温度采集.docx
《温度采集.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温度采集.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
温度采集
基于单片机多路温度采集报警系统
绪论：
温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。
本次课程设计课程设计正是问了完成温度采集而设计的，可以说与人们的日常生活息息相关的，具有很大的现实意义。
任务要求
系统由5个模块组成：
主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。
系统采用智能温度传感器DS18B20检测环境温度并进行简单的模数转换，单片机AT89C51执行程序对温度传感器传输的数据进行进一步的分析处理，转换成环境对应温度值，通过1602LCD显示。
由键盘输入控制选择某一采集电路，检测温度并显示，报警电路对设定的最高/最低极限温度进行监控报警。
1、原理图
（1）
、模块原理图
（2）、电路仿真图
2、模块电路分析
（1）、单片机最小系统
在智能化仪器仪表中，控制核心均为微处理器，而单片机以高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用，是设计智能化仪器仪表的首选微控制器，单片机结合简单的接口电路即可构成单片机最小系统，它是智能化仪器仪表的基础，也是测控。
监控的重要组成部分。
它包括电平转换电路、时钟电路和复位电路。
采用STC89C52RC作为核心芯片。
电路原理如下：
1、如果P0不用，那J34上拉电阻也不需要，用到哪个IO就在哪个IO上加上拉电阻。
如果是一个P口的8个IO都要用，就统一用排阻（SIP9封装）。
2、有一个电源指示灯。
3、下载线只要把P3.0P3.1引出来接实验箱或下载线即可。
4、有一个晶振12M或11.0592M，两个小电容20p。
5、复位电路的手动复位按键（S54）可要，可不要。
单片机最小系统原理图
（2）、温度采集电路
用三个智能温度传感器DS18B20分别与AT89C51相连，用着三个温度传感器检测环境温度并进行简单的模数转换，送人单片机内。
（3）、上下限控制电路
用四个按钮控制。
其中两个按钮分别上限的加减，另外两个按钮分别为下限的加减。
当温度到达上限或下限时报警器报警，当报警器报警时可通过增加上限或者降低下限使报警器停止工作。
（4）、蜂鸣报警电路
将三极管和蜂鸣器相连，再将三极管与89c51相连，构成蜂鸣电路。
当显示电压达到或超过上限\下限电压时报警。
（五）、1602显示模块
（6）、实物图
3、元器件介绍
（1）、AT89C51
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（计时器0外部输入）
P3.5T1（计时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
AT89C51内部功能图:
（二）、LCD1602
1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样。
四、实验步骤：
（一）、原理图绘制
1、添加原理图元件库
2、摆放元件
3、连接电路，防止重叠、交叉
4、修改元件属性、元件的封装、元件命名、元件参数
（二）、新建元件封装
1、原理图元件：
从原理图元件库中调出的符号。
2、元件实物：
一般有特定的外形，引脚排列。
3、元件封装：
将原理图元件与元件实物联系在一起，是组成PCB板的基础。
焊盘的间距与实物引脚间距相同，内部标号与原理图标号一致，保证实际引脚与原理图引脚对应。
（三）、导入元件封装库及网络表
（四）、仿真电路，看电路是否成功。
（五）、焊接电路
1、用PCB板，将元件摆放好，逐个用焊锡焊接好。
2、用焊锡将需连接的引脚连接起来。
3、分别用焊锡连一条电源线路和一条接地线路，连接每个需接电路或接地的引脚。
4、检查电路。
五、程序：
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitRS=P2^0;//lcd控制位
sbitRW=P2^1;//lcd读写
sbitE=P2^2;//lcd使能
sfrLCD=0x80;//定义lcd为P0口
sbitBF=P0^7;
sbitsound=P1^7;//警报
sbitk1=P3^0;//set
sbitk2=P3^1;//+
sbitk3=P3^2;//-
sbitk4=P3^3;//选择18B20标号
sbitk5=P3^4;//退出
sbitwarning=P3^6;
sbitgreenled=P3^7;//485收发控制
charmax[3];//门限
charmin[3];
uchartemp_number;//18b20标号
ucharchange_flag;//修改门限标志
ucharstop;//突出设置
ucharstr[6]={0,0,0,0,0,0};
ucharcodestr3_sht11[]="set";
ucharcodestr4_sht11[]="max:
min:
";
ucharcodestr7_sht11[]="NO.";//清除没不要的显示
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidserial_int（）
{
TMOD=0X10;//t1工作在方式2
TH1=0x00;//2400BIT/S
TL1=0x00;
TR1=1;//打开计数器开始计数
ET1=1;
//EA=1;
//ES=1;
}
voidtimer_isr（）interrupt3//中断0，用来让喇叭发出警报
{
TH1=0x00;//
TL1=0x00;
sound=~sound;
}
/****************************************/
////////////LCDmodule//////////
/***************************************/
voidlcd_cmd（ucharcmd）//LCD写命令
{
LCD=cmd;
RS=0;
RW=0;
E=0;
_nop_（）;
E=0;
while
（1）
{LCD=0xff;
RS=0;
RW=1;
E=0;
_nop_（）;
E=1;
if（BF==0）break;
}
}
voidlcd_dat（uchardat）//LCD写数据
{
LCD=dat;
RS=1;
RW=0;
E=1;
_nop_（）;
E=0;
while
（1）
{LCD=0xff;
RS=0;
RW=1;
E=0;
_nop_（）;
E=1;
if（BF==0）break;
dat=LCD;
}
}
voidinit_lcd（void）//lcd初始化
{
lcd_cmd（0x01）;//清屏
lcd_cmd（0x3c）;
lcd_cmd（0x0c）;
}
voiddisp_str（ucharx,uchary,uchar*p）//显示各个温度值
{
if（x==0）
lcd_cmd（0x80+y）;
else
lcd_cmd（0xc0+y）;
while（*p）
lcd_dat（*p++）;
}
voiddisplay_1602（）//开机显示温度
{
uchari;
str[1]=':
';
for（i=0;i<3;i++）
{str[0]=0x31+i;
disp_str（i/2,（i%0x02）*9,str）;
}
}
voidlcd_set（ucharnumber,charmax,charmin）//显示门限设置值
{
ucharx1,x2,x3,x4;
ucharflag_max,flag_min;
if（max<0）
{
flag_max=1;
max=-max;
}
else
flag_max=0;
if（min<0）
{
flag_min=1;
min=-min;
}
else
flag_min=0;
x1=max/10;
x2=max%10;
x3=min/10;
x4=min%10;
lcd_cmd（0xc4）;
lcd_dat（number+0x30）;
lcd_cmd（0xc8）;
if（flag_max==1）
lcd_dat（'-'）;
lcd_dat（x1+0x30）;
lcd_dat（x2+0x30）;
lcd_cmd（0xcd）;
if（flag_min==1）
lcd_dat（'-'）;
lcd_dat（x3+0x30）;
lcd_dat（x4+0x30）;
}
/****************************************/
////////////KEYmodule//////////
/****************************************/
voidkey1（）//选择门限模式：
maxormin
{
if（k1==0）
{
stop=1;
change_flag++;
if（change_flag>2）
change_flag=0;
}
while（k1==0）;
}
voidkey2（）//+
{
if（k2==0）
{
if（change_flag==1）
max[temp_number]++;
if（change_flag==2）
min[temp_number]++;
}
while（k2==0）;
}
voidkey3（）//-
{
if（k3==0）
{
if（change_flag==1）
max[temp_number]--;
if（change_flag==2）
min[temp_number]--;
}
while（k3==0）;
}
voidkey4（）//选择18b20标号
{
if（k4==0）
{
temp_number++;
if（temp_number>3）
{
stop=0;
change_flag=0;
temp_number=0;
}
}
while（k4==0）;
}
voidkey5（）//退出
{
if（k5==0）
{
stop=0;
change_flag=0;
}
while（k5==0）;
}
voidkey（）//按钮
{
key2（）;
key1（）;
key3（）;
key4（）;
key5（）;
}
/****************************************/
//////////18B20module/////////
/****************************************/
sbitDQ=P1^0;
bdatauchardat;
sbitdat0=dat^0;
sbitdat7=dat^7;
/*ucharcodeid[4][8]={{0x28,0xe6,0xce,0x11,0x04,0x00,0x00,0x2c},//0x28,0xe6,0xce,0x11,0x04,0x00,0x00,0x2c
{0x28,0xa8,0xf4,0x11,0x04,0x00,0x00,0x73},//0x28,0xa8,0xf4,0x11,0x04,0x00,0x00,0x73
{0x28,0x35,0xd5,0x11,0x04,0x00,0x00,0xbd},//0x28,0x35,0xd5,0x11,0x04,0x00,0x00,0xbd
};*/
ucharcodeid[3][8]={{0x28,0x30,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x8e},
{0x28,0x31,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xb9},
{0x28,0x32,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xe0},
};
voiddelay15（ucharn）//延时
{do{
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
n--;
}while（n）;
}
voidlate（）//延时
{uchari;
for（i=0;i<200;i++）delay15（200）;
}
bitreset（void）//18b20复位
{biterr;
DQ=0;
delay15（40）;
DQ=1;
delay15（10）;
err=DQ;
delay15（18）;
return（err）;
}
voidwrbyte（uchard）//18b20写
{uchari;
dat=d;
for（i=8;i>0;i--）
{DQ=0;
delay15
（1）;
DQ=dat0;
dat=dat>>1;
delay15
（1）;
DQ=1;
}
}
ucharrdbyte（void）//18b20读
{uchari;
dat=0;
for（i=8;i>0;i--）
{dat=dat>>1;
DQ=0;
_nop_（）;
DQ=1;
delay15
（2）;
dat7=DQ;
delay15（4）;
}
return（dat）;
}
/*
voidreadid（ucharid[]）//18b20读ID
{ucharn;
reset（）;
wrbyte（0x33）;
for（n=0;n<=8;n++）
id[n]=rdbyte（）;
}
*/
voidgettemp（inttemp[]）//获取18b20温度
{ucharm,n;
ucharh,l;
reset（）;
wrbyte（0xcc）;
wrbyte（0x44）;
late（）;
for（m=0;m<3;m++）
{reset（）;
wrbyte（0x55）;
for（n=0;n<8;n++）
wrbyte（id[m][n]）;
wrbyte（0xbe）;
l=rdbyte（）;
h=rdbyte（）;
temp[m]=h*256+l;
}
}
externvoidinit_lcd（void）;
externvoiddisp_str（ucharx,uchary,uchar*p）;
externvoidgettemp（inttemp[]）;
externvoidreadid（uchar*id）;
uchardp[16]={0,0,1,1,2,3,3,4,5,5,6,6,7,8,8,9};
uchartable[]="warningNO.i";
main（）
{
inttemp[3];
uchara=1,b=1;
ucharnn,num;
bitzf;
uchari;
warning=0;
greenled=1;
serial_int（）;//中断初始化
init_lcd（）;//LCD初始化
for（i=0;i<3;i++）//初始化门限
{
max[i]=30;
min[i]=-1;
}
while
（1）
{
key（）;
if（（change_flag==0）&&（stop==0））//在正常工作状态
{
key（）;
if（a==1）//
{b=1;
a=0;
lcd_cmd（0x01）;//显示清屏
display_1602（）;
}
for（i=0;i<3;i++）
gettemp（temp）;
for（i=0;i<3;i++）
{zf=0;
if（temp[i]<0）
{zf=1;
temp[i]=-temp[i];
}
str[4]=dp[temp[i]&0x0f]+0x30;
temp[i]=temp[i]>>4;
str[0]=temp[i]/100+0x30;
temp[i]=temp[i]%100;
str[1]=temp[i]/10+0x30;
str[2]=temp[i]%10+0x30;
str[3]='.';
if（zf==1）
{if（str[1]=='0'）
{str[0]='';
str[1]='-';
}
else
str[0]='-';
}
else
{if（str[0]=='0'）
{if（str[1]=='0'）
str[1]='';
str[0]='';
}
}
if（EA==0）
disp_str（i/2,（i%0x02）*9+2,str）;
if（zf==1）//判断温度是否为负
temp[i]=-temp[i];
if（（（temp[i]>max[i]）||（temp[i]{
nn=0;
warning=1;
greenled=0;
nn=0;
EA=1;
table[11]=0x31+i;
lcd_cmd（0x01）;//显示清屏
for（num=0;num<12;num++）
{
lcd_dat（table[num]）;
delay（20）;
}
}
else
{
nn++;//巡检
if（nn>8&&EA==1）//巡检2个轮回，没有超门限，解除警报
{
EA=0;
warning=0;
greenled=1;
lcd_cmd（0x01）;//显示清屏
display_1602（）;
}
}
}
}
else//进入门限设置
{key（）;
if（b==1）
{
a=1;
b=0;
lcd_cmd（0x01）;//显示清屏
lcd_cmd（0x80）;//第一行lcd显示地址
for（i=0;i<16;i++）
{
lcd_dat（str4_sht11[i]）;//显示table1中的字符
}
lcd_cmd（0xc0）;//第一行lcd显示地址
for（i=0;i<16;i++）
{
lcd_dat（
升级会员 