【正文】 設(shè)計(jì) 4． 1 控制 模塊電路設(shè)計(jì) ?????????????????????? 10 晶振電路設(shè)計(jì) ??????????????????????? 10 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ?????????????????????? 10 4． 2 溫度傳感器模塊 ??????????????????????? 11 溫度傳感器模塊電路設(shè)計(jì) ????????????????? 11 溫度傳感器模塊程序設(shè)計(jì) ????????????????? 12 4． 3 液晶顯示模塊 ??????????? ??????????? 16 液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì) ?????????????????? 16 液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì) ???????????? ??? ??? 17 鍵盤(pán)輸入模塊 ??? ??????? ??????????????? 17 鍵盤(pán)輸入模塊電路設(shè)計(jì) ?????????????????? 17 鍵盤(pán)輸入 模塊程序設(shè)計(jì) ?????????????????? 18 4. 5 報(bào)警 模塊 ??? ?? ???????????????????? 19 報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì) ???????????????????? 19 報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì) ???????????????????? 20 4. 6 串行輸出模塊 ?????? ?????????????????? 20 第 五 章 軟件仿真與測(cè)試 III 軟件的仿真分析與仿真結(jié)果 ???????????????????? 21 結(jié)束語(yǔ) ??????????????????????????????? 25 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????? 26 致謝 ????????? ??????????????????????? 27 附錄 1：系統(tǒng)電路圖 ????????????????????????? 28 附錄 2：源程序清單 ?????????????????????????? 29 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 緒論 1 第一章 緒 論 系統(tǒng)背景 在 工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對(duì)溫度的測(cè)量 占據(jù)著極其重要地位 。LCD display?！?. Key words： Microcontroller?！?。 系統(tǒng)上電后進(jìn)入實(shí)時(shí)溫度顯示狀態(tài) ， 此時(shí)將 DS18B20 中的溫度值讀到單片機(jī)中并將其顯示在 LCD 液晶顯示屏上。 I 基于 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 盤(pán)桂云 （吉首大學(xué)物理科學(xué)與信息工程學(xué)院，湖南 吉首 416000） 摘 要 本課題以單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)了一款數(shù)字溫度計(jì) 。 該 系統(tǒng) 由 51 單片機(jī)、DS18B20 溫度 傳感器 以及 1602 LCD 液晶顯示 屏 等部件組成 。系統(tǒng)可以 設(shè)置上下限報(bào)警溫度值，當(dāng)測(cè)得結(jié)果超過(guò)設(shè)定值時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警， 提供一個(gè)接口 可以將溫度 值 傳送給其它控制器或計(jì)算機(jī)， 測(cè)量準(zhǔn)確 且 誤差小 ，其 誤差 在 177。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) ； 溫度采集 ； LCD 顯示； 溫度傳感器； 數(shù)字溫度計(jì) ； Emluater and Design of Digital Thermometer Based on Microputer Control Panguiyun (College of Physics Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000) Abstract This topic with the microcontroller as control core , and design a digital thermometer. It consists of 51 single chip microputer, 18B20 temperature sensor and 1602 LCD screen display etc. After power on, the system into realtime temperature display state, then the temperature 18B20 will read in the singlechip microputer and displayed in the LCD screen. System can set upper temperature alarm, when the alarm measured results than the setting measured corresponding alarm, System can provide an interface which sends the temperature to other controller or puter. There is little measuring error, measuring error at 177。Temperature acquisition。Temperatere sensor。 冰箱、空調(diào)、烘干機(jī)中均用了溫度控制系統(tǒng)。 本 課題基于單片機(jī) 設(shè)計(jì)了一款 數(shù)字溫度計(jì) 。其 設(shè)計(jì) 通過(guò) 18B20 進(jìn)行 溫度采集 ， 采用 1602 液晶來(lái)進(jìn)行 溫度顯示 ， 有鍵盤(pán)輸入 和 LED二極管進(jìn)行溫度報(bào)警 功能 。 硬件總的包括單片機(jī)及相應(yīng)單片機(jī)小系統(tǒng)相關(guān)元件 、 18B20 溫度傳感 、 1602 液晶顯示屏 、 三個(gè)按鍵 ，MAX232 電平轉(zhuǎn)換器件 和兩個(gè) LED 二極管 。 具體的功能如下所述： (1)能夠?qū)崟r(shí)的測(cè)得 溫 度并進(jìn)行顯示 ， 顯示的誤差在 177。其中在 主界面下 是 實(shí)時(shí)顯示測(cè)得的溫度值 ； (4)當(dāng)系統(tǒng)測(cè)得的溫度 低于最低溫度或高 于 最高溫度時(shí)會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警 ； （ 5）測(cè)得溫度通過(guò) MAX232 傳送出去，可供其它器件操作。 在此過(guò)程中如果測(cè)得 的溫度超過(guò)了上下限溫度時(shí)系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)報(bào)警 。 系統(tǒng)還可將溫度通過(guò) MAX232 傳送給計(jì)算機(jī)等進(jìn)行相應(yīng)的操作。 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 緒論 2 (2) 18B20 溫度傳感器：用來(lái)采集溫度。 (4) LED 發(fā) 光二極管：用來(lái)進(jìn)行報(bào)警的模擬 。 （ 6） MAX232：進(jìn)行串行通信的電平轉(zhuǎn) 換。系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì)方框圖，如圖 所示： 圖 系統(tǒng)的電路圖 液晶顯示模塊電路 控制模塊電路 即單片機(jī)小系統(tǒng) 鍵盤(pán)輸入模塊電路 報(bào)警模塊 溫度傳感器模塊電路 圖 數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)硬件電路總體 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì) 軟件部分即程序編寫(xiě)部分。根據(jù)此思路，程序分為主程序模塊部分、 1602 液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊部分、按鍵模塊部分、 DS18B20 驅(qū)動(dòng)模塊部分、報(bào)警模塊部分、串行輸出程序模塊和組合程序模塊部分。 各程序部分的相關(guān)關(guān)系如圖： 各個(gè)程序模塊設(shè)計(jì)之間的關(guān)系如上圖 ,且在它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系中還有一個(gè)文件名為head .h，此文件用來(lái)定義 IO 端口和進(jìn)行相關(guān)的外部變量和外部函數(shù)的聲明。其各部分的外部函數(shù)和外部變量聲明在 文件中。 extern int temperature。 按鍵模塊程序部分： extern void key_scanf()。 報(bào)警程序模塊部分： extern void pare_temperature()。 extern uchar low_flag,high_flag。 組合程序部分 ： extern void dis_temperature(int temp_temperature)。 extern void main_scanf_deal()。 sbit rw = P2^1。 sbit busy_f = P0^7。 //溫度輸入口 sbit beer = P3^2。 //報(bào)警 IO 口 2 //****************************************************** //****************************************************** 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6 主程序的流程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)程序 主程序的流程設(shè)計(jì) 由于各個(gè)程序都是模塊化的設(shè)計(jì)，因此主程序的工作量就很少且思路也很清析。其程序設(shè)計(jì)思路如下： 圖 主程序流程圖 開(kāi)始 調(diào)用初始化程序 調(diào)用獲得測(cè)量的溫度程序 調(diào)用顯示溫度程序在液晶上顯示 調(diào)用鍵盤(pán)掃描程序 調(diào)用按鍵處理程序 調(diào)用三個(gè)溫度比較程序 調(diào)用報(bào)警程序?qū)Ρ容^結(jié)果處理 調(diào)用串行通信程序 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 7 主程序的實(shí)現(xiàn)程序 /****************************************************************** 函數(shù)名稱(chēng)： void main() 功能說(shuō)明：主函數(shù) 入口參數(shù)： void *******************************************************************/ void main() { main_init()。//獲得溫度 lcd_write(lcd_,0x01)。//第一行的顯示 dis_temperature(temperature)。//掃描按鍵 main_scanf_deal()。//三個(gè)溫度比較處理 deal_pare_temperature()。//串行數(shù)據(jù)傳出 } } 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 主要器件介紹 8 第三 章 主要器件介紹 18B20 溫度傳感器 DS18B20 最大的特點(diǎn)是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式， DS18B20 的數(shù)據(jù) I/O 均由同一條線來(lái)完成。測(cè)溫范圍 55℃ _+125℃ ,其溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間 為 200MS 在此系統(tǒng)中使用的命令 只有三個(gè)。 1602 液晶顯示器 1602 液晶 顯示器具有功耗低，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。其引腳圖如下： 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 主要器件介紹 9 圖 1602 液晶引腳圖 如圖 ,其各引腳如下圖表： 表 1602 液晶引腳功能圖表 1602 液晶是 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符。晶振電路，它產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖 ，時(shí)鐘是 12Mhz； 復(fù)位電路，可進(jìn)行單片機(jī)的復(fù)位操作； MCU 單片機(jī)芯片，是數(shù)字溫度計(jì) 系統(tǒng) 的控制核心芯片， 它負(fù)責(zé) 各種數(shù)據(jù)處理和控制。其電路如下： 圖 晶振電路 的電路圖 其中 C1,C2 取 27PF。其電路設(shè)計(jì)如下： 圖 復(fù)位電路 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) 11 復(fù)位原理：當(dāng)按鍵按下時(shí) reset 從低電平變?yōu)楦唠娖?，?C3 電容完全放電；當(dāng)按鍵釋放，電容開(kāi)始沖電。此過(guò)程中只要高電平保持時(shí) 間達(dá)到系統(tǒng)要求即可進(jìn)行一次復(fù)位動(dòng)作。它用來(lái)采集溫度。 DS18B20 最大的特點(diǎn)是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式， DS18B20 的數(shù)據(jù) I/O 均由同一條線來(lái)完成。 DQ 是單線數(shù)據(jù)端口。 DQ 接 MCU 中的 接法電路圖： 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) 12 圖 溫度傳感器模塊 的電路圖 溫度傳感器模塊程序設(shè)計(jì) 采集數(shù)據(jù)