【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 讀程序部分用來對(duì) 18B20 讀出相應(yīng)的溫度值。 圖 讀 18B20 時(shí)序圖 如上圖所示，首先將數(shù)據(jù)總線從高電平拉低，等待 15us，如果讀的是低電平則 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 16 為 0,如果讀的是高電平則為 1. 在程序?qū)崿F(xiàn)中，目的是得到一個(gè)溫度值，故在 18B20 程序模塊中有一個(gè)函數(shù)get_temperature()，用來得到一個(gè)溫度值即可。以上初始化等程序都為此程序服務(wù)，在調(diào)用此程序后就得 到了個(gè) temperature。這就是 18B20 程序模塊的最終目的。 18B20 程序模塊程序全部放在 文件中。 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì) 液晶 顯示模塊是人機(jī)接口中的一個(gè)重要部分 。 它是用來顯示測(cè)得的溫度及相關(guān)提示信息的 。本數(shù)字溫度計(jì)的液晶顯示采用的是 1602 液晶。 因?yàn)檫@兩種液晶的操作是一樣的，而在 proutes 中又沒 1602 液晶，所以 在 proutes 中采用 LMO16L 來進(jìn)行代替， 在常規(guī)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)口一般接 P0 口，考慮到 P0 口無上拉電阻，這樣我們就得在P0 口上拉 電阻或使 用鎖存器來代替，這樣的話電路上就會(huì)增加硬件從而增加了布線的難度。 又因?yàn)?1602 液晶不 像 ROM 和 RAM 那樣操作，因此在液晶顯示電路設(shè)計(jì)中采用數(shù)據(jù)端口為 P1 口。 RS： 數(shù)據(jù) /命令選擇 ，對(duì)應(yīng)在 MCU 中的 IO 端口是： P20 RW：讀 /寫選擇端，對(duì)應(yīng)在 MCU 中的 IO 端口是： P21 E：使能信號(hào)端，對(duì)應(yīng)在 MCU 中的ＩＯ端口是： P22 圖 液晶顯示模塊 的電路圖 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 17 液晶顯示模塊的程序設(shè)計(jì) 1602 液晶和 18B20 一樣，操作要根據(jù) datasheet 進(jìn)行， 在此不一一列出 datasheet的細(xì)節(jié)。 1602 液晶顯示程序部分在 ，它包括： void check_busy ()//檢查忙標(biāo)志 void lcd_write(bit d_c,uchar input_data)//寫程序 void lcd_initial(void)//初始化程序 void lcd_printc(uchar i,uchar x,uchar y)//寫一個(gè)字符 void lcd_prints(uchar *strint,uchar x,uchar y)//寫字符串 此 5 個(gè)程序中作為外部函數(shù)的是 void lcd_prints(uchar *strint,uchar x,uchar y)，用時(shí)只要把我們的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一段字符串拿來顯示即可。 鍵盤輸入模塊 鍵盤輸入模塊電路設(shè)計(jì) 鍵盤輸入部分是給用戶設(shè)定上下限溫度值 。 它由三個(gè)按鍵組成，設(shè)定功能鍵 KEY1,上下限溫度加減按鍵 分別 為 KEY KEY3。 由于采用 P2 口， P2 口有上拉電阻，故 按鍵的電路接法比較簡(jiǎn)單，只需一邊接地，另一端直接 接在ＭＣＵ中ＩＯ端口上就可以了 。 在按鍵沒按下時(shí)輸入的是高電平，按下后變?yōu)?低電平 。 KEY1 對(duì)應(yīng)ＭＣＵ中的ＩＯ端口是： KEY2 對(duì)應(yīng)ＭＣＵ中的ＩＯ端口是： KEY3 對(duì)應(yīng)ＭＣＵ中的ＩＯ端口是： 圖 鍵盤輸入 模塊 的電路圖 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 18 鍵盤輸入模塊程序設(shè)計(jì) 鍵盤掃描部分程序設(shè)計(jì)充分考慮了按鍵去斗。即一次按鍵不會(huì)當(dāng)作多次按鍵，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性起著相當(dāng)關(guān)鍵的作用。去斗程序用到了一個(gè)延時(shí)程序。再就是按鍵有個(gè)釋放過程，考慮到點(diǎn)，程序中如果沒有釋放按鍵則進(jìn)行其它操作，即不處理按鍵功能。因此這樣就有個(gè)按鍵判斷過程。整個(gè)鍵盤掃描部分程序相當(dāng)少 ．程序給出如下： include /********************************************************** 函數(shù)名稱： void delay(uint z) 功能說明：鍵盤掃描延時(shí)程序 入口參數(shù)： z 為延時(shí) z*(理想 ) ***********************************************************/ void delay(uint z) { uint x,y。 for(x=z。x0。x) for(y=20。y0。y)。 } /********************************************************** 函數(shù)名稱： void key_scanf() 功能說明：鍵盤掃描子程序 入口參數(shù)： void ***********************************************************/ void key_scanf() { key=0xff。 delay(30)。 //去斗 key=keyamp。0xff。 while(key!=0xff) { switch(key) { case 0x7f:key1=1。break。 case 0xbf:key2=1。break。 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 19 case 0xdf:key3=1。break。 } delay(70)。//去斗 key=keyamp。0xff。 } } 以上程序?yàn)? 文件中的全部程序部分 , key_scanf()設(shè)定它是外部函數(shù) ,在這個(gè)模塊中只有這個(gè)函數(shù)才能給別個(gè)文件用 ,但用這個(gè)函數(shù)只能是 和 ,這 樣用的原因是為了程序的可改性．再就是在這個(gè) 中有三個(gè)外部變量，為 key1,key2,key3, 它的使用規(guī)則同樣和外部函數(shù)一樣。這就是模塊化的在本系統(tǒng)中程序部分的特色，其思路是借鑒了面向?qū)ο窬幊讨械乃悸罚谄渌绦蚰K中也一樣． 在此鍵盤模塊中目的就是得到三個(gè) key 值，當(dāng)有這三個(gè) key 值時(shí)主程序相關(guān)程序才做出相應(yīng)的操作。 報(bào)警模塊電路 報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì) 報(bào)警模塊 ，用來在測(cè)得的溫度超過上下限溫度時(shí)進(jìn)行報(bào)警，用 來提示用戶做出相應(yīng)的措施。 報(bào)警模塊使用了兩個(gè)發(fā)光二極管，一 個(gè)黃色的，一個(gè)綠色。 黃色的是當(dāng)測(cè)得的溫度超過下限溫度時(shí) 通過 發(fā)光來提示 用戶 ，而綠色的是在測(cè)得的溫度超過上限溫度時(shí) 通過 發(fā)光來提示用戶 。 兩個(gè)發(fā)光二級(jí)管分別接在ＭＣＵ的 和 口 。 圖 報(bào)警 模塊 的電路 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 20 報(bào)警模塊 模塊程序設(shè)計(jì) 報(bào)警部分用到的外部硬件是兩個(gè)二極管模擬的。當(dāng)溫度低于設(shè)定的低溫時(shí)進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)溫度高于設(shè)定的高溫時(shí)進(jìn)行報(bào)警。在程序設(shè)計(jì)中采用 low_temp 和 high_temp進(jìn)行保存設(shè)定的高低溫度值，將他們與測(cè)得值進(jìn)行比較進(jìn)行相應(yīng)的操作，如果設(shè)定的 low_temp 高于 high_temp 時(shí)將顯示 error，并其設(shè)定無效。 報(bào)警部分程序放在 文件中。它包含 pare_temperature()和 deal_pare _temperature()兩個(gè)程序。 具體程序見附錄。 串行輸出模塊 串行輸出模塊電路設(shè)計(jì) 串行輸出 模塊 是將得到的溫度值通過串行的方式傳送出去。它是用來提供了將溫度輸入到電腦的一個(gè)接口。其電路圖如下： 圖 串行輸出模塊的電 串行輸出模塊程序設(shè)計(jì) 串行輸出程序的思路是，當(dāng)溫度的值發(fā) 生變化時(shí)進(jìn)行一次串行輸出操作。 由于系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)為 ，串行通信中的波特率的選擇就很多，此串行通信設(shè)的波特率為 9600 串行程序中必須注意，要軟件清零 TI 中斷標(biāo)志。因?yàn)?51 單片機(jī)中串行的中斷標(biāo)志和 T2 的中斷標(biāo)志硬件無法自己清除標(biāo)志位。 具體 程序見附錄。 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 軟件仿真與測(cè)試 21 第五 章 軟件仿真與測(cè)試 5． 1 軟件仿真分析與測(cè)試結(jié)果 1． 系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度值。 圖 實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度值 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 軟件仿真與測(cè)試 22 2． 修改上限溫度值。 圖 修改上限溫度值 3．修改下限溫度值。 圖 修改下限 溫度值 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 軟件仿真與測(cè)試 23 4．小于下限溫度值時(shí)報(bào)警。 此時(shí)的 下限 溫度是 上 面設(shè)寫的 5℃ ， 18B20 設(shè) ℃ . 圖 低于下限溫度值時(shí)報(bào)警 5．高于上限溫度值時(shí)報(bào)警。 此時(shí)的上限溫度是上面設(shè)的 35℃ ， 18B20 設(shè) ℃ 圖 高于上 限溫度值時(shí)報(bào)警 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 軟件仿真與測(cè)試 24 6．在設(shè)定上限溫度時(shí)，設(shè)定的上限溫度要大于下限溫度，若出現(xiàn)設(shè)的值小于下限溫度時(shí)會(huì)出現(xiàn) error： 圖 設(shè)定的上限溫度值小于下限溫度值時(shí) 同樣在設(shè)定的下限溫度若大于上限溫度時(shí)也會(huì)出現(xiàn) error?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 結(jié)束語 25 結(jié)束語 本論文 設(shè)計(jì)的是 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)。整 個(gè)系統(tǒng)以 51 單片機(jī)為控制核心，采用單總線的 DS18B20 作為系統(tǒng)的溫度采集傳感器。用 1602 液晶作為單片機(jī)的 IO顯示模塊。整個(gè)系統(tǒng)功能完善。具有實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度，設(shè)定上下限溫度值以及可以對(duì)當(dāng)前溫度超出限定的溫度值時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示。系統(tǒng)還具有 232 通信功能，可將溫度實(shí)時(shí)的傳送給計(jì)算機(jī)等進(jìn)行相應(yīng)的處理。 本系統(tǒng)在軟件上采用了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)的程序易讀易改。 例如， 在 設(shè)計(jì)本系統(tǒng) 起初沒有 232 通信功能，在設(shè)計(jì)過程中再加上去的。此時(shí)設(shè)計(jì)的程序已寫好，要加上通信功能時(shí)直接在程序中加入 文件，其文件中的 函數(shù)功能即是實(shí)現(xiàn) 232 通信的功能，此 就是一個(gè)小模塊。 就此可以看出 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)來。 經(jīng)過 了這 次 設(shè)計(jì)后，我學(xué)到了很多新的知識(shí)。學(xué)會(huì)了如何去看 datasheet，如何做一個(gè)系統(tǒng)的分析。更進(jìn)一步加強(qiáng)了 51 單片機(jī)的運(yùn)用能力，包括 51 單片機(jī)的程序編寫，調(diào)試，仿真等。 最重要的是 提高了我的動(dòng)手實(shí)踐能力。 在這個(gè)系統(tǒng)中，出于條件的原因，只做出了相關(guān)仿真，沒有去做硬件。在串行通信中只有相關(guān)的設(shè)計(jì)程序而沒有將其做出實(shí)物與計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的通信。雖然通過自己的學(xué)習(xí)完成了這項(xiàng)設(shè)計(jì)，但是覺得自己還有很多知識(shí)要去學(xué)習(xí) ，比如說傳感器，數(shù)電，模電等。 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 參考文獻(xiàn) 26 參考文獻(xiàn) [1]． 閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]． 北京：高等教育出版社， 20xx 年 [2]． 王化祥，張淑英．傳感器原理及應(yīng)用 [M]． 天津： 天津大學(xué)出版社 ， 20xx 年 [3]．童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]． 北京：高等教育出版社， 1980 年 [4]．尹建華，張惠群．微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) [M]． 北京 ： 高等教育出版社 ,20xx 年 [5]．譚浩強(qiáng)． C 語言 程序設(shè)計(jì) [M]． 北京： 清華大學(xué)出版 ， 20xx 年 [6]． 張友德，趙志英，涂時(shí)亮．單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) [M]． 上海： 復(fù)旦大學(xué)出版社 ， 20xx年 [7]． 李國(guó)洪，曹白楊，陳剛． 電子 CAD 實(shí)用教程 [M]． 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 20xx 年 [8]． 求是科技 ． 單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 [M]． 北京： 人民郵電出版社 ， 20xx 年 [9]．彭為，黃科，雷道仲．單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講 [M ]. 北京 : 電子工業(yè)出版社 ， 20xx 年 [10]． 李朝青． 單片機(jī) amp。 DSP 外圍數(shù)字 IC 技術(shù)手冊(cè) [M]． 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ， 20xx年 [11]．劉鯤 , 孫春亮． 單片機(jī) C 語言入門