基于51單片機(jī)及DS18B20溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計

1、 基于51單片機(jī)及DS18B20溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計 基于51單片機(jī)及DS18b20溫度傳感器的數(shù)字溫度計設(shè)計摘 要本設(shè)計采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)，數(shù)字溫度傳感器是DALLAS公司的DS18B20。本設(shè)計用數(shù)字傳感器DS18B20測量溫度，測量精度高，傳感器體積小，使用方便。所以本次設(shè)計的數(shù)字溫度計在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活中都有廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用社會生活的各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種非常實用的技術(shù)。51單片機(jī)是最常用的一種單片機(jī)，而且在高校中都以51單片機(jī)教材為藍(lán)本，這使得51單片機(jī)成為初學(xué)單片機(jī)技術(shù)人員的首選。本次設(shè)計采用的AT89S52是一種fla

2、sh型單片機(jī)，可以直接在線編程，向單片機(jī)中寫程序變得更加容易。本次設(shè)計的數(shù)字溫度計采用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器，DS18B20是一種可組網(wǎng)的高精度數(shù)字式溫度傳感器，由于其具有單總線的獨特優(yōu)點，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點溫度測量電路變得簡單、可靠。本設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，首先設(shè)計了硬件電路，然后繪制軟件流程圖及編寫程序。本設(shè)計屬于一種多功能溫度計，溫度測量范圍是-55到125。溫度值的分辨率可以被用戶設(shè)定為9-12位，可以設(shè)置上下限報警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)定的范圍內(nèi)時，就會啟動報警程序報警。本設(shè)計的顯示模塊是用四位一體的數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示實現(xiàn)的。在顯示實時測量溫度的模式下還可

3、以通過查詢按鍵查看設(shè)定的上下限報警溫度。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)、數(shù)字溫度計、DS18B20、AT89S52目 錄1 概 述- 1 -1.1系統(tǒng)概述- 1 -2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計- 2 -2.1 系統(tǒng)總體方案- 2 -2.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖- 2 -2.1.2各模塊簡介- 2 -2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計- 5 -2.2.1 單片機(jī)電路設(shè)計- 5 -2.2.2 DS18B20溫度傳感器電路設(shè)計- 6 -2.2.3 顯示電路設(shè)計- 6 -2.2.4 按鍵電路設(shè)計- 7 -2.2.5 報警電路設(shè)計- 8 -3 軟件設(shè)計- 9 -3.1 DS18B20程序設(shè)計- 9 -3.1.1 DS18B20傳感器操

4、作流程- 9 -3.1.2 DS18B20傳感器的指令表- 9 -3.1.3 DS18B20傳感器的初始化時序- 10 -3.1.4 DS18B20傳感器的讀寫時序- 10 -3.1.5 DS18B20獲取溫度程序流程圖- 11 -3.2 顯示程序設(shè)計- 13 -3.3 按鍵程序設(shè)計- 13 -4實物制作及調(diào)試- 14 -5電子綜合設(shè)計體會- 15 -參考文獻(xiàn)- 15 -附1 源程序代碼- 17 -附2 系統(tǒng)原理圖- 32 -1 概 述1.1系統(tǒng)概述本系統(tǒng)所設(shè)計的數(shù)字溫度計采用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器測溫，DS18B20直接輸出的就是數(shù)字信號，與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍

5、廣，測溫準(zhǔn)確，上下限報警功能。其輸出溫度采用LED數(shù)碼管顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所。該設(shè)計控制器使用的是51單片機(jī)AT89S52，AT89S52單片機(jī)在工控、測量、儀器儀表中應(yīng)用還是比較廣泛的。測溫傳感器使用的是DS18B20，DS18B20是一種可組網(wǎng)的高精度數(shù)字式溫度傳感器，由于其具有單總線的獨特優(yōu)點，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點溫度測量電路變得簡單、可靠。顯示是用4位共陰極LED數(shù)碼管實現(xiàn)溫度顯示，LED數(shù)碼管的優(yōu)點是顯示數(shù)字比較大，查看方便。蜂鳴器用來實現(xiàn)當(dāng)測量溫度超過設(shè)定的上下限時的報警功能。 - 32 -2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計2.1 系統(tǒng)總體方案2.1.

6、1系統(tǒng)總體設(shè)計框圖由于DS18B20數(shù)字溫度傳感器具有單總線的獨特優(yōu)點，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點溫度測量電路變得簡單、可靠，所以在該設(shè)計中采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器測量溫度。 溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計框圖如圖2-1所示，控制器采用單片機(jī)AT89S52，溫度傳感器采用DS18B20，顯示采用4位LED數(shù)碼管，報警采用蜂鳴器、LED燈實現(xiàn)，鍵盤用來設(shè)定報警上下限溫度。圖2-1 溫度計電路總體設(shè)計框圖2.1.2各模塊簡介1.控制模塊AT89S52單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含有8kb的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器，器件采用A

7、TMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程的Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容

8、被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。2.顯示模塊顯示電路采用4位共陰LED數(shù)碼管，從P0口輸出段碼，P2口的高四位為位選端。用動態(tài)掃描的方式進(jìn)行顯示，這樣能有效節(jié)省I/O口。3.溫度傳感器模塊DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓

9、范圍為3.05.5v；零待機(jī)功耗；溫度以9或12位二進(jìn)制數(shù)字表示；用戶可定義報警設(shè)置；報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20采用3腳TO92封裝或8腳SO或µSOP封裝，其其封裝形式如圖2-2所示。圖2-2 DS18B20的封裝形式DS18B20的64位ROM的結(jié)構(gòu)開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。DS18

10、B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3 DS18B20的高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)頭2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝是易失的，每次上電復(fù)位時被刷新。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值，該字節(jié)各位的定義如表2-1所示。表2-1：配置寄存器D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TMR1R011111配置寄存器的低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設(shè)置DS18B

11、20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶要去改動，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率，“R1R0”為“00”是9位，“01”是10位，“10”是11位，“11”是12位。當(dāng)DS18B20分辨率越高時，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1、2字節(jié)。

12、單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625LSB形式表示。當(dāng)符號位s0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位s1時，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補碼變成原碼，再計算十進(jìn)制數(shù)值。輸出的二進(jìn)制數(shù)的高5位是符號位，最后4位是溫度小數(shù)點位，中間7位是溫度整數(shù)位。表2-2是一部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。表2-2 DS18B20輸出的溫度值溫度值二進(jìn)制輸出十六進(jìn)制輸出+1250000 0111 1101 000007D0h+850000 0101 0101 00000550h+25.06250000 0001 1001 0001

13、0191h+10.1250000 0000 1010 001000A2h+0.50000 0000 0000 10000008h00000 0000 0000 00000000h-0.51111 1111 1111 1000FFF8h-10.1251111 1111 0101 1110FF5Eh-25.06251111 1110 0110 1111FF6Fh-551111 1100 1001 0000FC90hDS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較。若TTH或TTL，則將該器件內(nèi)的報警標(biāo)志位置位，并對主機(jī)發(fā)出的報警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只DS

14、18B20同時測量溫度并進(jìn)行報警搜索。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）。主機(jī)ROM的前56位來計算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。4.調(diào)節(jié)模塊介紹調(diào)節(jié)模塊是由四個按鍵接地后直接接單片機(jī)的I/O口完成的。當(dāng)按鍵沒有按下時單片機(jī)管腳相當(dāng)于懸空，默認(rèn)下為高電平，當(dāng)按鍵按下時相當(dāng)于把單片機(jī)的管腳直接接地，此時為低電平。程序設(shè)計為低電平觸發(fā)。5.報警模塊介紹報警模塊是由一個PNP型的三極管9012驅(qū)動的5V蜂鳴器，和一個加一限流電阻的發(fā)光二極管組成的。報警時蜂鳴器間歇性報警，發(fā)光二極管閃爍。2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計2.2.1

15、單片機(jī)電路設(shè)計圖2-4 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖單片機(jī)最小系統(tǒng)是由晶振電路，上電復(fù)位、按鍵復(fù)位電路，ISP下載接口和電源指示燈組成。原理圖如圖2-4所示。2.2.2 DS18B20溫度傳感器電路設(shè)計DS18B20溫度傳感器是單總線器件與單片機(jī)的接口電路采用電源供電方。電源供電方式如圖2-7，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。圖2-7 DS18B20電源供電方式當(dāng)DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10us。采用寄生電源供電方式時VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。2.2.3 顯示電路設(shè)計顯示

16、電路是由四位一體的共陰數(shù)碼管進(jìn)行顯示的，數(shù)碼管由三極管9013驅(qū)動。四位一體的共陰數(shù)碼管的管腳分布圖如圖2-5所示。圖2-5 四位一體的共陰數(shù)碼管管腳分布圖顯示電路的總體設(shè)計如圖2-6所示。圖2-6 顯示電路2.2.4 按鍵電路設(shè)計按鍵電路是用來實現(xiàn)調(diào)節(jié)設(shè)定報警溫度的上下限和查看上下報警溫度的功能。電路原理圖如圖2-10所示。圖2-10 按鍵電路原理圖2.2.5 報警電路設(shè)計報警電路是在測量溫度大于上限或小于下限時提供報警功能的電路。該電路是由一個蜂鳴器和一個紅色的發(fā)光二極管組成，具體的電路如圖2-9所示。圖2-9 報警電路原理圖3 軟件設(shè)計3.1 DS18B20程序設(shè)計3.1.1 DS18B

17、20傳感器操作流程根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟： 每一次讀寫之前都要對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500s，然后釋放，當(dāng)DS18B20收到信號后等待1660s左右，后發(fā)出60240s的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。DS18B20的操作流程如圖3-1所示。如圖3-1 DS18B20的操作流程3.1.2 DS18B20傳感器的指令表DS18B20傳感器的操作指令如表3-1所示。傳感器復(fù)位后向傳感器寫相應(yīng)的命令

18、才能實現(xiàn)相應(yīng)的功能。表3-1 DS18B20的指令表指 令指令代碼功 能讀ROM0x33讀DS1820溫度傳感器ROM中的編碼（即64位地址）符合 ROM0x55發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS1820 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準(zhǔn)備。搜索 ROM0xF0用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數(shù)和識別 64 位 ROM 地址。為操作各器件作好準(zhǔn)備。跳過 ROM0xCC忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。適用于單片工作。告警搜索命令0xEC執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的片子才做

19、出響應(yīng)。溫度變換0x44啟動DS1820進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時最長為750ms（9位為93.75ms）。結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中。讀暫存器0xBE讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器0x4E發(fā)出向內(nèi)部RAM的3、4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復(fù)制暫存器0x48將RAM中第3 、4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中。重調(diào) EEPROM0xB8將EEPROM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第3 、4字節(jié)。讀供電方式0xB4讀DS1820的供電模式。寄生供電時DS1820發(fā)送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820發(fā)送“ 1 ”。3.1.3 DS18B20傳感器的初始化時序D

20、S18B20傳感器為單總線結(jié)構(gòu)器件，在讀寫操作之前，傳感器芯片應(yīng)先進(jìn)性復(fù)位操作也就是初始化操作。DS18B20的初始化時序如圖3-2所示。首先控制器拉高數(shù)據(jù)總線，接著控制器給數(shù)據(jù)總線一低電平，延時480s，控制器拉高數(shù)據(jù)總線，等待傳感器給數(shù)據(jù)線一個60-240s的低電平，接著上拉電阻將數(shù)據(jù)線拉高，這樣才初始化完成。圖3-2 DS18B20初始化時序3.1.4 DS18B20傳感器的讀寫時序 1.寫時序DS18B20傳感器的讀寫操作是在傳感器初始化后進(jìn)行的。每次操作只能讀寫一位。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產(chǎn)生寫時序。有兩種類型的寫時序：寫“0”時序，寫“1”時序。所有的時序必須有最短60

21、s的持續(xù)期，在各個寫周期之間必須有最短1s的恢復(fù)期。在數(shù)據(jù)總線由高電平變?yōu)榈碗娖街螅珼S18B20在15s至60s的時間間隙對總線采樣，如果為“1”則向DS18B20寫“1”， 如果為“0”則向DS18B20寫“0”。如圖3-2的上半部分。對于主機(jī)產(chǎn)生寫“1”時序時，數(shù)據(jù)線必須先被拉至低電平，然后被釋放，使數(shù)據(jù)線在寫時序開始之后15s內(nèi)拉至高電平。對于主機(jī)產(chǎn)生寫“1”時序時，數(shù)據(jù)線必須先被拉至低電平，且至少保持低電平60s。2.讀時序在數(shù)據(jù)總線由高電平變?yōu)榈碗娖街?，?shù)據(jù)線至少應(yīng)保持低電平1s，來自DS18B20的輸出的數(shù)據(jù)在下降沿15s后有效，所以在數(shù)據(jù)線保持低電平1s之后，主機(jī)將數(shù)據(jù)線拉

22、高，等待來自DS18B20的數(shù)據(jù)變化，在下降沿15s之后便可開始讀取DS18B20的輸出數(shù)據(jù)。整個讀時序必須有最短60s的持續(xù)期。如圖3-2的下半部分。讀時序結(jié)束后數(shù)據(jù)線由上拉電阻拉至高電平。圖3-3 DS18B20傳感器的讀寫時序3.1.5 DS18B20獲取溫度程序流程圖DS18B20的讀字節(jié)，寫字節(jié)，獲取溫度的程序流程圖如圖3-3所示。圖3-4 DS18B20程序流程圖3.2 顯示程序設(shè)計顯示電路是由四位一體的數(shù)碼管來實現(xiàn)的。由于單片機(jī)的I/O口有限，所以數(shù)碼管采用動態(tài)掃描的方式來進(jìn)行顯示。程序流程圖如圖3-4所示。圖3-5 顯示程序流程圖3.3 按鍵程序設(shè)計按鍵是用來設(shè)定上下限報警溫度

23、的。具體的程序流程圖如圖3-5所示。圖3-6 按鍵程序流程圖4實物制作及調(diào)試制作好的實物如圖4-1所示。圖4-1 數(shù)字溫度計實物正面圖在做實物時出現(xiàn)了不少問題。比如本來是采用NPN型9013驅(qū)動蜂鳴器，但是在實際調(diào)試中蜂鳴器驅(qū)動不了，經(jīng)多次試驗，在三極管的基極電阻與單片機(jī)的接口處接一個1、2k的上拉電阻就能驅(qū)動了。但考慮到單片機(jī)的I/O口默認(rèn)狀態(tài)時為高電平，這樣一上電蜂鳴器就會響，所以將NPN型9013換成了PNP型的9012三極管，效果還不錯。5電子綜合設(shè)計體會經(jīng)過將近一個月的設(shè)計、焊接、編程、調(diào)試，我們終于完成了數(shù)字溫度計的設(shè)計，基本能夠達(dá)到設(shè)計要求，而且還設(shè)計了一些其他功能，比可以開啟或

24、消除按鍵音功能，開機(jī)動畫功能，查看報警上下限溫度功能。此次的設(shè)計使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我們所學(xué)到的知識運用到實踐中去。在大學(xué)課堂的學(xué)習(xí)只是給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的知識應(yīng)用到我們現(xiàn)實的生活中去。這次的設(shè)計不僅使我們將課堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合了起來，而且使我們對電子電路、電子元器件、印制電路板等方面的知識有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，同時在軟件編程、焊板調(diào)試、相關(guān)調(diào)試儀器的使用等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨立進(jìn)行某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作打下一定的基礎(chǔ)。此次單片機(jī)設(shè)計也為我們以后進(jìn)行更復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計提供了寶貴的經(jīng)驗。

25、在本次設(shè)計的過程中，我們遇到不少的問題，剛開始焊好的板子下不進(jìn)去程序，經(jīng)過一再仔細(xì)的檢查，才發(fā)現(xiàn)是在下載口處出了問題，由于焊盤口比較小，排針插不進(jìn)去，最后使了很大力氣才插進(jìn)去，插進(jìn)去后才發(fā)現(xiàn)壞了，結(jié)果在去排針的時候把焊盤給去下來了，最后只能在旁邊將下載口引了出來。還有就是文章中提到的蜂鳴器驅(qū)動問題等等。經(jīng)過此次的硬件制作與調(diào)試，鍛煉了我們的動手實踐能了。本次設(shè)計的另一個重點就是軟件程序的設(shè)計，其中需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，有好多的東西，只有我們?nèi)ピ囍隽耍拍苷嬲恼莆?，只學(xué)習(xí)理論，有些東西是很難理解的，更談不上掌握。通過此次的綜合設(shè)

26、計，我們初步掌握了單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的基本原理。充分認(rèn)識到理論學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合的重要性，對于書本上的很多知識，不但要學(xué)會，更重要的是會運用到實踐中去。在以后的學(xué)習(xí)中，我們會更加注重實踐方面的鍛煉，多提高自己的動手實踐能力。參考文獻(xiàn)1 譚浩強.C程序設(shè)計（第三版）.北京:清華大學(xué)出版社,2005.7 2 余發(fā)山,王福忠.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù).徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2008.6 3 求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)航.北京:人民郵電出版社,2005.5 4 求是科技.8051系列單片機(jī)C程序設(shè)計完全手冊.北京：人民郵電出版社，2006.4 5 于永,戴佳,劉波.51單片機(jī)C語言常用模塊與綜合系統(tǒng)

27、設(shè)計實例精講（第2版）.北京:電子工業(yè)出版社,2008.10 附1 源程序代碼/* 程序名; 基于DS18B20的測溫系統(tǒng)* 功 能： 實時測量溫度，超過上下限報警，報警溫度可手動調(diào)整。K1是用來* 進(jìn)入上下限調(diào)節(jié)模式的，當(dāng)按一下K1進(jìn)入上限調(diào)節(jié)模式，再按一下進(jìn)入下限* 調(diào)節(jié)模式。在正常模式下，按一下K2進(jìn)入查看上限溫度模式，顯示1s左右自動* 退出；按一下K3進(jìn)入查看下限溫度模式，顯示1s左右自動退出；按一下K4消除* 按鍵音，再按一下啟動按鍵音。在調(diào)節(jié)上下限溫度模式下，K2是實現(xiàn)加1功能，* K1是實現(xiàn)減1功能，K3是用來設(shè)定上下限溫度正負(fù)的。 * 編程者：zicreate* 編程時間：2

28、009/10/2 */#include<AT89X52.h> /將AT89X52.h頭文件包含到主程序#include<intrins.h> /將intrins.h頭文件包含到主程序（調(diào)用其中的_nop_()空操作函數(shù)延時）#define uint unsigned int /變量類型宏定義，用uint表示無符號整形（16位）#define uchar unsigned char /變量類型宏定義，用uchar表示無符號字符型（8位）uchar max=0x00,min=0x00; /max是上限報警溫度，min是下限報警溫度bit s=0; /s是調(diào)整上下限溫度時溫度

29、閃爍的標(biāo)志位，s=0不顯示200ms，s=1顯示1s左右bit s1=0; /s1標(biāo)志位用于上下限查看時的顯示void display1(uint z); /聲明display1（）函數(shù)#include"ds18b20.h" /將ds18b20.h頭文件包含到主程序#include"keyscan.h" /將keyscan.h頭文件包含到主程序#include"display.h" /將display.h頭文件包含到主程序/*主函數(shù)*/void main() beer=1; /關(guān)閉蜂鳴器 led=1; /關(guān)閉LED燈 timer1_i

30、nit(0); /初始化定時器1（未啟動定時器1） get_temperature(1); /首次啟動DS18B20獲取溫度（DS18B20上點后自動將EEPROM中的上下限溫度復(fù)制到TH和TL寄存器） while(1) /主循環(huán) keyscan(); /按鍵掃面函數(shù) get_temperature(0); /獲取溫度函數(shù) keyscan(); /按鍵掃面函數(shù) display(temp,temp_d*0.625);/顯示函數(shù) alarm(); /報警函數(shù) keyscan(); /按鍵掃面函數(shù) /* 程序名; _ds18b20_h_* 功 能： DS18B20的c51編程頭文件 * 編程者：zi

31、create* 編程時間：2009/10/2 * 說 明：用到的全局變量是：無符號字符型變量temp(測得的溫度整數(shù)部分),temp_d * (測得的溫度小數(shù)部分)，標(biāo)志位f（測量溫度的標(biāo)志位0表示“正溫度”1表* 示“負(fù)溫度”），標(biāo)志位f_max（上限溫度的標(biāo)志位0表示“正溫度”、1表* 示“負(fù)溫度”），標(biāo)志位f_min（下限溫度的標(biāo)志位0表示“正溫度”、1表* 示“負(fù)溫度”），標(biāo)志位w(報警標(biāo)志位1啟動報警0關(guān)閉報警)。 */#ifndef _ds18b20_h_/定義頭文件#define _ds18b20_h_#define uint unsigned int /變量類型宏定義，用uin

32、t表示無符號整形（16位）#define uchar unsigned char /變量類型宏定義，用uchar表示無符號字符型（8位）sbit DQ= P23; /可位尋址變量定義，用DQ表示P2.3口sbit beer=P10; /用beer表示P1.0sbit led=P11; /用led表示P1.1uchar temp=0; /測量溫度的整數(shù)部分uchar temp_d=0; /測量溫度的小數(shù)部bit f=0; /測量溫度的標(biāo)志位,0表示“正溫度”1表示“負(fù)溫度”）bit f_max=0; /上限溫度的標(biāo)志位0表示“正溫度”1表示“負(fù)溫度”）bit f_min=0; /下限溫度的標(biāo)志位

33、0表示“正溫度”、1表示“負(fù)溫度”）bit w=0;/報警標(biāo)志位1啟動報警0關(guān)閉報警)/*延時子函數(shù)*/void ds18b20_delayus(uint t) /延時幾s while(t-);void ds18b20_delayms(uint t) /延時1ms左右 uint i,j; for(i=t;i>0;i-) for(j=120;j>0;j-);/*ds18b20初始化函數(shù)*/void ds18b20_init() / DS18B20初始化 DQ=1; /拉高數(shù)據(jù)線DQ=0; /控制器向DS18B20發(fā)低電平脈沖ds18b20_delayus(30); /延時480s左右

34、DQ=1; /控制器拉高總線，while(DQ); /等待DS18B20拉低總線ds18b20_delayus(20); /延時，等待上拉電阻拉高總線DQ=1; /拉高數(shù)據(jù)線，準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳輸；/*ds18b20字節(jié)讀函數(shù)*/uchar ds18b20_read() /DS18B20 字節(jié)讀取uchar i;/定義一個局部變量i(局部變量只在本函數(shù)中有效)uchar d = 0; /定義一個局部變量dDQ = 1; /準(zhǔn)備讀；for(i=8;i>0;i-) /一位一位的讀，循環(huán)8次 d >>= 1; /d左移一位，低位先發(fā)；DQ = 0;_nop_();_nop_();_nop_

35、();DQ = 1; /必須寫1，否則讀出來的將是不預(yù)期的數(shù)據(jù)；if(DQ) /在12us處讀取數(shù)據(jù)，送給d的最高位d |= 0x80;ds18b20_delayus(10); return d; /返回讀取的值/*ds18b20字節(jié)寫函數(shù)*/void ds18b20_write(uchar d) / ds18b20字節(jié)寫 uchar i; for(i=8;i>0;i-) /一位一位的寫 DQ=0; _nop_(); _nop_();_nop_(); DQ=d&0x01;/寫數(shù)據(jù) ds18b20_delayus(5); DQ=1;d >>= 1; /*獲取溫度函數(shù)*/

36、 void get_temperature(bit f)uchar a=0,b=0,c=0,d=0; uint i;ds18b20_init(); /DS18B20初始化ds18b20_write(0xcc);/向DS18B20發(fā)跳過讀ROM命令ds18b20_write(0x44);/寫啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換命令，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入內(nèi)部RAMif(f=1) /首次啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換需要500ms,若轉(zhuǎn)換時間不夠就出錯，讀出的是85度的錯誤值。 display1(1);/用開機(jī)動畫耗時elseds18b20_delayms(1);ds18b20_init(); /DS18B20初

37、始化ds18b20_write(0xcc); /向DS18B20發(fā)跳過讀ROM命令ds18b20_write(0xbe);/寫讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容命令a=ds18b20_read();/讀內(nèi)部RAM （LSB）b=ds18b20_read();/讀內(nèi)部RAM （MSB）if(f=1)/局部位變量f=1時讀上下線報警溫度 max=ds18b20_read(); /讀內(nèi)部RAM （TH） min=ds18b20_read(); /讀內(nèi)部RAM （Tl）if(max&0x80)=0x80) /若讀取的上限溫度的最高位（符號位）為1表明是負(fù)溫度f_max=1;max=(max-0x80)

38、; /將上限溫度符號標(biāo)志位置1表示負(fù)溫度，將上限溫度裝換成無符號數(shù)。 if(min&0x80)=0x80)/若讀取的下限溫度的最高位（符號位）為1表明是負(fù)溫度f_min=1;min=(min-0x80);/將下限溫度符號標(biāo)志位置1表示負(fù)溫度，將下限溫度裝換成無符號數(shù)。i=b;i>>=4;if (i=0) f=0; /i為0，表示讀取的溫度是正溫度,設(shè)立正溫度標(biāo)記 temp=(a>>4)|(b<<4);/整數(shù)部分 a=(a&0x0f); temp_d=a;/小數(shù)部分else f=1; /i為1，表示讀取的溫度是負(fù)溫度,設(shè)立負(fù)溫度標(biāo)記 a=a+1

39、;/負(fù)數(shù)的小數(shù)部分取反加1 b=b;/負(fù)數(shù)的整數(shù)部分取反 temp=(a>>4)|(b<<4);/整數(shù)部分 a=(a&0x0f);/小數(shù)部分 temp_d=a; /*存儲極限溫度函數(shù)*/ void store_t() if(f_max=1) /若上限溫度為負(fù)，將上限溫度轉(zhuǎn)換成有符號數(shù)（最高1是負(fù)，0是正）max=max+0x80;if(f_min=1) /若下限溫度為負(fù)，將上限溫度轉(zhuǎn)換成有符號數(shù)min=min+0x80; ds18b20_init(); /DS18B20初始化ds18b20_write(0xcc); /向DS18B20發(fā)跳過讀ROM命令ds18b

40、20_write(0x4e);/向DS18B20發(fā)寫字節(jié)至?xí)捍嫫?和3（TH和TL）命令ds18b20_write(max); /向暫存器TH（上限溫度暫存器）寫溫度ds18b20_write(min); /向暫存器TL（下限溫度暫存器）寫溫度ds18b20_write(0xff); /向配置寄存器寫命令，進(jìn)行溫度值分辨率設(shè)置ds18b20_init(); /DS18B20初始化ds18b20_write(0xcc); /向DS18B20發(fā)跳過讀ROM命令ds18b20_write(0x48); /向DS18B20發(fā)將RAM中2、3字節(jié)的內(nèi)容寫入EEPROM /DS18B20上電后會自動將EE

41、PROM中的上下限溫度拷貝到TH、TL暫存器/*溫度超限報警函數(shù)*/ void alarm() /若上限值是正值 if(f_max=0) if(f_min=0) /若下限值是正值 if(f=0) /若測量值是正值 if(temp+temp_d*0.0625)<=min|(temp+temp_d*0.0625)>=max) w=1;TR1=1; /當(dāng)測量值小于最小值或大于最大值時報警 if(temp+temp_d*0.0625)<max&&(temp+temp_d*0.0625)>min) w=0; /當(dāng)測量值大于最小值且小于最大值時不報警 if(f=1)

42、w=1;TR1=1; /若測量值是負(fù)值時報警 if(f_min=1) /若下限值是負(fù)值 if(f=0) /若測量值是正值 if(temp+temp_d*0.0625)>=max)/當(dāng)測量值大于最大值時報警 w=1;TR1=1; if(temp+temp_d*0.0625)<max )/當(dāng)測量值小于最大值時不報警 w=0; if(f=1) /若測量值是負(fù)值 if(temp+temp_d*0.0625)>=min)/當(dāng)測量值大于最小值時報警 w=1;TR1=1; if(temp+temp_d*0.0625)<min)/當(dāng)測量值小于最小值時不報警 w=0; if(f_max=

43、1) /若下限值是負(fù)值 if(f_min=1) /若下限值是負(fù)值 if(f=1) /若測量值是負(fù)值 if(temp+temp_d*0.0625)<=max|(temp+temp_d*0.0625)>=min) w=1;TR1=1; /當(dāng)測量值小于最大值或大于最小值時報警 if(temp+temp_d*0.0625)<min&&(temp+temp_d*0.0625)>max) w=0; /當(dāng)測量值小于最小值且大于最大值時不報警 if(f=0)w=1;TR1=1; /若測量值是正值時報警 #endif/* 程序名; _keyscan_H_ * 功 能： d

44、s18b20鍵盤頭文件，通過鍵盤設(shè)定設(shè)定上下限報警溫度* 編程者：zicreate* 編程時間：2009/10/2 */#ifndef _keyscan_H_/定義頭文件#define _keyscan_H_sbit key1=P22; /可位尋址變量定義，用key1表示P2.2口sbit key2=P21; /用key2表示P2.1口sbit key3=P20;/用key3表示P2.0口sbit key4=P33;/用key4表示P3.3口uchar i=0; /定義全局變量i用于不同功能模式的選擇，0正常模式，1上限調(diào)節(jié)模式，2下限調(diào)節(jié)模式uchar a=0;/定義全局變量a用于不同模式下

45、數(shù)碼管顯示的選擇bit k4=0;/K4按鍵雙功能選擇位，k4=0時K4按鍵選擇消按鍵音的功能，k4=1時K4按鍵選擇正負(fù)溫度設(shè)定功能bit v=0;/K2、K3按鍵雙功能選擇位，v=0時選擇上下限查看功能，v=1時選擇上下限溫度加減功能bit v1=0;/v1=1時定時1250ms時間到自動關(guān)閉報警上下限查看功能bit v2=0; /消按鍵音功能調(diào)整位，為0時開按鍵音，為1時關(guān)按鍵音/*讀鍵盤延時子函數(shù)*/void keyscan_delay(uint z)/延時1ms左右 uint i,j; for(i=z;i>0;i-)for(j=120;j>0;j-);/*溫度調(diào)節(jié)函數(shù)*/

46、int temp_change(int count,bit f)/上下限溫度調(diào)整 if(key2=0)/判斷K2是否按下if(v2=0)beer=0;/v2=0開按鍵音，否則消按鍵音keyscan_delay(10);/延時10msif(key2=0)/再次判斷K2是否按下（實現(xiàn)按按鍵時消抖） beer=1;/K2按下關(guān)按鍵音 if(f=0)/若溫度為正 count+;/每按一下K2溫度上調(diào)1 if(a=1)if(count>125) count=125;/當(dāng)溫度值大于125時不上調(diào) if(a=2)if(count>125) count=125; if(f!=0)/若溫度為負(fù) count+;/每按一下K2溫度下調(diào)1 if(a=1)if(count>55) count=55;/當(dāng)溫度值小于-55時不再下調(diào) if(a=2)if(count>55) count=55; while(key2=0);keyscan_delay(10); /K2松開按鍵時消抖if(key3=0) if(v2=0)beer=0; keyscan_delay(10);if(key3=0) /K3按按鍵時消抖 beer