課程設(shè)計(jì)--基于at89s52單片機(jī)溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在生產(chǎn)中溫度的準(zhǔn)確測(cè)量是一個(gè)比較困難的事情從最初的酒精、水銀溫度計(jì)到現(xiàn)在的數(shù)字化、集成化的溫度檢測(cè)系統(tǒng)。可見(jiàn)傳感器的發(fā)展是飛快的。它快速的發(fā)展必將帶來(lái)新一輪的工業(yè)化的革命和社會(huì)發(fā)展的飛躍。</p><p>　　本文從硬軟件兩個(gè)方面介紹了基于AT89S52單片機(jī)溫度自動(dòng)檢測(cè)系

2、統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件由控制電路、溫度采集電路、鍵盤(pán)和LED顯示電路組成。軟件設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)思路、軟件系統(tǒng)框圖出發(fā)，先介紹整體的思路后，再逐一分析各模塊程序算法的實(shí)現(xiàn)，最終編寫(xiě)出滿(mǎn)足任務(wù)需求的程序。最終通過(guò)DS18B20采集溫度并顯示出來(lái)，由此對(duì)周?chē)h(huán)境的溫度進(jìn)行有效檢測(cè)與報(bào)警。基本上滿(mǎn)足了溫度檢測(cè)與報(bào)警的要求，具有超調(diào)量小，采樣值與設(shè)定值基本一致，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)在于采用數(shù)字式溫度傳感

3、器DS18B20 作為感溫元件, 占用單片機(jī)引腳少, 因而可以利用空余引腳通過(guò)軟件模擬和溫度顯示。</p><p>　　關(guān)鍵詞：溫度檢測(cè)；AT89S52；LED顯示器；DS18B20溫度傳感器</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the rapid development of modern in

4、formation technology, accurate measurement of temperature in the production is a difficult thing from the initial alcohol, mercury thermometer to the present digital, integrated temperature detection system. Visible sens

5、or development is fast. Its rapid development will bring about a new round of industrial revolution and a leap of social development.</p><p>　　This paper introduces the design of automatic detection system o

6、f temperature based on AT89S52 from two aspects of hardware and software. The system hardware consists of control circuit, temperature acquisition circuit, keyboard and LED display circuit. Software design from the desig

7、n ideas, software system block diagram, first introduced the overall idea, and then one by one to analyze the implementation of each module program algorithm, and ultimately to write programs to meet the needs of the<

8、/p><p>　　The design innovation is the use of digital temperature sensor DS18B20 as a temperature sensor, the use of single-chip pin, and thus can be used in the spare pin through the software simulation and tem

9、perature display.</p><p>　　Key word：Temperature detection ；LED AT89S52 display； DS18B20 temperature sensor</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言2</b></p>

10、;<p>　　1 溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明2</p><p>　　1.1 溫度控制系統(tǒng)完成的功能2</p><p>　　1.2 溫度采集系統(tǒng)方案2</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)思路2</p><p>　　2 硬件電路設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3</p>

11、<p>　　2.2 各部分硬件電路設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.2.1、時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.2.2系統(tǒng)復(fù)位電路4</p><p>　　2.2.3報(bào)警與控制電路設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2.4 LED顯示電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.2.5溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)6<

12、;/p><p>　　2.2.6按鍵電路設(shè)計(jì)8</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)9</b></p><p>　　3.1 主程序方案9</p><p>　　3.2 各個(gè)模塊子程序設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.2.1溫度采集11</p><p>　　3.2.2

13、數(shù)碼管顯示模塊12</p><p>　　3.2.3溫度處理程序12</p><p>　　4 系統(tǒng)調(diào)試13</p><p>　　4.1 測(cè)試環(huán)境及工具13</p><p>　　4.2 測(cè)試方法13</p><p>　　4.3 測(cè)試結(jié)果分析13</p><p><b>　　5

14、 結(jié)論14</b></p><p><b>　　謝 辭15</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p>　　附錄..............................................................17</p><

15、;p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測(cè)溫儀器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。溫度測(cè)試控制系統(tǒng)，控制對(duì)象是溫度。溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場(chǎng)所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實(shí)在很多場(chǎng)所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對(duì)此問(wèn)題，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的

16、是實(shí)現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實(shí)用又廉價(jià)的控制系統(tǒng)。特別是近年來(lái)，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個(gè)方面，但溫度控制一直是一個(gè)未開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們息息相關(guān)的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。</p><p>　　1 溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　1.1溫度控制系統(tǒng)完成的功能</p><p>　　本器件以

17、AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行溫度采集與控制 溫度信號(hào)由模擬溫度傳感器DS18B20采集輸入AT89S52，主控器能對(duì)各溫度檢測(cè)器通過(guò)LED進(jìn)行顯示。</p><p><b>　　本機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能：</b></p><p>　　1. 當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí)，低溫發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器報(bào)警；</p><p>　　2. 當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時(shí)，高

18、溫發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器報(bào)警；</p><p>　　3. 數(shù)碼管即時(shí)顯示溫度。</p><p>　　1.2 溫度采集系統(tǒng)方案</p><p>　　采用數(shù)字可編程溫度傳感器作為溫度檢測(cè)元件。數(shù)字可編程溫度傳感器可以直接讀出被測(cè)溫度值。不需要將溫度傳感器的輸出信號(hào)接到A/D轉(zhuǎn)換器上，減少了系統(tǒng)的硬件電路的成本和整個(gè)系統(tǒng)的體積。</p><p>　

19、　美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ON-B0ARD）專(zhuān)利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。“一線總線”獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶(hù)可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。現(xiàn)在，新一代的DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。使你可以充分發(fā)揮“一線總線”的優(yōu)點(diǎn)。 同DS1820一樣，DS18B20也支持“一

20、線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為-55°C～+125°C，在-10～+85°C范圍內(nèi)，精度為±0.5°C?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V～5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小</p>&l

21、t;p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　用溫度傳感器去讀取當(dāng)前的溫度值，再把溫度值傳送到51單片機(jī)，51單片機(jī)再根據(jù)讀取到的溫度值進(jìn)行處理。如果溫度是符合要求就顯示當(dāng)前溫度，如果高于上限溫度，則顯示上限溫度并蜂鳴，如果低于下限溫度就顯示下限溫度并蜂鳴。</p><p><b>　　2 硬件電路設(shè)計(jì)</b><

22、/p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用采樣值和鍵盤(pán)設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算的方法來(lái)簡(jiǎn)單精確地控制溫度。它的整體思想是先通過(guò)鍵盤(pán)輸入設(shè)定溫度的范圍，保存在AT89S52的指定單元中，再利用溫度傳感器DS18B20進(jìn)行信號(hào)的采集，送入單片機(jī)中，保存在采樣值單元。然后把采樣值與設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算，得出控制量，從而調(diào)節(jié)繼電器觸發(fā)端的通斷，來(lái)實(shí)現(xiàn)將溫度控制在一定的范圍內(nèi)。單片

23、機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)完整的智能化的集數(shù)據(jù)采集、顯示、處理、控制于一體的系統(tǒng)。由傳感器、LED顯示單片機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制部分等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.2 各部分硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1、時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　　時(shí)鐘電路是用來(lái)產(chǎn)生AT89S

24、52單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)，AT89C52本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，AT89C52在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作 ，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。</p><p>　　我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式來(lái)為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。AT89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XT

25、AL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器。</p><p>　　電路中的C1、C2的選擇在30PF左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率為在1.2MHZ～12MHZ之間，頻率越高單片機(jī)的速度就越快，但對(duì)存儲(chǔ)器速度要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的NPO電容，采用的晶振頻率為12MHZ。本次系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)如圖2.2所示。</p><

26、;p>　　圖2.2 時(shí)鐘電路圖</p><p>　　2.2.2系統(tǒng)復(fù)位電路</p><p>　　在圖2.3 中復(fù)位開(kāi)關(guān)K 被按下并松開(kāi)，使端獲得低電平，RST 端輸出復(fù)位信號(hào)，單片機(jī)復(fù)位。或由于( VCC 加入并超過(guò)復(fù)位門(mén)限電壓) 引起系統(tǒng)正常復(fù)位。</p><p>　　圖2.3 復(fù)位電路圖</p><p>　　2.2.3報(bào)警與控制電路

27、設(shè)計(jì)</p><p>　　在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。室內(nèi)的溫度高于設(shè)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)當(dāng)P1.4輸出低電平“0”時(shí)，三極管導(dǎo)

28、通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V電壓而鳴叫，發(fā)出報(bào)警聲音。溫度高于設(shè)定上限溫度是P1.4輸出低電平，P1.0輸出低電平，高溫報(bào)警 溫度低于設(shè)定下限溫度是P1.4輸出低電平，P1.1輸出低電平，低溫報(bào)警。 </p><p>　　圖2.4 報(bào)警與控制電路與單片機(jī)的連接</p><p>　　2.2.4 LED顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　LED數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體

29、發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管，通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字?？梢燥@示：時(shí)間、日期、溫度等可以用數(shù)字代替的參數(shù)。 </p><p>　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管

30、的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。</p><p>　　動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，通過(guò)由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)的P

31、0口輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)P2.0-P2.3位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中采用了四位七段數(shù)碼管，用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)來(lái)顯示溫度的值，如圖2.5所示。<

32、/p><p>　　圖2.5 顯示電路圖</p><p>　　2.2.5溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)所采用的溫度傳感器為Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20，它是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。DS18B20可以程序設(shè)定9－

33、12位的分辨率，精度為±0.5℃?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶(hù)設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。</p><p>　　DS18B20與AT89S52單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　DSl8B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單線接口送入DSl8B20或從DSl8B20送出，因此從主機(jī)CPU到D

34、Sl8B20僅需一條線，當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625℃／LSB形式表示。</p><p>　　當(dāng)符號(hào)位S＝0時(shí)，表示測(cè)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(hào)位S＝1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)

35、碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。表2是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)[6]。</p><p>　　圖2.6 DS18B20與AT89S52單片機(jī)的連接</p><p>　　DS18B20支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 -55°C--+125°C，在-10--+85°C范圍內(nèi),精度為±0.5°C?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳

36、輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品等。</p><p>　　1.DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn) </p><p>　?。?）只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 </p><p>　?。?）在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。 </p><p>　　（3）實(shí)際應(yīng)用中不

37、需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。 </p><p>　?。?）測(cè)量溫度范圍在-55°C-　+125°C之間。 </p><p>　?。?）數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶(hù)可以從9位到12位選擇。 </p><p>　?。?）內(nèi)部有溫度上、下限設(shè)置。 </p><p>　　2.DS18B20的引腳介紹 </p><

38、p>　　TO－92封裝的DS18B20引腳功能描述見(jiàn)表1。 </p><p>　　表1　DS18B20詳細(xì)引腳功能描述</p><p>　　因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無(wú)法使用。主要首先DS18B20提供以下功能命令之一：讀ROM， ROM匹配，搜索ROM，跳過(guò)ROM，報(bào)警檢查。若指令成功地使DS18B20完成溫度測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS18B20的存儲(chǔ)

39、器。一個(gè)控制功能指揮指示DS18B20的演出測(cè)溫。測(cè)量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲(chǔ)器。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM 的數(shù)據(jù)。如果DS18B20不使用報(bào)警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶(hù)記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。寫(xiě)TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。所有的數(shù)據(jù)的讀、寫(xiě)都是從最低位開(kāi)始。</p>&l

40、t;p>　　2.2.6按鍵電路設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤(pán)共有三個(gè)鍵，判斷K3~K5鍵是否按下，可采用軟件查詢(xún)和中斷的方法，當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，低電平有效。3個(gè)鍵K3~K5的功能定義如表所示。</p><p><b>　　K3~K5鍵的定義</b></p><p><b>　　圖2.7 按鍵電路</b></p&g

41、t;<p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1 主程序方案</b></p><p>　　首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能和鍵盤(pán)設(shè)置選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。</p><p>　　本部分詳細(xì)介紹了基于AT89S5

42、2單片機(jī)的多路溫度采集控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)功能，可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為若干個(gè)子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，如溫度采集子程序，數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序、執(zhí)行子程序。采用Kiel uVision3集成編譯環(huán)境和匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。本章從設(shè)計(jì)思路、軟件系統(tǒng)框圖出發(fā)，先介紹整體的思路后，再逐一分析各模塊程序算法的實(shí)現(xiàn)，最終編寫(xiě)出滿(mǎn)足任務(wù)需求的程序。</p><p>　　并對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。采用C語(yǔ)言編寫(xiě)代碼, 鑒于篇

43、幅限制及DS18B20 的應(yīng)用已經(jīng)規(guī)范和成熟, 本文僅就主程序流程圖和顯示子程序流程圖及其代碼進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)定時(shí)器T0 P3.4口的定時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn), 在此不再贅述。主程序流程圖主程序通過(guò)調(diào)用溫度采集子程序完成溫度數(shù)據(jù)采集, 然后調(diào)用溫度轉(zhuǎn)換子程序轉(zhuǎn)換讀取溫度數(shù)據(jù),調(diào)用顯示子程序進(jìn)行溫度顯示和判斷溫度數(shù)據(jù)。</p><p>　　主程序調(diào)用四個(gè)子程序，分別是溫度采集程序、數(shù)碼管顯示程序、溫度處理程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序。<

44、;/p><p>　　溫度采集程序：對(duì)溫度芯片送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和顯示。</p><p>　　數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。</p><p>　　溫度處理程序：對(duì)采集到的溫度和設(shè)置的上、下限進(jìn)行比較，做出判斷，向繼電器輸出。</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序：對(duì)鍵盤(pán)的設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。</p>&

45、lt;p>　　圖 3.1 系統(tǒng)流程圖</p><p>　　3.2 各個(gè)模塊子程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.2.1溫度采集</b></p><p>　　溫度采集子程序流程圖如下：</p><p>　　圖3.2 溫度采集子程序流程圖</p><p>　　3.2.2數(shù)碼管顯示模塊

46、 </p><p>　　本系統(tǒng)采用共陽(yáng)極數(shù)碼管，用模擬串口的動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)。其流程圖如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 數(shù)碼管顯示流程圖</p><p>　　3.2.3溫度處理程序</p><p>　　系統(tǒng)通過(guò)DS18B20采集到溫度和設(shè)置的上、下限進(jìn)行比較得出結(jié)果,進(jìn)行報(bào)警。</p>

47、;<p>　　void hdidi()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　beep=0;</b></p><p><b>　　led1=0;</b></p><p>　　delay(500);</p><p&g

48、t;<b>　　beep=1;</b></p><p><b>　　led1=1;</b></p><p>　　delay(500);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void ldidi()</p><p><b>

49、;　　{</b></p><p><b>　　beep=0;</b></p><p><b>　　led2=0;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　beep=1;</b></p><p><b

50、>　　led2=1;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　4.1 測(cè)試環(huán)境及工具</p><p>　　測(cè)試溫度：0-100攝氏度。（

51、模擬不同溫度值環(huán)境）</p><p>　　測(cè)試儀器及軟件：數(shù)字萬(wàn)用表，溫度計(jì)0-100攝氏度。</p><p><b>　　4.2 測(cè)試方法</b></p><p>　　先檢查元器件的好壞和是否連接正確，再運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行，觀察系統(tǒng)硬件檢測(cè)是否正常（包括單片機(jī)控制系統(tǒng)，鍵盤(pán)電路，顯示電路，溫度測(cè)試電路等）。系統(tǒng)自帶測(cè)試表格數(shù)據(jù)，觀察顯示數(shù)據(jù)是否相符

52、合即可。</p><p>　　采用溫度傳感器變化情況，目測(cè)顯示電路是否正常。并記錄溫度值，與實(shí)際溫度值比較，得出系統(tǒng)的溫度指標(biāo)。</p><p><b>　　4.3測(cè)試結(jié)果分析</b></p><p>　　自檢正常，溫度顯示正常。</p><p>　　因?yàn)樾酒撬芰戏庋b，所以對(duì)溫度的感應(yīng)靈敏度不是相當(dāng)高，需要一個(gè)很短的時(shí)

53、間才能達(dá)到穩(wěn)定。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，本設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了一個(gè)比較完整的溫度檢測(cè)預(yù)與報(bào)警系統(tǒng)。它可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入溫度上限、下限值，然后計(jì)算其上限和下限的中間值作為最適溫度值。不斷的采集溫度值，顯示溫度值，如果發(fā)現(xiàn)采集的溫度值高于上限值就通過(guò)相應(yīng)的提示燈亮。如果采集的溫度值低于下限值，那么也有相應(yīng)的燈提示操作人員

54、。如果并沒(méi)有超過(guò)上下限則不會(huì)報(bào)警。致此本人設(shè)計(jì)基本完成了預(yù)期的目標(biāo)，系統(tǒng)在溫度采集、溫度處理和鍵盤(pán)處理方面做的比較好，而在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和數(shù)碼管的顯示方面不夠理想。主要存在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　程序的代碼不夠精練，浪費(fèi)AT89S52內(nèi)的FLASH ROM；</p><p>　　未對(duì)以前的溫度數(shù)值進(jìn)行存儲(chǔ)，使以后不能利用這些數(shù)據(jù)；</p><p>　　對(duì)數(shù)碼

55、管的控制考慮不周，以致出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陶冶,袁永超,羅平. 基于DS18B20的單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2007,10:160-164.</p><p>　　[2] 盧思祺. MCS-51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].

56、60;科技致富向?qū)?2013,17:25+30.</p><p>　　[3] 周秀明,曹雋,張春龍. 基于DS18B20的單片機(jī)溫度檢測(cè)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2011,01:79-81.</p><p>　　[4] 周欽,張博舒. 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)探究[J]. 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,02:22-23+28.</

57、p><p>　　[5] 李曉妮. 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 九江學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科版),2005,02:25-28.</p><p>　　[6] 余瑾,姚燕. 基于DS18B20測(cè)溫的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息,2009,08:105-106+112.</p><p>　　[7] 岳慧平,劉廣,劉建平.

58、0;單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)方案的研究[J]. 信息系統(tǒng)工程,2012,02:139-140. </p><p>　　[8] 趙曉光. 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)方案的研究[J]. 科技傳播,2013,03:187+175.[9] Su, Liangyu. Design of RF Heat Therapy Syst

59、em Based on DS18B20 and FPGA[J]. Sensors &Transducers,</p><p>　　2014, 1789:89.</p><p>　　[10] Limin Cai. Temperature Measurement and

60、0;Control System Based on Embedded WEB[J]. Computer and</p><p>　　Information Science,2009,22:108.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><

61、;b>　　源程序代碼</b></p><p>　　#include <reg52.h> //52系列頭文件</p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#define uchar unsigned char //宏定義uchar</p><p>　　#de

62、fine uint unsigned int //宏定義uint</p><p>　　sbit ds=P3^4; //定義DS198B20的io口</p><p>　　sbit beep=P1^4; //定義蜂鳴器的io</p><p>　　uint temp,t,w; //定義整型的溫度數(shù)據(jù)</p><p>　

63、　uchar flag;</p><p>　　float f_temp; //定義浮點(diǎn)型的溫度數(shù)據(jù)</p><p>　　uint low; //定義溫度下限值 是溫度乘以10后的結(jié)果</p><p>　　uint high; //定義溫度的上限值</p><p>　　sbit led1=P1^0; //控制高溫發(fā)

64、光二極管</p><p>　　sbit led2=P1^1; //控制低溫發(fā)光二極管</p><p>　　sbit s1=P3^5;//功能鍵控制io</p><p>　　sbit s2=P3^6;//增大按鍵io</p><p>　　sbit s3=P3^7; //減少鍵控制io</p><p

65、>　　uchar flag1,flag2,flag3,flag4,s1num,qian,bai,shi,ge;</p><p>　　uchar code table[]=</p><p><b>　　{</b></p><p>　　0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,</p><p>　　0x92,0

66、x82,0xf8,0x80,0x90,</p><p>　　};//共陽(yáng)數(shù)碼管段碼表沒(méi)有小數(shù)點(diǎn) 0~9</p><p>　　uchar code table1[]=</p><p>　　{0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,</p><p>　　0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};//帶小數(shù)點(diǎn)的編碼

67、0~9</p><p>　　void delay(uchar z) //延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b;</p><p>　　for(a=z;a>0;a--)</p><p>　　for(b=100;b>0;b--);&

68、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EA=1;//打開(kāi)全局中斷控制 ，再此條件下，由各個(gè)中段控制位確定相應(yīng)中斷的打開(kāi)和關(guān)閉</p><p>　　ET1=1;

69、 //打開(kāi)定時(shí)器T1中段</p><p>　　TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器T1</p><p>　　TMOD=0x10;//定時(shí)器1工作方式1</p><p>　　TH1=(65536-4000)/256; //給定時(shí)器高四位賦初值</p><p>　　TL1=(65536-4000)%256; //給定時(shí)器第四位賦初值</p>

70、;<p><b>　　flag=0;</b></p><p>　　low=200; //下限溫度是20</p><p>　　high=300; //上限溫度是30</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void hdidi() //高溫報(bào)警</p

71、><p><b>　　{</b></p><p>　　beep=0; //蜂鳴器打開(kāi)</p><p>　　led1=0; //高溫發(fā)光二極管亮</p><p>　　delay(500);//延時(shí)</p><p>　　beep=1;//蜂鳴器關(guān)閉</p><

72、p>　　led1=1; //發(fā)光二極管關(guān)閉</p><p>　　delay(500); //延時(shí)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void ldidi() //低溫報(bào)警</p><p><b>　　{</b></p><p>

73、　　beep=0; //蜂鳴器打開(kāi)</p><p>　　led2=0; //低溫發(fā)光二極管亮</p><p>　　delay(500);//延時(shí)</p><p>　　beep=1; //蜂鳴器關(guān)閉</p><p>　　led2=1; //低溫發(fā)光二極管滅</p><p>　　delay

74、(500); //延時(shí)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void dsreset(void) //DS18b20復(fù)位， 初始化函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p&g

75、t;<p><b>　　ds=0;</b></p><p>　　i=103; //延時(shí)最短480us</p><p>　　while(i>0) i--;</p><p>　　ds=1; //等待16-60us，收到低電平一個(gè)約60-240us則復(fù)位成功</p><p><b&

76、gt;　　i=4;</b></p><p>　　while(i>0) i--;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　bit tempreadbit(void) //讀1位數(shù)據(jù)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p&

77、gt;<b>　　uint i;</b></p><p><b>　　bit dat;</b></p><p><b>　　ds=0;i++;</b></p><p>　　ds=1;i++;i++;//i++起到延時(shí)作用</p><p><b>　　dat=

78、ds;</b></p><p><b>　　i=8;</b></p><p>　　while(i>0)i--;</p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar tempread(void)

79、//讀1字節(jié)的數(shù)據(jù)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint i,j,dat;</p><p><b>　　dat=0;</b></p><p>　　for(i=1;i<=8;i++)</p><p><b>　　{<

80、;/b></p><p>　　j=tempreadbit();</p><p>　　dat=(j<<7)|(dat>>1); </p><p>　　//讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好一個(gè)字節(jié)在dat里</p><p><b>　　}</b></p><p>　　r

81、eturn(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void tempwritebyte(uchar dat) //向DS18B20寫(xiě)一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b>&

82、lt;/p><p><b>　　uchar j;</b></p><p>　　bit testb;</p><p>　　for(j=1;j<=8;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　testb=dat&0x01;</p>

83、<p>　　dat=dat>>1;</p><p>　　if(testb) //寫(xiě)1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ds=0;</b></p><p><b>　　i++;i++;</b></p>

84、<p><b>　　ds=1;</b></p><p><b>　　i=8;</b></p><p>　　while(i>0)</p><p><b>　　i--;</b></p><p><b>　　}</b></p>

85、<p>　　else //寫(xiě)0</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ds=0;</b></p><p><b>　　i=8;</b></p><p>　　while(i>0) i--;</p><p&

86、gt;<b>　　ds=1;</b></p><p><b>　　i++;i++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

87、<p>　　void tempchange(void) //DS18B20開(kāi)始獲取溫度并轉(zhuǎn)換</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dsreset();</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　tempwritebyte(0x

88、cc);//寫(xiě)跳過(guò)讀ROM指令</p><p>　　tempwritebyte(0x44); //寫(xiě)溫度轉(zhuǎn)換指令</p><p><b>　　}</b></p><p>　　uint get_temp()//讀取寄存器中存儲(chǔ)的溫度數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></

89、p><p>　　uchar a,b;</p><p>　　dsreset();</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　tempwritebyte(0xcc); //寫(xiě)跳過(guò)讀ROM指令</p><p>　　tempwritebyte(0xbe); //寫(xiě)

90、溫度轉(zhuǎn)換指令</p><p>　　a=tempread(); //讀低8位</p><p>　　b=tempread(); //讀高8位 </p><p>　　temp=256*b+a;</p><p>　　f_temp=temp*0.0625; //溫度在寄存器中為12位，分辨率為0.0625</p>

91、<p>　　temp=f_temp*10+0.5; //乘以10表示小數(shù)點(diǎn)后面只取一位</p><p>　　return temp; //temp是整型</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keyscan() //按鍵掃描程序</p><p><

92、b>　　{</b></p><p>　　if(s1==0) //如果按鍵s1按下</p><p><b>　　{P2=0xff;</b></p><p>　　delay(5);//延時(shí)按鍵消抖</p><p>　　if(s1==0)//如果按鍵S1按下</p><p>&l

93、t;b>　　{ </b></p><p>　　while(!s1);//等待按鍵釋放</p><p>　　s1num++; //是s1num加1</p><p>　　if(s1num==1) //如果是s1num==1;flag=1;</p><p><b>　　{</b></p>

94、;<p><b>　　flag=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==2)//如果是s1num==2;flag=2;</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　flag=

95、2;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==3) //如果是s1num==3，是s1num==0;flag清0;</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　s1num=0;</b><

96、/p><p><b>　　flag=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==1)//如果是s1

97、num==1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　flag=1;</b></p><p>　　if(s2==0) //如果按鍵2按下 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(5)

98、; //按鍵消抖</p><p>　　if(s2==0) //如果按鍵2按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!s2); //等待按鍵釋放</p><p>　　low+=10; //低溫溫度+1</p><p>　　if(low==10

99、00) //如果下限溫度為100，則清為20</p><p><b>　　low=200;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s3==0) //如果按鍵3按下</p>&

100、lt;p><b>　　{</b></p><p>　　delay(5);//延時(shí)按鍵消抖</p><p>　　if(s3==0)//如果按鍵3按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!s3); //等待按鍵釋放</p>

101、<p>　　low-=10; //下限溫度減一</p><p>　　if(low==0) //如果下限溫度是0</p><p>　　low=200; //則下限溫度清20</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

102、;<p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==2) //如果s1num==2</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　flag=2;</b></p><p>　　if(s2==0) //如果

103、按鍵2按下 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(5); //按鍵消抖</p><p>　　if(s2==0) //如果按下按鍵2</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!s2);

104、 //等待按鍵2釋放</p><p>　　high+=10;//高溫溫度加1</p><p>　　if(high==1000)//如果高溫為1000</p><p>　　high=200; //高溫溫度清20</p><p><b>　　}</b></p><p><b&

105、gt;　　}</b></p><p>　　if(s3==0) //如果按下s3按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(5); //按鍵消抖</p><p>　　if(s3==0) //如果按下S3按鍵</p><p&g

106、t;<b>　　{</b></p><p>　　while(!s3); //等待按鍵S3按下</p><p>　　high-=10; //高溫溫度減1</p><p>　　if(high==0) //如果高溫溫度為0，則高溫溫度變成30</p><p><b>　　high=300

107、;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()

108、//主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp

109、change(); //溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)</p><p>　　//delay(5);</p><p>　　//temp=get_temp()/10;</p><p>　　if(temp>high) //如果得出的溫度大于上限溫度</p><p><b>　　{</b></p><p>

110、;　　hdidi(); //高溫報(bào)警</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(temp<low) //如果得出的值小于下限溫度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ldidi(); //低溫報(bào)警</p>&l

111、t;p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time1() interrupt 3 //定時(shí)器中斷1</p><p><b>　　{</b>

112、</p><p>　　TH1=(65536-4000)/256; //給定時(shí)器1賦初值</p><p>　　TL1=(65536-4000)%256; //給定時(shí)器1賦初值</p><p>　　t++; //每中斷1次，t加1</p><p>　　keyscan(); //按鍵掃描程序</p

113、><p>　　if(flag==0) //flag等于0，顯示測(cè)出的溫度值</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(t==4)t=0; //如果等于4，t清0</p><p><b>　　switch(t)</b></p><p&

114、gt;<b>　　{</b></p><p>　　case 1:P0=table[get_temp()/100]; P2=0xfd;break;//得出測(cè)出溫度的十位，在第二位數(shù)碼管上顯示</p><p>　　case 2:P0=table1[get_temp()%100/10];P2=0xfb;break;//得出測(cè)出溫度的各位，在第三位數(shù)碼管上顯示&

115、lt;/p><p>　　case 3:P0=table[get_temp()%10]; P2=0xf7;break;//得出測(cè)出溫度的小數(shù)點(diǎn)位，在第四位數(shù)碼管上顯示</p><p>　　//case 3:delay(1);break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　

116、}</b></p><p>　　if(flag==1) //如果flag等于1，顯示低溫溫度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(t==4)t=0; //如果t等于4，t清0</p><p>　　switch(t) //掃描t</p>&l

117、t;p><b>　　{</b></p><p>　　case 0:P0=0xc7; P2=0xfe;break; //數(shù)碼管第一位顯示l</p><p>　　case 1:P0=0xff; P2=0xfd;break; //數(shù)碼管第二位什么都不顯示</p><p>　　case 2:P0=table[low/100

118、]; P2=0xfb;break;//數(shù)碼管第三位顯示低溫溫度十位</p><p>　　case 3:P0=table[low%100/10]; P2=0xf7;break; //數(shù)碼管第四位顯示低溫溫度個(gè)位</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

119、<p>　　if(flag==2) //如果flag等于2，顯示高溫溫度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(t==4)t=0; //如果t等于4，t清0</p><p>　　switch(t) //掃描t</p><p><b>

120、　　{</b></p><p>　　case 0:P0=0x89; P2=0xfe;break; //數(shù)碼管第一位顯示h</p><p>　　case 1:P0=0xff; P2=0xfd;break; //數(shù)碼管第二位什么都不顯示</p><p>　　case 2:P0=table[high/100]; P2=0xfb;

121、break; //數(shù)碼管第三位顯示高溫溫度十位</p><p>　　case 3:P0=table[high%100/10]; P2=0xf7;break;//數(shù)碼管第四位顯示高溫溫度個(gè)位</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><