数字温度控制系统.pdf

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1、 单片机课程设计报告 1.引言 随着人们生活水平的不断提供，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，他给人们带来的方便也是不可否认的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化控制、智能化控制方向发展。本设计所介绍的数字温度计与传统的的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温精确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机 STC89C52RC，测温传感器使用DS18B20，用 1602LCD液晶以并口传送数据，实现温度显示及其控制，同

2、时用按键可设置上限和下限温度值。2.总体设计方案 21 数字温度计设计方案论证 2.1.1 方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，再将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行 A/D 转换后，就可以利用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到 A/D 转化电路，感温电路比较麻烦。2.1.2 方案二 进而考虑到用数字温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只数字温度传感器 DS18B20，此传感 2 器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。从以上两种方

3、案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。22 方案二的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图 1 所示，控制器使用单片机STC89C52RC，测温传感器使用 DS18B20，用 1602LCD 液晶以并口传送数据，实现温度显示，同时用按键可设置上限和下限温度值，并储存到 24C02 存储器内，方便查询，如超出设定范围，蜂鸣器报警。图 1 总体设计方框图 3.主控制器 3.1.STC89C52RC单片机管脚图 主 控 制 器STC89C52RC 1602 液晶显示 DS18B20 测温 24C02 存储 4 位独立按键 蜂鸣器报警 MAX232 烧录

4、 3 3.2.STC89C52RC 单片机特点 STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周期可任意选择，最新的 D 版本内部集成 MAX810 专用复位电路。（1）.增强型 6 时钟/机器周期，12 时钟/机器周期 8051 CPU（2）.工作电压：5.5V-3.4V（5V 单片机）/3.8V-2.0V（3V 单片机）（3）.工作频率范围：0-40 MHz，相当于普通 8051 的 080MHz.实际工作 频率可达 48MHz.（4）.用户应用程序空间 4K/8K/13K/

5、16K/20K/32K/64K 字节（5）.片上集成 1280 字节/512 字节 RAM（6）.通用 I/O 口（32/36 个），复位后为：P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱 上拉（普通 8051 传统 I/O 口），P0 口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。（7）.I S P（在系统可编程）/I A P（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K 程序 3 秒即可完成一片（8）.EEPROM 功能（9）.看门狗（10）.内部集成 MAX810 专用复位电路（D 版本才有），外部晶体 2

6、0M 以下时，可省外部复位电路 3.3.典型应用电路 4 4.烧录芯片 MAX232 4.1.MAX232 管脚图 4.2典型应用电路 5 5 温度传感器 5.1.DS18B20 管脚图 5.2.DS18B20 的主要特点（1）全数字温度转换及输出。（2）先进的单总线数据通信。（3）最高 12 位分辨率，精度可达0.5 摄氏度。（4）12 位分辨率时的最大工作周期为 750 毫秒。（5）可选择寄生工作方式。（6）检测温度范围为-55+125（7）内置 EEPROM，限温报警功能。6（8）64 位光刻 ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。（9）多样封装形式，适应不同硬件系统。5.3.典型应用电

7、路 5.4.常用软件设计/*复位 ds18b20*/bit ds18b20_reset()bit checkbit=1;DQ=0;delay1(75);/延时 500us DQ=1;/释放总线，ds18b20 检测到上升沿后返回存在脉冲。delay1(8);/60us左右的等待时间，保证接收到的是存在脉冲。checkbit=DQ;delay1(40);DQ=1;return(checkbit);/*向 ds18b20 写入一位*/void ds18b20_write_bit(bit wrbit)uchar i;7 DQ=0;/拉低总线，产生写时序 i+;i+;/微秒延时 DQ=wrbit;de

8、lay1(8);/等待 ds18b20 取走数据 DQ=1;/释放总线 /*向 ds18b20 写入一个字节的数据*/void ds18b20_write_byte(uchar wrbyte)uchar i=0;while(i+=1;/将数据右移一位 /*从 ds18b20 中读出一位数据*/bit ds18b20_read_bit()bit readbit;uchar i=0;DQ=0;/拉低总线 i+;i+;DQ=1;i+;i+;i+;i+;readbit=DQ;delay1(8);DQ=1;return(readbit);8/*从 ds18b20 中读出一个字节的数据*/uchar ds

9、18b20_read_byte()uchar i=0,readbyte=0,bitresult=0;while(i+1|bitresult7;return(readbyte);/*启动温度转换函数*/void ds18b20_start()DQ=1;ds18b20_reset();ds18b20_write_byte(0 xCC);/跳过 ds18b20_write_byte(0 x44);/启动温度转换 /*读取温度函数*/int ds18b20_read_tem()int tem=0;ds18b20_reset();ds18b20_write_byte(0 xCC);ds18b20_wri

10、te_byte(0 xBE);/发出读取命令 tem=ds18b20_read_byte();/读取温度低八位 tem|=(int)ds18b20_read_byte()8);/读温度高八位 tem=(float)tem*0.625;return tem;9 6.1602 液晶显示 6.1.1602 引脚图 6.2.典型应用电路 10 8.蜂鸣器电路设计 9.独立键盘电路设计 10.附录#include#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned char typedef unsigned int UINT16

11、;typedef unsigned char UINT8;uchar sz18=A:B:;11 uchar screen18=,S,E,T,:,0,0,0,.,0,0 xdf,0 x43,;uchar max=0,3,0,.,0;sbit lcd_rs=P10;sbit lcd_en=P11;sbit DQ1=P12;/18b201数据 sbit DQ2=P13;/18b202数据 sbit b=P14;/蜂鸣器 sbit MOTOR1=P15;/风机控制 sbit MOTOR2=P16;/气窗控制 sbit MOTOR3=P17;/空调控制 sbit key1=P20;/功能按键 sbit

12、key2=P21;/读取按键 sbit key3=P22;/设定增加 sbit key4=P23;/设定减少 /*延时函数*/void delay1(uchar n)while(n-)void delay(uint z)uchar x,y;for(x=0;xz;z+)for(y=0;y1;y+);12 void lcd_delay()uchar i;for(i=1;i140;i+);void key_delay(uchar time)uchar i,j;for(i=0;itime;i+)for(j=0;j110;j+);/1602 液晶函数开始/*lcd 写命令函数*/void lcd_wri

13、te_cmd(uchar cmder)lcd_rs=0;P0=cmder;lcd_delay();lcd_en=1;lcd_delay();lcd_en=0;/*lcd 写数据函数*/void lcd_write_data(uchar date)lcd_rs=1;P0=date;lcd_delay();lcd_en=1;13 lcd_delay();lcd_en=0;/*写字符串函数*/void lcd_write_string(uchar*lcddata)uchar strlen=0;while(lcddatastrlen!=0)lcd_write_data(lcddatastrlen);s

14、trlen+;/*lcd 选定为写字符*/void lcd_write_style(uchar add,uchar dat)lcd_write_cmd(add);lcd_write_data(dat);/1602 液晶函数结束 /ds18b20 函数开始 /*复位 ds18b201*/bit ds18b201_reset()bit checkbit=1;DQ1=0;delay1(75);/延时 500us DQ1=1;/释放总线，ds18b20 检测到上升沿后返回存在脉冲。delay1(8);/60us 左右的等待时间，保证接收到的是存在脉冲。checkbit=DQ1;delay1(40);1

15、4 DQ1=1;return(checkbit);/*复位 ds18b202*/bit ds18b202_reset()bit checkbit=1;DQ2=0;delay1(75);/延时 500us DQ2=1;/释放总线，ds18b20 检测到上升沿后返回存在脉冲。delay1(8);/60us 左右的等待时间，保证接收到的是存在脉冲。checkbit=DQ2;delay1(40);DQ2=1;return(checkbit);/*向 ds18b201 写入一位*/void ds18b201_write_bit(bit wrbit)uchar i;DQ1=0;/拉低总线，产生写时序 i+

16、;i+;/微秒延时 DQ1=wrbit;delay1(8);/等待 ds18b20 取走数据 DQ1=1;/释放总线 /*向 ds18b202 写入一位*/void ds18b202_write_bit(bit wrbit)uchar i;DQ2=0;/拉低总线，产生写时序 i+;i+;/微秒延时 DQ2=wrbit;15 delay1(8);/等待 ds18b20 取走数据 DQ2=1;/释放总线 /*向 ds18b201 写入一个字节的数据*/void ds18b201_write_byte(uchar wrbyte)uchar i=0;while(i+=1;/将数据右移一位 /*向 ds

17、18b202 写入一个字节的数据*/void ds18b202_write_byte(uchar wrbyte)uchar i=0;while(i+=1;/将数据右移一位 /*从 ds18b201 中读出一位数据*/bit ds18b201_read_bit()bit readbit;uchar i=0;DQ1=0;/拉低总线 i+;i+;DQ1=1;i+;i+;i+;i+;readbit=DQ1;16 delay1(8);DQ1=1;return(readbit);/*从 ds18b202 中读出一位数据*/bit ds18b202_read_bit()bit readbit;uchar i

18、=0;DQ2=0;/拉低总线 i+;i+;DQ2=1;i+;i+;i+;i+;readbit=DQ2;delay1(8);DQ2=1;return(readbit);/*从 ds18b201 中读出一个字节的数据*/uchar ds18b201_read_byte()uchar i=0,readbyte=0,bitresult=0;while(i+1|bitresult7;return(readbyte);/*从 ds18b202 中读出一个字节的数据*/uchar ds18b202_read_byte()17 uchar i=0,readbyte=0,bitresult=0;while(i+

19、1|bitresult7;return(readbyte);/*函数为启动 DS18B201 温度转换*/void ds18b201_start()DQ1=1;ds18b201_reset();ds18b201_write_byte(0 xCC);/跳过 ds18b201_write_byte(0 x44);/启动温度转换 /*函数为启动 DS18B202 温度转换*/void ds18b202_start()DQ2=1;ds18b202_reset();ds18b202_write_byte(0 xCC);/跳过 ds18b202_write_byte(0 x44);/启动温度转换 /*函数

20、为读 DS18B201 取温度*/int ds18b201_read_tem()int tem=0;ds18b201_reset();18 ds18b201_write_byte(0 xCC);ds18b201_write_byte(0 xBE);/发出读取命令 tem=ds18b201_read_byte();/读取温度低八位 tem|=(int)ds18b201_read_byte()8);/读温度高八位 tem=(float)tem*0.625;return tem;/*函数为读 DS18B202 取温度*/int ds18b202_read_tem()int tem=0;ds18b20

21、2_reset();ds18b202_write_byte(0 xCC);ds18b202_write_byte(0 xBE);/发出读取命令 tem=ds18b202_read_byte();/读取温度低八位 tem|=(int)ds18b202_read_byte()8);/读温度高八位 tem=(float)tem*0.625;return tem;/*在液晶的指定位置显示温度数值*/void displayTem1(int temp)sz2=temp/1000+0 x30;temp=temp%1000;sz3=temp/100+0 x30;temp=temp%100;sz4=temp/

22、10+0 x30;sz5=.;sz6=temp%10+0 x30;/*在液晶的指定位置显示温度数值*/19 void displayTem2(int temp)sz10=temp/1000+0 x30;temp=temp%1000;sz11=temp/100+0 x30;temp=temp%100;sz12=temp/10+0 x30;sz13=.;sz14=temp%10+0 x30;void lcd_sfm(uchar add,uchar shu)uchar shi,ge;shi=shu/10;ge=shu%10;lcd_write_cmd(0 xc0+add);lcd_write_dat

23、a(0 x30+shi);lcd_write_data(0 x30+ge);/*LCD 初始化函数*/void init()lcd_en=0;lcd_write_cmd(0 x38);/设置 16*2 显示，5*6 点阵，8 位数据接口 lcd_write_cmd(0 x0c);/开显示，不显示光标，光标不显示 lcd_write_cmd(0 x06);/指针加一，光标加一，写入屏幕不移动 lcd_write_cmd(0 x80);/设置数据地址指针 lcd_write_cmd(0 x01);/数据指针清零，所有显示清零 void didi()int i;int j=10;20 while(j

24、-)b=0;for(i=0;i=10000;i+);b=1;for(i=0;i=10000;i+);void key_jiajian(uint i)if(key3=0)delay(5);while(key3=0);screeni+;if(screeni-48=10)screeni=48;if(key4=0)delay(5);while(key4=0);screeni-;if(screeni-47=0)screeni=57;lcd_write_data(screeni);void key()uchar i=1;uint j=0;key1=key2=key3=key4=1;while(i)if(k

25、ey1=0)21 lcd_write_cmd(0 x0f);delay(100);j+;while(key1=0);switch(j)case 1:lcd_write_cmd(0 x87);key_delay(10);key_jiajian(7);lcd_write_cmd(0 x87);break;case 2:lcd_write_cmd(0 x88);key_delay(10);key_jiajian(8);lcd_write_cmd(0 x88);break;case 3:lcd_write_cmd(0 x89);key_delay(10);key_jiajian(9);lcd_writ

26、e_cmd(0 x89);break;case 4:lcd_write_cmd(0 x8b);key_delay(10);key_jiajian(11);lcd_write_cmd(0 x8b);break;case 5:j=1;break;if(key2=0)while(key2=0);22 i=0;lcd_write_cmd(0 x0c);void lcd_prin()int num;for(num=0;num16;num+)lcd_write_cmd(0 x80+num);lcd_write_data(screennum);lcd_write_cmd(0 xc0+num);lcd_wri

27、te_data(sznum);/*主函数开始*/void main()int tem1,tem2;UINT16 Tin,Tout,Tset,Toff,i=0;b=1;init();lcd_write_cmd(0 x0C);while(1)b=1;ds18b201_start();ds18b202_start();tem1=ds18b201_read_tem();tem2=ds18b202_read_tem();if(key1=0)key();Toff=(max0-48)*1000+(max1-48)*100+(max2-48)*10;23 Tin=(sz2-48)*1000+(sz3-48)*

28、100+(sz4-48)*10;/+(sz6-48)*1/10 Tout=(sz10-48)*1000+(sz11-48)*100+(sz12-48)*10;/+(sz14-48)*1/10 Tset=(screen7-48)*1000+(screen8-48)*100+(screen9-48)*10;/+(screen11-48)*1/10 lcd_prin();if(TinToff)if(TsetTout)MOTOR1=0;MOTOR2=0;MOTOR3=1;else MOTOR1=1;MOTOR2=1;MOTOR3=1;else didi();MOTOR1=1;MOTOR2=1;MOTOR3=0;displayTem1(tem1);displayTem2(tem2);24 11.参考文献 零基础学单片机 C 语言程序设计 赵建领/薛圆圆等编著 机械工业出版社 12.结束语 到此为止课题要求的基本功能都已经能实现了，但还存在某些不足,我会在以后的时间里不断改进。这次课程设计很漫长，特别是编写程序的时候，但我从中学到了很多东西，个人的分析能力对问题的处理能力有了不同程度的提高。对电路的判断分析对程序的分析特别是对 51 单片机的进一步学习，使我收获了很多。感谢我们的指导老师闵老师，帮助我们攻克了一个又一个难题！教给我们分析和解决问题的方法，编写程序的独特思维。