************************************************************函数名：R1302()功能：读取DS1302某地址的数据说明：先写地址，后读命令/数据(内部函数)调用：RTInputByte(),RTOutputByte()入口参数：ucAddr:DS1302地址返回值：ucData:读取的数据设计：zhaojunjie日期：2002-03-19修改：日期：***********************************************************************/ucharR1302(ucharucAddr){ucharucData;T_RST=0;T_CLK=0;T_RST=1;RTInputByte(ucAddr);/*地址，命令*/ucData=RTOutputByte();/*读1Byte数据*/T_CLK=1;T_RST=0;return(ucData);}/********************************************************************函数名：Set1302()功能：设置初始时间说明：先写地址，后读命令/数据(寄存器多字节方式)调用：W1302()入口参数：pClock:设置时钟数据地址格式为:秒分时日月星期年7Byte(BCD码)1B1B1B1B1B1B1B返回值：无设计：zhaojunjie日期：2002-03-19修改：日期：***********************************************************************/voidSet1302(uchar*pClock){uchari;ucharucAddr=0x80; EA=0;W1302(0x8e,0x00);/*控制命令,WP=0,写操作?*/for(i=3;i>0;i--){W1302(ucAddr,*pClock);/*秒分时日月星期年*/pClock++;ucAddr+=2;}W1302(0x8e,0x80);/*控制命令,WP=1,写保护?*/ EA=1;}/********************************************************************函数名：Get1302()功能：读取DS1302当前时间说明：调用：R1302()入口参数：ucCurtime:保存当前时间地址。当前时间格式为:秒分时日月星期年7Byte(BCD码)1B1B1B1B1B1B1B返回值：无设计：zhaojunjie日期：2002-03-19修改：日期：***********************************************************************/voidGet1302(ucharucCurtime[]){uchari;ucharucAddr=0x81; EA=0;for(i=0;i<3;i++){ucCurtime[i]=R1302(ucAddr);/*格式为:秒分时日月星期年*/ucAddr+=2;} EA=1;}#ifndef__DS1302_H__#define__DS1302_H__#include<reg52.h>#include<intrins.h>#definenop()_nop_()sbitT_CLK=P3^2;/*实时时钟时钟线引脚*/sbitT_IO=P2^4;/*实时时钟数据线引脚*/sbitT_RST=P3^3;/*实时时钟复位线引脚*/sbitACC0=ACC^0;sbitACC7=ACC^7;voidRTInputByte(uchard);ucharRTOutputByte(void);voidW1302(ucharucAddr,ucharucDa);ucharR1302(ucharucAddr);voidSet1302(uchar*pClock);voidGet1302(ucharucCurtime[]);#endif主函数#include"lcd12864.h"#include"18b20.h"#include"delay.h"#include"ds1302.h"#include<reg52.h>ucharxiegang[]={":"};ucharcodemun_to_char[]={"0123456789abcdef"};/*定义数字跟ASCII码的关系*/uchardatatime_data_buff[3]={0x00,0x00,0x09};/*格式为:秒分时日月星期年*/sbitWELA=P2^7;sbitbeep=P2^3;ucharshuzi[]={"0123456789"};uchardian[]={"."};uchardu[]={"c"};voidmain(){ uinti=0; P0=0XFF; delayshu(); WELA=1; delayshu(); WELA=0; Set1302(time_data_buff); init(); lcd_delay(10); while(1) { Get1302(time_data_buff); i=ReadTemperature(); delay_1ms(10); if(i>220|i<180)//报警温度，要乘以10 { beep=0; delay_1ms(200); beep=1; }//以下显示时间 write_com(0x83); write_data(mun_to_char[time_data_buff[2]/0x10]); delay_ms(1); write_data(mun_to_char[time_data_buff[2]%0x10]); delay_ms(1); write_data(xiegang[0]); write_data(mun_to_char[time_data_buff[1]/0x10]); delay_ms(1); write_data(mun_to_char[time_data_buff[1]%0x10]); delay_ms(1); write_data(xiegang[0]); write_data(mun_to_char[time_data_buff[0]/0x10]); delay_ms(1); write_data(mun_to_char[time_data_buff[0]%0x10]); delay_ms(1);//以下显示温度 write_com(0x93); delay_ms(1); write_data(shuzi[i/100]); delay_1ms(10); write_data(shuzi[i%100/10]); delay_1ms(10); write_data(dian[0]); delay_1ms(10); write_data(shuzi[i%10]); delay_1ms(10); write_data(0xa1);//两行显示温度符号 write_data(0xe3);// write_data(du[0]); write_com(0x9e); write_data(0xa1); write_data(0xe3); write_data(du[0]); write_com(0x8e); write_data(0xa1); write_data(0xe3); write_data(du[0]); }}系统原理图基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换