基于51單片機(jī)與ds18b20的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 單片機(jī)處理，即可實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 圖 1 系統(tǒng)總體方框圖 4 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng) 1. 本設(shè)計(jì)采用 STC89C52 單片機(jī)作為控制器，完成所有功能的控制，包括： ? DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的初始化和讀取溫度值 ? LED 數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)與控制 ? 按鍵識(shí)別和響應(yīng)控制 ? 溫度設(shè)置和報(bào)警 單 片 機(jī) 測(cè)溫電路 按鍵輸入電路 時(shí)鐘、復(fù)位電路 驅(qū)動(dòng)電路 顯示電路 報(bào)警電 路 ? 溫度值的存儲(chǔ)和讀取 2. 單片機(jī)系統(tǒng)電路原理圖： 圖 2 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖 數(shù)字溫度傳感器模塊 DS18B20 性能 ? 獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信 ? 簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用 ? 無(wú)需外部器件 ? 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電 ? 零待機(jī)功耗 ? 測(cè)溫范圍 55~+125℃，以 ℃遞增 ? 可編程的分辨率為 9~12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃、℃、 ℃和 ℃ ? 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間 200ms， 12 位分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字 ? 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)和任何熱感測(cè)系統(tǒng) ? 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，傳感器不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作 DS18B20 外形及引腳說(shuō)明 圖 3 DS18B20 外形及引腳 ? GND：地 ? DQ：?jiǎn)尉€運(yùn)用的數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 ? VD：可選的電源引腳 DS18B20 接線原理圖 單總線通常要求接一個(gè)約 左右的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線空閑時(shí)，其狀態(tài) 為高電平。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后 。 可見(jiàn)其中低四位為小數(shù)位。蜂鳴器由單片機(jī) P2^3 口控制，用三極管驅(qū)動(dòng)，發(fā)光二極管接單片機(jī) P1 口，由 74HC673N 鎖存 。 中斷模塊流程圖： Y N 圖 17 中斷模塊流程圖 溫度查詢模塊 溫度查詢模塊需要接受按鍵輸入，進(jìn)入查詢界面后，按加減鍵分別查詢上一個(gè)和下一個(gè)歷史溫度值，并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示需要查詢的溫度值。//ds18b20 端口 sbit beep=P2^3。//加鍵 sbit sub=P3^4。// c 的段碼 uchar code tablew[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。//計(jì)數(shù)變量 uint countmin。//動(dòng)態(tài)掃描延時(shí)子程序 void delay(uchar i)。//向 DS18B20 讀一字節(jié)數(shù)據(jù) void GetTemperature()。//溫度顯示 void Keeprecord()。//50ms TL0=(6553650000)%256。//啟動(dòng)定時(shí)器 while(1) { Showtemperature(temperature)。 for(i=80。j)。 //DQ 復(fù)位 delay(8)。 //拉高總線 delay(10)。 } } /*************************讀一個(gè)字節(jié) **************************************/ uchar ReadOneChar(void) { unsigned char i=0。i) { DQ = 0。 delay(5)。 i0。 delay(5)。 } /*************************產(chǎn)生溫度值 ***************************************/ void GetTemperature() { uchar tempL,tempH。 // 跳過(guò)讀序列號(hào)的操作 WriteOneChar(0x44)。 //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(0xBE)。//tempL 右移四位去掉小數(shù)位 temperature=tempamp。 wela=1。 dula=1。 } /**********************溫度顯示函數(shù) **************************************/ void Showtemperature(uchar tt) { Display(2,tt/10)。 } /********************溫度值設(shè)定、報(bào)警函數(shù) **********************************/ void Alarm() { bit flag。//延時(shí)消抖 if(add==0) { alanum++。//sub 鍵按下，下調(diào)設(shè)定值 if(alanum==255) { alanum=50。//區(qū)別于實(shí)時(shí)溫度顯示“ ” Display(6,10)。//第二次按鍵退出設(shè)置 } } if(temperaturealanum)//此處設(shè)置報(bào)警可以保證調(diào)整設(shè)定值時(shí)即可及時(shí)報(bào)警 { beep=0。 } } if(temperaturealanum)//此處設(shè)置報(bào)警即保證即使沒(méi)有進(jìn)入設(shè)置界面任然可以報(bào)警 { beep=0。 } } /***********************溫度記錄函數(shù) **************************************/ void Keeprecord() { uchar i=9。 recordnum++。 recordtable[0]=temperature。 //延時(shí)消抖 if(record==0) { flag=1。//顯示攝氏度單位 Display(3,12)。//顯示第幾個(gè)記錄值 Display(7,(a+1)%10)。 if(a==recordnum)//循環(huán)顯示 { a=0。 if(a==255)//循環(huán)顯示 { a=recordnum1。 TL0=(6553650000)%256。 GetTemperature()。 軟件設(shè)計(jì)中，把程序按功能分模塊的話能提高編程效率，把問(wèn)題一一解決，同時(shí)畫(huà)流程圖能幫助理清思路，使問(wèn)題簡(jiǎn)單化。在做鍵盤(pán)消抖時(shí)，延時(shí)的時(shí)間比較重要，一般為 10ms 左右，延時(shí)太短就會(huì)使按鍵太過(guò)靈敏，按一下就使數(shù)字跳變幾次；而延時(shí)過(guò)長(zhǎng)則可能使按鍵按下了卻無(wú)響應(yīng)，在外部定義初始化一個(gè)延時(shí)函數(shù)的入口參量則能很方便地調(diào)整延時(shí)時(shí)間，以 達(dá)到比較好的效果。另外此次設(shè)計(jì)也考慮了實(shí)時(shí)溫度顯示界面與報(bào)警溫度設(shè)置界面的區(qū)別，即在進(jìn)入報(bào)警溫度設(shè)置界面時(shí)，讓其余的 數(shù)碼管都顯示出一橫杠，即 g 段點(diǎn)亮，這樣則不會(huì)讓兩個(gè)界面相互混淆。 此設(shè)計(jì)中沒(méi)有為溫度的單位（攝氏度）準(zhǔn)備專用的數(shù)碼管來(lái)顯示，若單獨(dú)用一個(gè)數(shù)碼管顯示“ C”來(lái)代替“ ℃ ”的話，看起來(lái)感覺(jué)很別扭。同時(shí)局部變量應(yīng)避免與全局變量取同名，否則全局變量將被屏蔽或與局部變量相沖突而達(dá)不到設(shè)計(jì)的效果。//定時(shí)記錄溫度值 } 7 總結(jié) 此次課程設(shè)計(jì)中，難點(diǎn)在于 DS18B20 的使用，即對(duì)它的時(shí)序控制、初始化以及字節(jié)讀寫(xiě)方法，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)或是時(shí)序控制不到位的話就不能得到正確的數(shù)據(jù)。 c
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