基于51單片機(jī)的數(shù)字溫度報(bào)警器課程設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-04-17 13:29 本頁面
【正文】 機(jī)的 P0 口相連，單片機(jī)將采集到的溫度值轉(zhuǎn)化為與數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過 P0 口輸出顯示。 即信號(hào)通過譯碼管的端口 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 、 dp 端來控制每段譯碼管的亮滅與否，同時(shí)通過端口 4 四個(gè)端口來控制四個(gè)譯碼管。在本次設(shè)計(jì)中，用 集成芯片 74HC245 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。同時(shí) 當(dāng)采集到的溫度值超過所設(shè)置的范圍時(shí)，單片機(jī)會(huì)輸出一信號(hào)，通過三極管放大后驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 LED 數(shù)碼管報(bào)警電路如圖 5 所示。 4 圖 5 LED顯示報(bào)警電路 四、程序流程 主程序中對(duì)單片機(jī)做了初始化的設(shè)計(jì)，包含溫度的讀取、數(shù)碼管顯示、報(bào)警三個(gè)子系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)由主程序先調(diào)用 DS18B20 讀取溫度的子函數(shù)進(jìn)行溫度采集，再將數(shù)據(jù)送入數(shù)碼管顯示。同時(shí)判斷所采集的數(shù)據(jù)是否 超出所設(shè)置的溫度范圍。如果超出，調(diào)用報(bào)警子系統(tǒng)；未超出，程序自動(dòng)返回。 主程序流程 圖如圖 6 所示。 5 圖 6 主程序流程圖 讀取溫度流程圖 根據(jù) DS18B200 的通訊協(xié)議，單片機(jī) 控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā)送 RAM指令，這樣才能對(duì) DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作 （ 復(fù)位要求主 CPU將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒 然后 釋放 ， 當(dāng) DS18B20 收到信號(hào)后等待 16～ 60微秒左右 ， 后發(fā)出 60～240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功 ） 。 DS18B20 讀取溫度時(shí)先讀取溫度低字節(jié)，在讀 取溫度高字節(jié)。 程序中 命令 0xCC：跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作 ； 命令0x44：啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 ； 命令 0xBE：讀取溫 度寄存器等，前兩個(gè)字節(jié)就是溫度。后面的寄存器省略不讀 。 DS18B20 讀取溫度流程圖如圖 7 所示。 6 圖 7 DS18B20 讀取溫度流程圖 。 譯碼顯示程序中，要先將初始標(biāo)識(shí)清除。將溫度的個(gè)位送至低位數(shù)碼管顯示，清除標(biāo)志再將溫度值的高位送到高位數(shù)碼管顯示。之后延時(shí)，清除標(biāo)志返回繼續(xù)顯示下一數(shù)據(jù)。譯碼顯示流程圖如圖 8 所示。 7 圖 8 譯碼顯示流程圖 程序中首先判斷所讀 取的溫度是否超出所設(shè)定的下限，如果超出下限，報(bào)警器報(bào)警；如果沒超出下限，再跟上限值比較判斷是否超出上限。如果超出，則報(bào)警；若無，程序返回。報(bào)警程序流程圖如圖 9 所示。 8 圖 9 報(bào)警程序流程圖 五、電路性能 的 測試 在 PROTUES 軟件中，連接好電路圖后將在 Keil 中生成的“溫度監(jiān)測 .HEX”程序文件導(dǎo)入單片機(jī)中 。由于 DS18B20 系統(tǒng)中設(shè)置的溫度初值為 85℃ ，所以當(dāng)開始仿真時(shí)報(bào)警器會(huì)報(bào)警，數(shù)碼管顯示也為 85。 4 至 5 秒后數(shù)字溫度傳感器會(huì)顯示當(dāng)前溫度，數(shù)碼管也相應(yīng)顯示其數(shù)值。 在 PROTUES 軟件仿真 中，調(diào)節(jié) DS18B20 的左右按鈕可是溫度值對(duì)應(yīng)加減，數(shù)碼管會(huì)顯示當(dāng)前值。當(dāng)減到 15℃ 以下或加到 30℃ 以上時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警。調(diào)節(jié)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 使其溫度減到 10℃ ，此時(shí)報(bào)警器報(bào)警，數(shù)碼管顯示 10。 10℃ 時(shí)的電路仿真如圖 10 所示。 9 圖 10 10℃時(shí)，仿真電路圖 調(diào)節(jié) DS18B20 的溫度值使其在 0℃ — 99℃ 之間變化 ，電路仿真情況如表 1 所示。 設(shè)置溫度值 0℃ 5℃ 10℃ 15℃ 18℃ 20℃ 23℃ 25℃ 27℃ 29℃ 數(shù)碼管顯示 0 5 10 15 18 20 23 25 27 29 是否報(bào)警 是 是 是 否 否 否 否 否 否 否 設(shè)置溫度值 30℃ 31℃ 35℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 99℃ 數(shù)碼管顯示 30 31 35 40 50 60 70 80 90 99 是否報(bào)警 否 是 是 是 是 是 是 是 是 是 表 1 0℃ — 99℃溫度范圍內(nèi)電路仿真情況統(tǒng)計(jì)表 完成硬件焊接并檢查電路無誤后 ， 給電路加 5V 電壓 。用萬用表測量各點(diǎn)電壓均正確，將相關(guān)的 C 語言程序?qū)雴纹瑱C(jī)中， 打開開關(guān)進(jìn)行硬件測試。測試時(shí)發(fā)現(xiàn)了如下幾個(gè)問題： （ 1）數(shù)碼管不 顯示 —— 經(jīng)過查找資料發(fā)現(xiàn)由于我們把晶振焊接的離單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路太遠(yuǎn)，導(dǎo)致無振蕩產(chǎn)生
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