基于51单片机的数字温度计设计(编辑修改稿)

基于51单片机的数字温度计设计(编辑修改稿)内容摘要：

单片机访问 DS18B20 DS18B20 充当从机，单片机是主机，而单片机作为主机通过一线总线访问DS18B20需要经过以下步骤： 1． DS18B20复位指令； 2．执行 ROM指令； 3．执行 DS18B20功能指令（ RAM指令）。 11 设计程序中需要用到的 DS18B20功能指令有： 1． 0xcc:跳过读序号列； 2． 0x44:启动温度转换； 3． 0xbe:读取温度寄存器。 DS18B20程序设计 图 18 DS18B20程序测温流程 DS18B20 可以精确到 ，对于正的温度直接将高八位和低八位进行整合，即可求出温度；对于负的温度，读出的高 8位的最高 4位代表了温度的符号位（ 0000则代表温度为正， 1111 代表了温度为负），可以对这 4位进行判断，如果为 1111，说明温度为负，则需要将 temp 取反再补 1，图 18 为 DS18B20 程序测温流程图。 秒表程序设计 秒表程序实现的是计时功能，分为 4位显示：分十位，分个位，秒十位，秒个位。 把定时器的定时时间定为 50ms， 这样，计数溢出 20次即可得到时钟的最小计时单位 秒 （若计数 2 次则得到的秒表精度为 ）； 秒计时是采用中断方式进行溢出次数的累积，计满 20 次，即得到秒计时。 当秒计时到“ 59”时，秒清零，分个位加“ 1”。 图 19为秒表计时程序流程图。 12 图 19 秒表计时程序流程图 按键功能 设计中共有 5 个按键，其中一个用于对 AT89C51 的复位，当按键按下时复位成功；另外四个按键分别定义为 KEY1—— 测温， KEY2—— 秒表， KEY3——秒表暂停 /开始， KEY4—— 秒表清零；图 20为按键处理流程图。 图 20 按键处理流程 程序开始： KEY1按下：测温功能，显 示温度为 （正温度）或 （负温度）； KEY2按下：开始秒表计时，显示当前计时 xx分， xx秒； KEY3按下：定时器 0的定时控制位 TR0=~TR0，开始时 TR0=1，第一次按下时，秒表暂停，以后每次按下， TR0取反，即第二次按下， TR0=1，则实现秒 13 表开始计时； KEY4按下：关定时器中断，使定时器定时控制位置 0，令 min和 sec为零，即实现清零。 3 系统测试 测试方案 1．硬件测试 把系统板分为几个部分，分别单独测试，然后再整体测试。 2．软件仿真测试 利用软件仿真，分别 实现温度测试，秒表测试，按键测试。 3． 软件硬件联合测试 把程序下载到 C51单片机上，进行系统测试。 具体操作：将写好的 C程序通过单片机开发板下载到 AT89C51上，再将单片机安装在系统板上，供 5v直流电，操作按键看是否能进行测温和秒表功能。 测试条件与仪器 测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。 硬件测试仪器：万用表，直流稳压电源、示波器 、单片机开发板 ； 测试结果及分析 Protus 仿真测试（见附页）： 综合测试（如图 21） ： 分别显示：温度为 ； 秒表计时到 146秒。 14 测空气中的温度 秒表计时 图 21 综合测试 图 刚开始测试的时候，发现数码管不够亮，后来自己查找了许多资料，找到了原因：三级管驱动没有工作，后来我自己用面包板焊接了一个三极管驱动，再修改了程序进行检测，最后数码管能很好的显示温度；结合自己的系统板，我将单片机的 P2口作为数码管的位选端，重新设计了一下原有的驱动，采用 1k电阻和S9012 PNP型三级管。 最后我在系统的供电端加入了迷你 usb接口，这样整个系统就能采用 usb接口与电脑连接和手机充电器供电。 结合软件和硬件的测试结果看，该温度计能实现对温度的测量，并且能随接触物的温度改变而改变。 4 系统特色 系统的特色主要有：采用多种供电方式，采用迷你 USB 接口能实现多种方式的使用，如：手机充电器，电脑，手机等；采用数字温度传感器 DS18B20 更精确的获得温度值；在测量温度功能的基础上加入了秒表计时的功能，秒表可用于长时间的计时，并且用户可以通过按键实现功能之间的相互转换。 5 心得和体会 通过这次 对数字温度计的设计，我发现自己还有许多需要加强的地方，比如：画 PCB板和画原理图；缺少对以前许多学过的 C语言、模电等课程的温习；过 15 程中我也查找了许多资料，同时我也学到了许多东西，在调适过程中，动手写程序和改程序，一步步将结果调适出来，在动手能力和解决问题能力的有所提高。 更重要的是团队的协作，有这样一句话： 如果我用个人的能力，可以赚一个亿，可能 100%是我的；但我用十个人的时候，我们可能赚到十个亿，可能我只有 10%，我同样是一个亿，但我们的事业变大了。 在做这次课题的过程中，我明白了一个人的力量是有限的，只有协 调好团队才能获得最多的成就。 6 参考文献 1．电子技术基础模拟部分 /康华光主编 2．单片微机原理、汇编与 C51及接口技术 清华大学出版社 3． C程序设计（第三版） 谭浩强（著） 清华大学出版社 16 附录 1：电路原理图 附录 2：实物图 17 附录 3：仿真测试图 温度仿真测试：显示 秒表仿真测试： 18 附录 4：源程序 /******************************************************************* 程序说明： 主要两大功能： DS18B20测温，秒表计时（精确到秒）； 显示：测温显示为 () 温度为正，最后一位显示字母 C； 温度 为负，最后一位显示字母 E； 秒表显示为 xx分 xx秒；当秒增加到 59时，秒清零，分 +1；精度为秒； 按键说明：按键 1— KEY1 选择测温功能。 按键 2— KEY2 选择秒表功能； 按键 3— KEY3 按下秒表暂停，再次按下秒表开始； 按键 4— KEY4 按下秒表清零； ********************************************************************/ include include define uchar unsigned char define uint unsigned int /*******************变量定义 ***********************/ sbit KEY1 = P1^0。 //按键，低有效； KEY1—— 测温， KEY2—— 秒表； sbit KEY2 = P1^1。 sbit KEY3 = P1^2。 //秒表模式暂停 sbit KEY4 = P1^3。 //秒表开始 sbit DQ = P3^3。 //原理图中 ds18b20接 INT1， INT1为 ； sbit wei4 = P2^7。 //位选口 sbit wei3 = P2^6。 sbit wei2 = P2^5。 sbit wei1 = P2^4。 19 uchar flagnum。 //按键标志 uchar wenbiao。 //温度标志，温度为负 wenbiao=0。 温度为正 wenbiao=1。 uchar min,sec。 //秒表分、秒 uchar k。 //定时 50ms uint temp。 //温度变量 /**********共阳极数码管 不含小数点 编码 *************/ uchar code Tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}。 /**********共阳极数码管 不含小数点 编码 *************/ uchar code Tab1[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}。 /*******************函数声明 ***********************/ void Delay_ms(uint n)。 //毫秒延时 void Delay_us(uchar n)。 //微秒延时 void Display2()。 //分、秒显示 void System_Ini()。 //定时器 0初始化 void timer0 ()。 //定时器 0中断 1 void DS18b20_Reset()。 //DS18b20复位 bit Read_bit()。 //读 1位 uchar DS18b20_Read()。 //读 1个字节 void Write_bit(bit bitval)。 //写 1位 void DS18b20_Write(uchar byte)。 //写 1个字节 void Changtemp()。 //开启温度转换 uchar Readtemp()。 //读取温度 void Display1(uint z)。 //温度显示 void Wenduji()。 //温度计 uchar Keycheck()。 //按键检测 void Key_ser(uchar num)。 //按键实现功能转换 /********************************************* 函数名称： void main()。