基于51單片機(jī)與ds18b20的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-12-26 10:41本頁面
【正文】 ............................... 11 主程序模塊 ....................................................................................................... 11 讀溫度值模塊 ................................................................................................... 12 中斷模塊 .......................................................................................................... 14 溫度查詢模塊 ................................................................................................... 15 溫度設(shè)定、報(bào)警模塊 ......................................................................................... 16 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊 ................................................................................................ 18 6 源程序 ........................................................................................................................ 19 7 總結(jié) ........................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn)： .................................................................................................................... 28 1 引言 隨著人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便是不可否定的，各種數(shù)字系統(tǒng)的應(yīng)用也使人們的生活更加舒適。其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子。其主要用于對(duì)測溫要求準(zhǔn)確度比較高的場所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)使用 STC89C52 單片機(jī)作控制器，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測量溫度，單片機(jī)接受傳感器輸出，經(jīng)處理用 LED 數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)溫度值顯示。 擴(kuò)展功能 溫度報(bào)警，能任意設(shè)定溫度范圍實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警； 每隔 10 分鐘記錄一次溫度數(shù)據(jù)，至少能查詢過去 10 個(gè)時(shí)刻的溫度情況。這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，增大了電路的復(fù)雜性，而且要做到高精度也比較困難。另外 DS18B20 具有 3 引腳的小體積封裝，測溫 范圍為 55~+125 攝氏度，測溫分辨率可達(dá) 攝氏度，其測量范圍與精度都能符合設(shè)計(jì)要求。 總體設(shè)計(jì)框圖 本方案設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)字溫度傳感器、 LED 顯示模塊、按鍵控制模塊、溫度報(bào)警模塊組成，其總體架構(gòu)如下圖 1。 圖 4 DS18B20 接線原理圖 DS18B20 時(shí)序圖 主機(jī)使用時(shí)間隙來讀寫 DS18B20 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在 高速暫存存儲(chǔ)器的第 0 和第 1 個(gè)字節(jié)。 圖 7 字節(jié)分配 下表為 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8 比特的RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號(hào)位，如果測得的溫度大于 0， 這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際 溫度。 例如 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H，則應(yīng)先將 11 位數(shù)據(jù)位取反加 1 得 370H（符號(hào)位不變，也不作運(yùn)算）， 實(shí)際溫度 =370H*=880*=55℃。 圖 8 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)表 顯示電路 LED 數(shù)碼管顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方式，能簡化電路布線，節(jié)約單片機(jī) I/O 端口。 圖 9 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示電路 聲光報(bào)警電路 當(dāng)溫度超過設(shè)定溫度值時(shí)，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，蜂鳴器鳴叫、 8 個(gè)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。 圖 10 聲光報(bào)警電路 鍵盤輸入電路 四個(gè)鍵分別連接單片機(jī) P3^ P3^ P3^ P3^7 構(gòu)成獨(dú)立式鍵盤，分別實(shí)現(xiàn)加、減、報(bào)警溫度設(shè)定功能鍵和溫度查詢功能鍵。 中斷模塊需調(diào)用兩個(gè)子程序： ? 讀溫度值 子程序：定時(shí)讀取溫度值，實(shí)時(shí)更新溫度值 ? 記錄溫度值子程序：定時(shí)記錄溫度值，供查詢使用 把這兩個(gè)子程序放在中斷的原因是，不會(huì)因?yàn)檎{(diào)整報(bào)警溫度或查詢歷史溫度值而停止更新溫度值和記錄溫度值。 溫度查詢模塊流程圖如下： N Y N Y 中斷入口 定時(shí)器重置初值 計(jì)數(shù)值加 1 1 秒？ 記錄溫度值 讀溫度值 中斷返回 入口 功能鍵按下？ 延時(shí)消抖 確認(rèn)按下？ 顯示溫度值與位次 N Y Y N N Y Y N N Y 圖 18 溫度查詢模塊流程圖 溫度設(shè)定、報(bào)警模塊 此模塊跟溫度查詢模塊類似，需要接受按鍵輸入，進(jìn)入模塊界面后，按加減鍵分別上調(diào)和下調(diào)設(shè)定報(bào)警溫度值，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值超過設(shè)定值時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，并點(diǎn)亮 8 位發(fā)光二極管，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。 模塊流程圖如下： 圖 20 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊流程圖 入口 關(guān)段選 P0 置高 開位選 送位碼 關(guān)位選 P0 清零 開段選 送段碼 關(guān)段選 延時(shí) 返回 6 源程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int /*************************變量定義 ************************************/ sbit DQ=P2^2。//蜂鳴器使能端 sbit dula=P2^6。//數(shù)碼管位選使能 sbit add=P3^5。//減鍵 sbit alarm=P3^6。//查詢溫度記錄功能鍵 uchar code tabled[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, //0~9 的七段數(shù)碼管段碼 0x40,0x63,0x39}。//1~8 個(gè)數(shù)碼管的位選碼 uchar recordt
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