基于51单片机的温度控制器
温度控制器
本设计要求温度控制器实现以下基本功能：
(1)．数码管准确显示温度值，测量精度为±0.5C
?；
(2)．五个按键操作（设置温度,加键、复位）；
(3)．可以温度设置，超过设定温度，继电器吸合(且蜂鸣器发出报警声)。
Proteus仿真图
仅供学习参考
Main.c
/*==========================================================
说明：基于DS18b20的温度控制报警程序
作者：kks
创建时间：2013-03-18
修改时间：
============================================================*/
#include "config.h"
#include "type.h"
#include "DS18B20.h"
/*===================全局定义===============================*/ static uint8 uKeyValue=0; //键值
static uint16 unTemp=0; //读取的温度值
static uint8 uCnt=0; //定时器计数值
bit b2msflag=0; //2ms时间标志位
bit b2mskeyflag=0; //2ms标志，用于按键扫描
bit b50msflag=0;
uint8 uKeyCnt=0; //按键延时计数
uint8 code SegTable[]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,
0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90, /*不带小数点的断码表*/
0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,
0x12,0x02,0x78,0x00,0x10, /*带小数点的断码表*/
0xbf,0xff,0x86,0x88}; //-,不显示,E,R
uint8 code BitTable[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; //位码
uint8 DisBuff[]={0,0,0,0}; //显示缓存区
/*************************************************************
*函数名:Delay250us
*输入：无
*输出：无
*功能：蜂鸣器延时函数
**************************************************************/
void Delay250us(void)
{
uint8 j;
for(j=28;j>0;j--) //250us基准延时程序
{
;
}
}
/*************************************************************
*函数名：Init
*输入：无
*输出：无
*功能：程序初始化
**************************************************************/
void Init(void)
{
P0=P1=P2=P3=0XFF; //IO口初始化
TMOD=0x01; //定时器0方式1
TH0=0xf8; //定时2ms
TL0=0x30;
ET0=1;
EX0=1;
EA=1;
TR0=1;
}
/************************************************************* *函数名：KeyHandle
*输入：tem
*输出：返回温度上下限设置值,上限最大值为90，下限为0
*功能：按键处理程序
**************************************************************/ uint8 KeyHandle(uint8 tem)
{
if(KEYUP==0)
{
uKeyCnt++;
if(uKeyCnt>=2) //消抖
{
uKeyCnt=0;
if(KEYUP==0)
{
tem++;
if(tem>99)
tem=0;
while(!KEYUP);
}
}
}
if(KEYDOWN==0)
{
uKeyCnt++;
if(uKeyCnt>=2)
{
uKeyCnt=0;
if(KEYDOWN==0)
{
tem--;
if(tem==-1)
{
tem=99;
}
while(!KEYDOWN);
}
}
}
if(KEYWRITE==0)
{
uKeyCnt++;
if(uKeyCnt>=2)
{
uKeyCnt=0;
if(KEYWRITE==0)
{
CopyToEEPROM(); //将上下限拷贝到E2PROM
while(!KEYWRITE);
}
}
}
return tem;
}
/************************************************************* *函数名：Buzz
*输入：无
*输出：无
*功能：蜂鸣器报警函数
**************************************************************/ void Buzz(void)
{
uint8 i;
for(i=10;i>0;i--)
{
BEEP=0;
Delay250us();
Delay250us();
BEEP=1;
Delay250us();
}
BEEP=1;
}
/*************************************************************
*函数名：TemAlarm
*输入：无
*输出：无
*功能：温度报警检测
**************************************************************/ void TemAlarm(void)
{
if((unTemp>uTHigh*10)||(unTemp { RELAY=0; //继电器动作 Buzz(); //蜂鸣器报警 } else { RELAY=1; //继电器复位 BEEP=1; //关闭蜂鸣器 } } /************************************************************* *函数名：DispTem *输入：无 *输出：无 *功能：温度数码管显示 **************************************************************/ void DisTem(void) { uint8 i,j; for(i=30;i>0;i--) { for(j=0;j<4;) { P0=SegTable[DisBuff[j]]; P2=BitTable[j]; if(b2msflag) { b2msflag=0; P2=0xff; j++; } } } } /************************************************************* *函数名：CopyToDisBuff *输入：tem *输出：无 *功能：将温度数据写入显示缓存区 **************************************************************/ void CopyToDisBuff(uint16 tem) { DisBuff[0]=sign; DisBuff[1]=tem/100; DisBuff[2]=tem%100/10+10; DisBuff[3]=tem%10; } /************************************************************* *函数名：Error *输入：无 *输出：无 *功能：若无DS18b20或其故障，显示ERR **************************************************************/ void Error(void) { DisBuff[0]=21; //不显示 DisBuff[1]=22; //E DisBuff[2]=23; //R DisBuff[3]=23; //R } /************************************************************* *函数名：SoftReset *输入：无 *输出：无 *功能：单片机软件复位 **************************************************************/ void SoftReset(void) { ((void(code*)(void))0x0000)(); //函数指针reset指向地址0 } /************************************************************* *函数名：main *输入：无 *输出：无 *功能：主函数，程序入口 **************************************************************/ void main(void) { Init(); if(Reset18b20()) { GetFromEEPROM(); //读取温度上下限值 unTemp=ReadTem(); //读取温度 uTHigh=uTemHigh; //将上下限值复制到临时存储区 uTLow=uTemLow; } else { Error(); while(Reset18b20()==0) { DisTem(); } SoftReset(); //软件复位 } while(1) { DisTem(); //调用显示 switch(uKeyValue) { case 0: if(b50msflag) { b50msflag=0; unTemp=ReadTem(); //读取温度 CopyToDisBuff(unTemp); //更新显示缓存区 TemAlarm(); //温度报警检测 } break; case 1: if(b2mskeyflag) { b2mskeyflag=0; uTHigh=KeyHandle(uTHigh); //设置温度上限 CopyToDisBuff(uTHigh*10); //更新显示缓存区 } break; case 2: if(b2mskeyflag) { b2mskeyflag=0; uTLow=KeyHandle(uTLow); //设置温度下限 CopyToDisBuff(uTLow*10); //更新显示缓存区 } break; default: uKeyValue=0; break; } } } /************************************************************* *函数名：Timer0ISR *输入：无 *输出：无 *功能：T0中断服务函数 **************************************************************/ void Timer0ISR(void) interrupt 1 using 1 { TH0=0xf8; //重赋初值 TL0=0x30; b2msflag=1; //2ms时间标志 b2mskeyflag=1; uCnt++; if(uCnt>=25) { uCnt=0; b50msflag=1; } } /************************************************************* *函数名：INT0ISR *输入：无 *输出：无 *功能：INT0中断服务函数 **************************************************************/ void INT0ISR(void) interrupt 0 using 0 { uKeyValue++; if(uKeyValue>=3) { uKeyValue=0; } } Config.H /*========================================================== 说明：硬件配置信息 作者：kks 创建时间：2012-09-03 修改时间：2013-03-18 ============================================================*/ #ifndef _CONFIG_H_ #define _CONFIG_H_ #include /*******独立按键********/ sbit KEYUP=P1^4; //加 sbit KEYDOWN=P1^5; //减 sbit KEYWRITE=P1^6; //写入 /*******蜂鸣器********/ sbit BEEP=P3^6; /*******继电器********/ sbit RELAY=P3^7; /*******DS18B20信号线********/ sbit QS=P3^3; #endif Type.h /*========================================================== 说明：数据类型定义 作者：kks 创建时间：2012-09-03 修改时间：2013-03-18 ============================================================*/ #ifndef __TYPE_H__ #define __TYPE_H__ /* ================================================ 整型数据类型 ================================================ */ typedef unsigned char uint8; typedef unsigned int uint16; typedef unsigned long uint32; typedef char int8; typedef int int16; typedef long int32; typedef unsigned char WPARAM; typedef unsigned char LPARAM; /* ================================================ 枚举数据类型 ================================================ */ typedef enum { FALSE,TRUE }BOOL; #endif DS18b20.h #ifndef _DS18B20_H_ #define _DS18B20_H_ #ifndef _DS18B20_C_ #define _EXTERN #endif /*===================全局定义===============================*/ /*===================全局变量===============================*/ #ifdef _EXTERN extern uint8 uTemHigh; //温度上限 extern uint8 uTemLow; //温度下限 extern uint8 uTHigh; extern uint8 uTLow; extern uint8 sign; //符号位 #undef _EXTERN #endif /*===================全局函数===============================*/ bit Reset18b20(void); uint8 Rbyte18b20(void); void Wbyte18b20(uint8 dat); uint16 ReadTem(void); void CopyToEEPROM(void); void GetFromEEPROM(void); #endif DS18B20.c /*========================================================== 说明：DS18B20驱动程序 作者：kks 创建时间：2012-03-19 优化时间：2013-03-20 ============================================================*/ #define _DS18B20_C_ #include #include "config.h" #include "type.h" #include "DS18B20.h" uint8 uTemHigh=0; //温度上限 uint8 uTemLow=0; //温度下限 uint8 uTHigh=0; //温度上限临时存储 uint8 uTLow=0; //温度下限临时存储 uint8 sign=0xff; //用来判断暂存器的高5位是否为负 float f_temp=0; //定义浮点型的温度数据 /************************************************************* *函数名：Delay15us *输入：uint16 t *输出：无 *功能：单位为15us延时函数,延时时间=15(1+t)us **************************************************************/ void Delay15us(uint16 t) { uint16 i; for(i=t;i>0;i--) { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } _nop_(); _nop_(); } /************************************************************* *函数名：Reset18b20 *输入：无 *输出：1-复位成功，0-复位失败 *功能：复位DS18b20，检测DS18b20工作是否正常 **************************************************************/ bit Reset18b20(void) { bit rest=1; QS=1; //QS复位 Delay15us(1); //延时30us QS=0; //拉低总线 Delay15us(32); //延时495us QS=1; //释放总线 Delay15us(4); //延时15-60us, rest=QS; //记录DS返回的状态 Delay15us(15); //延时240us后，释放总线 QS=1; return (~rest); //返回复位结果 } /************************************************************* *函数名：Wbyte18b20 *输入：dat-待写字节数据 *输出：无 *功能：DS18b20写一字节数据 **************************************************************/ void Wbyte18b20(uint8 dat) { uint8 i; for(i=8;i>0;i--) { QS=0; //拉低总线，产生写时序 _nop_(); _nop_(); //至少延时1us QS=dat&0x01; //从最低位写起 Delay15us(3); //延时60us QS=1; //释放总线 dat>>=1; //数据右移一位，准备写下一位 } } /************************************************************* *函数名：Rbyte18b20 *输入：无 *输出：dat-读出数据 *功能：DS18b20读一字节数据 **************************************************************/ uint8 Rbyte18b20(void) { uint8 i,dat=0; for(i=8;i>0;i--) { dat>>=1; QS=0; //产生读时序 _nop_(); _nop_(); //至少延时1us QS=1; //释放总线 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); //延时4us后读数据 if(QS) dat |=0x80; Delay15us(3); //延时60us } return dat; } /************************************************************* *函数名：ReadTem *输入：无 *输出：temp-读出温度 *功能：读取温度 **************************************************************/ uint16 ReadTem(void) { uint8 TL=0,TH=0; uint16 temp=0; //温度数据 /*======开始转换=====*/ if(Reset18b20()) //总线复位 { Wbyte18b20(0xcc);//写跳过读ROM指令 Wbyte18b20(0x44); //写温度转换指令 Delay15us(15); //稍作延时 } /*======读取温度=====*/ if(Reset18b20()) //总线复位 { Wbyte18b20(0xcc);//写跳过读ROM指令 Wbyte18b20(0xbe); //读暂存器，读内部RAM中9字节的温度数据 TL=Rbyte18b20(); //读低8位 TH=Rbyte18b20(); //读高8位 uTemHigh=Rbyte18b20();//读温度上限 uTemLow=Rbyte18b20();//读温度下限 Reset18b20(); //复位，终止读 temp=TH; temp<<=8; //左移八位 temp=temp|TL; //两个字节组成一个字 if(TH>0x07) //符号位为负 { sign=20; //符号位显示为'-' temp=~temp+1;//取temp的补码 } else { sign=21; //符号位不显示 temp=temp; } f_temp=temp*0.0625; //温度在寄存器中为12位，分辨率为0.0625 temp=f_temp*10+0.5; //乘10是取一位小数，加0.5是四舍五入 return (temp); //temp是整型 } else return 0; } /************************************************************* *函数名：CopyToEEPROM *输入：无 *输出：无 *功能：将温度上下限写入E2PROM **************************************************************/ void CopyToEEPROM(void) { if(Reset18b20()) { Wbyte18b20(0xcc); Delay15us(1); Wbyte18b20(0x4e); //写暂存器 Delay15us(1); Wbyte18b20(uTHigh); //写上限 Wbyte18b20(uTLow); //写下限 } if(Reset18b20()) { Wbyte18b20(0xcc); Delay15us(1); Wbyte18b20(0x48); //复制暂存器 } } /************************************************************* *函数名：GetFromEEPROM *输入：无 *输出：无 *功能：从EEPROM中得到TH，TL的值 **************************************************************/ void GetFromEEPROM(void) { if(Reset18b20()) { Wbyte18b20(0xcc); Delay15us(1); Wbyte18b20(0xb8); Delay15us(15); } } 单片机中断程序大全公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- //实例42：用定时器T0查询方式P2口8位控制L E D闪烁#include #include 基于AT89C51单片机的温度传感器 目录 摘要.............................................................. I ABSTRACT........................................................... I I 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2本课题研究意义 (2) 1.3本课题的任务 (2) 1.4系统整体目标 (2) 第二章方案论证比较与选择 (3) 2.1引言 (3) 2.2方案设计 (3) 2.2.1 设计方案一 (3) 2.2.2 设计方案二 (3) 2.2.3 设计方案三 (3) 2.3方案的比较与选择 (4) 2.4方案的阐述与论证 (4) 第三章硬件设计 (6) 3.1 温度传感器 (6) 3.1.1 温度传感器选用细则 (6) 3.1.2 温度传感器DS18B20 (7) 3.2.单片机系统设计 (13) 3.3显示电路设计.................................错误！未定义书签。 3.4键盘电路设计................................错误！未定义书签。 3.5报警电路设计.................................错误！未定义书签。 3.6通信模块设计.................................错误！未定义书签。 3.6.1 RS-232接口简介..............................错误！未定义书签。 3.6.2 MAX232芯片简介.............................错误！未定义书签。 3.6.3 PC机与单片机的串行通信接口电路.............错误！未定义书签。 第四章软件设计..................................错误！未定义书签。 4.1 软件开发工具的选择..........................错误！未定义书签。 4.2系统软件设计的一般原则.......................错误！未定义书签。 4..3系统软件设计的一般步骤......................错误！未定义书签。 4.4软件实现....................................错误！未定义书签。 4.4.1系统主程序流程图.........................错误！未定义书签。 4.4.2 传感器程序设计...........................错误！未定义书签。 4.4.3 显示程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.4 键盘程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.5 报警程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.6 通信模块程序设计.........................错误！未定义书签。 第五章调试与小结..................................错误！未定义书签。致谢...............................................错误！未定义书签。参考文献...........................................错误！未定义书签。附录...............................................错误！未定义书签。系统电路图.......................................错误！未定义书签。系统程序.........................................错误！未定义书签。 西安文理学院物理与机械电子工程学院 课程设计报告 专业班级 2011级测控技术与仪器一班 课程单片机课程设计 题目基于51单片机的数字温度计的设计 学号 0703110135 学生姓名王强 指导教师陈琦 2014年 5月 西安文理学院物理与机械电子工程学院 课程设计任务书 学生姓名王强专业班级11级测控一班学号0703110135 指导教师陈琦职称讲师教研室 B0406 课程单片机课程设计 题目基于51单片机的数字温度计的设计 任务与要求 1、学会使用51单片机，并对其内部结构进行深入的了解。 2、了解DS18B20的原理以及使用方式。 3、对于共阳极、共阴极数码管有个清楚的认识和掌握。 4、测得的结果范围在-55~125度，精度为0.5。 开始日期 2014年5月12日完成日期 2014年5月25日 2014年5月28日 基于51单片机的数字温度计的设计 摘要 本设计主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机；数字温度传感器；最简温度检测系统; 理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （201 — 201学年第1 学期） 课程名称：单片机技术 一、实验目的 1．掌握定时器T0、T1 的方式选择和编程方法，了解中断服务程序的设计方法，学会实时程序的调试技巧。 2．掌握LED 数码管动态显示程序设计方法。 二、实验原理 1．89C51 单片机有五个中断源(89C52 有六个)，分别是外部中断请求0、外部中断请求1、定时器/计数器0 溢出中断请求、定时器/计数器0 溢出中断请求及串行口中断请求。每个中断源都对应一个中断请求位，它们设置在特殊功能寄存器TCON 和SCON 中。当中断源请求中断时，相应标志分别由TCON 和SCON 的相应位来锁寄。五个中断源有二个中断优先级，每个中断源可以编程为高优先级或低优先级中断，可以实现二级中断服务程序嵌套。在 同一优先级别中，靠部的查询逻辑来确定响应顺序。不同的中断源有不同的中断矢量地址。 中断的控制用四个特殊功能寄存器IE、IP、TCON (用六位)和SCON(用二位)，分别用于控制中断的类型、中断的开／关和各种中断源的优先级别。中断程序由中断控制程序（主程序）和中断服务程序两部分组成： 1）中断控制程序用于实现对中断的控制； 2）中断服务程序用于完成中断源所要求的中断处理的各种操作。 C51 的中断函数必须通过interrupt m 进行修饰。在C51 程序设计中，当函数定义时用了interrupt m 修饰符，系统编译时把对应函数转化为中断函数，自动加上程序头段和尾段，并按MCS-51 系统中断的处理方式自动把它安排在程序存储器中的相应位置。 在该修饰符中，m 的取值为0~31，对应的中断情况如下： 0——外部中断0 1——定时/计数器T0 2——外部中断1 3——定时/计数器T1 4——串行口中断 5——定时/计数器T2 其它值预留。 89C51 单片机设置了两个可编程的16 位定时器T0 和T1，通过编程，可以设定为定时器和外部计数方式。T1 还可以作为其串行口的波特率发生器。 基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。 电子信息职业技术学院 暨国家示性软件职业技术学院 单片机实训 题目：用MCS-51单片机和 18B20实现数字温度计 姓名： 系别：网络系 专业：计算机控制技术 班级：计控 指导教师： * 伟 时间安排：2013年1月7日至 2013年1月11日 摘要 随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。 在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。 我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度围为-55~125 oC,最高分辨率可达0.0625 oC。DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。 本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。 关键词：单片机，数字控制，温度计， DS18B20，AT89S51 摘要 本设计要求以单片机为核心主体，完成最小系统板的设计与制作（通过Protel 软件，对电路进行设计，调试。生成PCB板，再对元器件进行排布，焊接。）之后要进行初调试，证实电路板无误后才能进行下面的内容。电路板完成后，在总程序基础上通过编程设计家用多路定时控制器。本课程设计目标：具有正常数字钟功能，包括时间校正，具有至少三路定时开关控制功能，每路定时时间可以任意设置。但重要的是要有一定的创新，因为此系统还有很多值得开发的功能，单纯的三路定时只是设计内容的基本要求。 关键词：Protel，单片机，MCS-51 目录 摘要........................................................................................................ - 1 - 引言........................................................................................................ - 2 - 1 绪论.................................................................................................... - 2 - 1.1系统背景 (1) 1.1.1单片机技术及其发展特点 (1) 1.1.2单片机在电子技术中的应用 (3) 1.1.3课程设计的内容与任务 (4) 2 系统电路设计 (5) 2.1 系统总体设计框架结构 (5) 2.2 系统硬件单元电路设计 (6) 2.2.1 时钟电路设计 (6) 2.2.2 复位电路设计 (6) 2. 2.3 按键电路设计 (7) 2.3数码管电路设计 (8) 2.3.1、数码管的分类 (8) 2.3.2、数码管的驱动方式 (8) 2.3 系统硬件总电路 (14) 3 系统软件设计 (10) 3.1 系统软件流程图 (10) 4 实验结果和分析 (11) 4.1 实验使用的仪器设备 (11) 4.2 测试结果分析 (11) 结论 (12) 参考文献 (13) 附录 (13) 系统程序设计 (15) Abstract (25) 致谢 (25) 基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。 3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路 单片机课程设计报告 数字温度计 1 设计要求 ■基本范围-50℃-110℃ ■精度误差小于0.5℃ ■LED数码直读显示 2 扩展功能 ■实现语音报数 ■可以任意设定温度的上下限报警功能 数字温度计 摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 关键词：单片机，数字控制，温度计，DS18B20，A T89S51 1 引言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机A T89S51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 2 总体设计方案 2.1数字温度计设计方案论证 2.1.1方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.2方案二的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1总体设计方框图 2.2.1 主控制器 摘要 本文介绍了一种基于51单片机的心率体温采集系统。首先介绍了51系列单片机的内部相关配置、工作原理以及编程方法，其次介绍了温度传感器PT100的相关测温方法以及通过红外光电传感器TCRT5000对射的方法来抓取人体脉搏信号。此次设计的电路部分主要包括：传感测量电路、放大电路、滤波整形电路、AD转换电路、计数显示电路、控制电路、电源供电电路等。通过按键开始测试，将PT100及TCRT5000输入的微弱信号进行放大整形，最后AD采集转换传送给单片机，在LCD1602上显示相关体温及心率信息。 本次硬件设计基于比较稳定可行、低成本的设计思想，软件设计采用模块化的设计方法，并且详细分析了红外传感器TCRT5000应用于心率测量上以及PT100应用于温度测量上的原理及优点，阐述了其他各配合电路的组成与工作特点，并且通过仿真进行电路的可行性验证，最后完成实物电路的设计，使得本次课题的预期结果得以实现。 关键词：51单片机；传感器；仿真；AD转换 -I Abstract This paper introduced a heart rate and body temperature acquisition system that based on 51 single chip microcomputer. First the internal configurations of 51 single chip microcomputer are introduced. And the paper also tell how 51 single chip microcomputer works and how can we program on it. Then the method of using temperature sensor PT100 to get body temperature is introduced, and we use infrared photoelectric sensor TCRT5000 to get the pulse signal of human body.The design of the circuit mainly comprises sensing circuit , amplifying circuit, filtering and shaping circuit, AD converting circuit, counting and displaying circuit, controlling circuit, power supplying circuit and so on. When the keyboard is pressed, the system starts to get signal. The small signal from PT100 and TCRT5000 will be amplified and shaped. Then ad converter will change the analog signal into digital signal and send to 51 single chip microcomputer . At last LCD1602 will display the information of body temperature and heart rate. Keywords: Piezoelectric sensors；control circuit；counters；Multisim2001 simulation software control circuit. -II 基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释) 电路实物图如下图所示： C 语言程序如下所示： /******************************************************************** zicreate ----------------------------- Copyright (C) https://www.wendangku.net/doc/b04418420.html, -------------------------- * 程序名; 基于DS18B20的测温系统 * 功 能： 实时测量温度，超过上下限报警，报警温度可手动调整。K1是用来 * 进入上下限调节模式的，当按一下K1进入上限调节模式，再按一下进入下限 * 调节模式。在正常模式下，按一下K2进入查看上限温度模式，显示1s 左右自动 * 退出；按一下K3进入查看下限温度模式，显示1s 左右自动退出；按一下K4消除 * 按键音，再按一下启动按键音。在调节上下限温度模式下，K2是实现加1功能， * K1是实现减1功能，K3是用来设定上下限温度正负的。 * 编程者：Jason * 编程时间：2009/10/2 *********************************************************************/ #include 第一章单片机的简介 一个8位的80c51微处理器，片内256字节数据存储器RAM/SFR，用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果，最终结果以及欲显示的数据；片内4kb程序存储器Flash ROM，用以存放程序，一些原始数据和表格；4个8位并行I/O 口P0~P3，每个端口既可用作输入，也可用作输出；两个16位的定时器/计数器，每个定时器/计数器都可设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可设置成定时方式，并可以根据计数或者定时的结果实现计算机控制；具有5个中断源，两个中断优先级的中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接受发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或者单片机与PC机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接，最高允许震荡频率为24MHz；89c51与80c51相比具有节电工作方式，即休闲方式及掉电方式。 1．1中央处理器(CPU): CPU是单片机内部的核心部件，是一个8位二进制数的中央处理单元，主要由运算器、控制器和寄存器阵列构成。 1．1．1 运算器: 运算器用来完成算术运算和逻辑运算功能，它是 89C51内部处理各种信息的主要部件。运算器主要由算术逻辑单元(ALU)、累加器(ACC)、暂存寄存器(TMP1、TMP2)和状态寄存器(PSW)组成。算术逻辑单元(ALU)： 89C51中的ALU由加法器和一个布尔处理器组成。 累加器(ACC)：用来存放参与算术运算和逻辑运算的一个操作数或运算的结果。暂存寄存器(TMP1、TMP2)：用来存放参与算术运算和逻辑运算的另一个操作数，它对用户不开放。 状态寄存器(PSW)：PSW是一个8位标志寄存器，用来存放ALU操作结果的有关状态。 1．1．2控制器: 控制器是单片机内部按一定时序协调工作的控制核心，是分析和执行指令的部件。控制器主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID和定时控制逻辑电路等构成。程序计数器PC是专门用于存放现行指令的16位地址的。CPU 就是根据PC中的地址到ROM中去读取程序指令码和数据，并送给指令寄存器IR 进行分析。指令寄存器IR用于存放CPU根据PC地址从ROM中读出的指令操作码。指令译码器ID是用于分析指令操作的部件，指令操作码经译码后产生相应于某一特定操作的信号。定时控制逻辑中定时部件用来产生脉冲序列和多种节拍脉冲。1．1．3寄存器阵列: 寄存器阵列是单片机内部的临时存储单元或固定用途单元，包括通用寄存器组和专用寄存器组。通用寄存器组用来存放过渡性的数据和地址，提高CPU的运行速度。 专用寄存器组主要用来指示当前要执行指令的内存地址，存放特定的操作数，指示指令运行的状态等。 1．1．4存储器: 89C51单片机内部有256个字节的RAM数据存储器和4KB的闪存程序存储器 毕业设计论文 基于51单片机温湿度检测+电子万年历的设计 [摘要]：温湿度检测是生活生产中的重要的参数。本设计为基于51单片机的温湿度检测与控制系统，采用模块化、层次化设计。用新型的智能温湿度传感器SHT10主要实现对温度、湿度的检测，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机STC89C52RC进行数据的分析和处理，为显示提供信号，显示部分采用LCD1602液晶显示所测温湿度值。系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值。 [关键字]：STC89C52RC SHT10 LCD1602 按键指示灯蜂鸣器电子万年历Based on 51 single chip microcomputer temperature and humidity detection + electronic calendar design Abstract：Temperature and humidity detection is important parameters in the production of life. This design is based on 51 single chip microcomputer temperature and humidity detection and control system, adopting modular, hierarchical design. With new type of intelligent temperature and humidity sensor SHT10 main realization about the detection of temperature, humidity, temperature humidity signal acquisition is converted into digital signals through the sensor signal, using SCM STC89C52RC for data analysis and processing, provides the signal for display, display part adopts LCD1602 LCD display the measured temperature and humidity values. Simple circuit, high integration, work stability, convenient debugging, high detection precision, has certain practical value. Key words：STC89C52RC SHT10 LCD1602 key indicator light buzzer The electronic calendar 基于AT89C5单片机的数字温度计设计 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 科研实践 题目：基于单片机的数字温度计的设计 目录 目录 (2) 1.绪论 (3) 1.1课题研究背景及意义 (3) 1.2课题研究的内容 (3) 2.数字温度计的系统概论 (5) 2.1系统的功能 (5) 2.2温度计的分析 (5) 3.设计方案和要求 (6) 3.1设计任务和要求 (6) 3.2元器件的选取 (6) 3.3系统最终设计方案 (7) 4.硬件设计 (8) 4.1总体设计结构图 (8) 4.2硬件电路概述 (8) 4.2.1最小系统 (8) 4.2.2输入电路设计 (11) 4.2.3输出电路设计 (12) 5.硬件仿真 (15) 6.实物制作 (18) 6.1电路板焊接 (18) 6.2电路板调试 (19) 7.小结 (20) 附录 (21) 1.参考文献 (21) 2.原理图 (22) 3.元器件清单 (23) 4.软件程序 (24) 5.实物图 (30) 1.绪论 1.1课题研究背景及意义 单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制，智能仪器仪表，机电一体化产品，家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。学生在课程设计，毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此，提高“单片机原理及应用”课的教学效果，让学生参与课程设计 实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛，如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法，是一个很有价值的教学项目。为此，我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计，锻炼学生的动脑动手以及协作能力。 单片机课程设计是针对模拟电子技术，数字逻辑电路，电路，单片机的原理及应用课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课设任务、软件设计，硬件设计，调试和编写课设报告等实践内容。通过此次课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法，即学生根据设计要求和性能约束，查阅文献资料，收集、分析类似的相关题目，并通过元器件的组装调试等实践环节，使最终硬件电路达到题目要求的性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。第三，培养学生勤于思考乐于动手的习惯，同时通过设计并制作单片机类产品，使学生能够自己不断地学习接受新知识（如在本课设题目中存在智能测温器件DS18B20，就是课堂环节中不曾提及的“新器件”），通过多人的合作解决现实中存在的问题，从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣，也提高了学生的动手能力，对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础。 1.2课题研究的内容 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，详细描述了利用数 字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机喜爱的硬 件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也进 行一一介绍，该系统可以方便的是实现温度采集和显示，并可以根据需要任意 设定上下限报警温度，它使用起来方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体 积小、功耗低等优点，适合我们日常生活和工农业生产中的温度测量，也可以 当做温度处理模块嵌入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20和AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合 与恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 本设计首先是确定目标，气候是各个功能模块的设计，再在Proteus软件上 进行仿真，修改，仿真。 本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范 围内时，可以报警。 51单片机定时器初值的计算 一。10MS定时器初值的计算： 1.晶振12M 12MHz除12为1MHz，也就是说一秒=1000000次机器周期。10ms=10000次机器周期。 65536-10000=55536(d8f0) TH0=0xd8，TL0=0xf0 2.晶振11.0592M 11.0592MHz除12为921600Hz，就是一秒921600次机器周期，10ms=9216次机器周期。 65536-9216=56320(dc00) TH0=0xdc，TL0=0x00 二。50MS定时器初值的计算： 1.晶振12M 12MHz除12为1MHz，也就是说一秒=1000000次机器周期。50ms=50000次机器周期。 65536-50000=15536(3cb0) TH0=0x3c，TL0=0xb0 2.晶振11.0592M 11.0592MHz除12为921600Hz，就是一秒921600次机器周期，50ms=46080次机器周期。 65536-46080=19456(4c00) 三。使用说明 以12M晶振为例：每秒钟可以执行1000000次机器周期个机器周期。而T 每次溢出 最多65536 个机器周期。我们尽量应该让溢出中断的次数最少(如50ms)，这样对主程序的干扰也就最小。开发的时候可能会根据需要更换不同频率的晶振(比如c51单片机，用11.0592M的晶振，很适合产生串口时钟，而12M晶振很方便计算定时器的时间)，使用插接式比较方便。 对12MHz 1个机器周期 1us 12/fosc = 1us 方式0 13位定时器最大时间间隔 = 2^13 = 8.192ms 方式1 16位定时器最大时间间隔 = 2^16 = 65.536ms 方式2 8位定时器最大时间间隔 = 2^8 = 0.256ms =256 us 定时5ms， 计算计时器初值 M = 2^K-X*Fosc/12 12MHz 方式0 : K=13,X=5ms,Fosc=12MHz 则 M = 2^13 - 5*10^(-3)*12*10^6/12= 3192 = 0x0C78 THx = 0CH,TLx = 78H, 方式1: K=16,X=5ms,Fosc=12MHz 则 M = 2^16 - 5*10^(-3)*12*10^6/12= 60536 = 0xEC78 基于51单片机的数字温度计设计 一．课题选择 随着时代的发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注。单片机控制系统无疑在这方面起到了举足轻重的作用。单片机的应用系统设计业已成为新的技术热点，其中数字温度计就是一个典型的例子，它可广泛应用与生产生活的各个方面，具有巨大的市场前景。 二．设计目的 1.理解掌握51单片机的功能和实际应用。 2.掌握仿真开发软件的使用。 3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。 三．实验要求 1.以51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计。 2.采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。 3.温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。 四．设计思路 1.根据设计要求，选择STC89C51RC单片机为核心器件。 2.温度检测采用DS18B20数字式温度传感器。与单片机的接口为P 3.6引脚。 3.采用usb数据线连接充电宝供电，接电后由按钮开关控制电路供电。 硬件电路设计总体框图为图1： 五．系统的硬件构成及功能 1.主控制器 单片机STC89C51RC具有低电压供电和体积小等特点，有40个引脚,其仿真图像如下图所示： 2.显示电路 显示电路采用4位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。LED数码管在仿真软件中如下图所示： 3.温度传感器 DS18B20是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： 1.独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯。 2.简单的多点分布应用。 3.无需外部器件。 4.可通过数据线供电。 5.零待机功耗。 6.测温范围-55~+125摄氏度。 其电路图如下图所示： 51单片机常用数码管显示程序---之汇编篇 2010-07-21 03:35:46| 分类：单片机| 标签：51单片机数码管汇编程序|字号大中小订阅一）显示数据缓存寄存器70H，71H,72H,73H,74H,75H,76H,77H。 START: MOV 70H,#1 MOV 71H,#2 MOV 72H,#3 MOV 73H,#4 MOV 74H,#5 MOV 75H,#6 MOV 76H,#7 MOV 77H,#8 ACALL DISP AJMP START DISP: MOV R1,#70H MOV R5,#0FEH PLAY: MOV P0,#0FFH MOV A,R5 ANL P2,A MOV A,@R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A LCALL DL1MS INC R1 MOV A,P2 JNB ACC.7,ENDOUT RL A MOV R5,A MOV P2,#0FFH AJMP PLAY ENDOUT: MOV P2,#0FFH MOV P0,#0FFH RET TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH;共阳数码管 ; 1MS延时子程序，LED显示用 DL1MS: MOV R6,#14H ; DL1: MOV R7,#19H DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET END 二） START:;ORG 00H MOV 70H,#0C0H;0 MOV 71H,#0F9H;1 MOV 72H,#0A4H;2 MOV 73H,#0B0H;3 MOV 74H,#99H ;4 MOV 75H,#92H ;5 MOV 76H,#82H ;6 MOV 77H,#0F8H;7 ACALL DISP AJMP START DISP: MOV P0,70H CLR P2.7 ACALL DL1MS SETB P2.7 MOV P0,71H CLR P2.6 ACALL DL1MS SETB P2.6 MOV P0,72H CLR P2.5 ACALL DL1MS SETB P2.5 MOV P0,73H CLR P2.4 ACALL DL1MS SETB P2.4 MOV P0,74H CLR P2.3 ACALL DL1MS SETB P2.3 MOV P0,75H CLR P2.2 ACALL DL1MS SETB P2.2 MOV P0,76H CLR P2.1 ACALL DL1MS SETB P2.1 MOV P0,77H CLR P2.0 ACALL DL1MS SETB P2.0 RET单片机中断程序大全
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