PIC课程设计报告LM35温度报警器.docx
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PIC课程设计报告LM35温度报警器
PIC课程设计报告
LM35温度报警器
专业：
电子信息工程
组长：
组员：
学号：
指导教师：
一、设计要求：
1、4*4键盘设定，最高温度，最低温度限制（0-9数字+功能键）；
2、LCD1602液晶显示当前温度，最高温度，最低温度限制值，报警检测周期；
3、LM35温度传感器输出（0-1.0V对应0-100℃）；
4、24C02存储设定的最高温度，最低温度限制值；
5、低于设置的最低温度或高于最高温度LED会闪烁报警。
例如：
键盘输入最低温度20℃，最高温度30℃。
当传感器温度小于20或大于30℃，LED会闪烁报警；
2、系统组成及工作原理
1、系统框图
2、工作原理
（1）总体设计思想
本设计是以PIC18F452单片机作为控制核心，以LM35的温度传感器作为单片机的输入。
首先通过4*4矩阵键盘设定一个最高温度和最低温度作为报警器报警的条件，然后单片机通过实时监控温度的变化，通过LCD1602字符型液晶显示各节点温度的数值，当温度值超出所设定的值时，LED开始闪烁报警，从而实现对整个温度系统的管理和控制。
（2）各模块设计
1）、4*4矩阵键盘的设计
根据设计任务书中要求实现的功能，我选择了一个4*4矩阵键盘来设置最高温度、最低温度和检测周期，4*4键盘能够符合设计要求，其中10个键来设置具体的数值，另外六个键为功能键，具体设计后面详述。
①矩阵键盘结构：
键盘实际上是一组按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开状态，当按下键时它才闭合。
键盘结构能够有效的提高单片机系统中I/O口的利用率。
它的结构和产生的波形如图2-4所示。
图2-4键盘结构及产生的波形图
单片机应用系统中除了复位按键有专门的复位电路,以及专一的复位功能外,其它的按键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。
键开关状态的可靠输入：
如果检测到有按键按下时，延时5到10ms进行消除按键抖动，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态，从而消除了抖动影响。
在这种行列式矩阵键盘非编码键盘的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。
当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。
我们使用的是逐行扫描查询法。
由于考虑到后面I2C的写入要用到RC端口的3、4引脚，故我们这里用的是RB端口的RB0-2和RB6四个个引脚接行，RB7和RC5-7接列。
键盘共有16个按键，用于方便设定温度。
表5-1键盘的按键分布
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
复位
复位
无
无
无
无
2）、LCD1602液晶显示的设计
温度显示工作原理：
LCD1602可以采用两种方式与单片机连接，一种是采用8位数据总线D0—D7，和RS、R/W、EN三个控制端口；另一种是只用D4-D7作为四位数据分两次传送。
本实验将使用并采用八位数据方式来控制1602显示。
进行LCD设计主要是LCD的控制/驱动和外界的接口设计。
控制主要是通过接口与外界通信、管理内/外显示RAM，控制驱动器，分配显示数据；驱动主要是根据控制器要求，驱动LCD进行显示。
控制器还常含有内部ASCII字符库，或可外扩的大容量汉字库。
内部引线已经连接好，不用外接杜邦线。
3）、LM35温度传感器的设计
PIC18F452内置的是10位A/D转换器，但是一次只能读入8位，故要用到两个存储空间，根据采用A/D转换后结果的对齐方式不同而有不同的读取方法，一般是采用右对齐的。
在程序运行时，LM35温度传感器从零摄氏度输出零伏起每升高一摄氏度输出增加10mV。
由LM35温度传感器输入的电压经过A/D转换成10位的数字量转换成实际的电压值，并将实际的电压值的各个位分开装入显示缓冲区。
转换后的数字量为0--1023，而我们所需要的温度为0--100，这里有一个换算的过程，将AD转换而来的结果整除10，这样得到的结果刚好在0--100内。
然后将转换的结果显示在LCD上。
测量电压与编码值的关系式：
4）、24C02的应用
利用I2C进行对EEPROM进行写操作和读操作，将每次我们设定好的最高温度、最低温度，检测周期写入EEPROM，然后在每次上电复位时，将上一次存入的值显示为初始值，这样可以对上一次的操作保留记忆。
写操作必须要写入器件地址、存储区地址、存储的内容，以下是写操作的时序图：
5）、LED灯报警
如果当前温度超过最高设定或者低于最低设定，LED灯会闪烁进行报警。
程序设计中用的是RB0接蜂鸣器，当达到条件时，蜂鸣器开始鸣叫。
3、单片机程序
#include
#include
#include
#include
#defineRB0PORTBbits.RB0
#defineRB1PORTBbits.RB1
#defineRB2PORTBbits.RB2
#defineRB6PORTBbits.RB6
#defineRB7PORTBbits.RB7
#defineRC5PORTCbits.RC5
#defineRC6PORTCbits.RC6
#defineRC7PORTCbits.RC7
#definesclPORTCbits.RC3
#definesdaPORTCbits.RC4
#defineLEDPORTCbits.RC0
#defineRSPINPORTBbits.RB5//DataorInstrumentSelect
#defineRWPINPORTBbits.RB4//WriteorRead
#defineEPINPORTBbits.RB3//6800modeEnablesingle
voidkey（void）;
voidchoose（void）;
voidread_T（void）;
voiddisplay（void）;
voidlcdreset（void）;
voidlcd_wait_busy（void）;
voidlcd_write_com（unsignedcharcombuf）;
voidlcd_write_com_busy（unsignedcharcombuf）;
voidlcd_write_data（unsignedchardatabuf）;
voidlcd_write_address（unsignedcharx,unsignedchary）;
voidwrite_t（unsignedcharx,unsignedinty,unsignedintdata）;
voidlcd_write_char（unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharbuf）;
voidlcd_write_string（unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s）;
unsignedinti,j;
unsignedintresult=0,T=0;
unsignedintlowt=100,hight=400;
unsignedintnumber=0,times=0;
//---------------------------------------
//名称:
主函数
//-----------------------------------------
voidmain（void）
{
OpenI2C（MASTER,SLEW_ON）;//configureA/Dconvertor
TRISC=0B11111110;
TRISB=0B10000000;//RB3-5设置为输出
TRISD=0B00000000;//RD设置为输出
lcdreset（）;//复位1602
while
（1）
{
read_T（）;
if（EERandomRead（0xa0,0x0f0）==255）
{
lowt=EERandomRead（0xa0,0x0f1）*255+EERandomRead（0xa0,0x0f2）;
hight=EERandomRead（0xa0,0x0f3）*255+EERandomRead（0xa0,0x0f4）;
}
else
write_t（0xa0,0x0f0,255）;
key（）;
if（times==1）lowt=lowt%100+number*100;
elseif（times==2）lowt=100*（int）（lowt/100）+lowt%10+number*10;
elseif（times==3）lowt=10*（int）（lowt/10）+number;
elseif（times==4）hight=hight%100+number*100;
elseif（times==5）hight=100*（int）（hight/100）+hight%10+number*10;
elseif（times==6）hight=10*（int）（hight/10）+number,times=0;
display（）;
if（Thight）
{
LED=1;
Delay10KTCYx（10）;
}
LED=0;
write_t（0xa0,0x0f1,lowt/255）;
write_t（0xa0,0x0f2,lowt%255）;
write_t（0xa0,0x0f3,hight/255）;
write_t（0xa0,0x0f4,hight%255）;
}
}
//---------------------------------------
//名称:
设置最低温度和最高温度的函数
//-----------------------------------------
voidwrite_t（unsignedcharx,unsignedinty,unsignedintdata）
{
StartI2C（）;
Nop（）;
WriteI2C（x）;
Nop（）;
WriteI2C（y）;
Nop（）;
WriteI2C（data）;
Nop（）;
StopI2C（）;
Delay10KTCYx
（1）;
}
//---------------------------------------
//名称:
读取温度数的函数
//-----------------------------------------
voidread_T（）
{
OpenADC（ADC_FOSC_32&ADC_RIGHT_JUST&ADC_7ANA_1REF,ADC_CH0&ADC_INT_OFF）;
//A/D时钟源,晶振32分频率,A/D转换结果右对齐,A/D参考电压源，电源工作电压
//通道选择中断关闭，查询模式
Delay10TCYx（5）;//Delayfor50TCY
ConvertADC（）;//Startconversion
while（BusyADC（））;//Waitforcompletion
result=ReadADC（）;//Readresult
CloseADC（）;//DisableA/Dconverter
Nop（）;
T=result*2908.0/1023;
}
//---------------------------------------
//名称:
显示函数
//-----------------------------------------
voiddisplay（）
{
lcd_write_char（2,1,lowt/100+0x30）;
lcd_write_char（3,1,lowt/10%10+0x30）;
lcd_write_char（4,1,'.'）;
lcd_write_char（5,1,lowt%10+0x30）;
lcd_write_char（10,1,hight/100+0x30）;
lcd_write_char（11,1,hight/10%10+0x30）;
lcd_write_char（12,1,'.'）;
lcd_write_char（13,1,hight%10+0x30）;
lcd_write_char（10,0,T/100+0x30）;
lcd_write_char（11,0,T/10%10+0x30）;
lcd_write_char（12,0,'.'）;
lcd_write_char（13,0,T%10+0x30）;
}
//---------------------------------------
//名称:
检测按键的状态函数
//-----------------------------------------
voidchoose（）
{
if（RB7==0）
number=i,Delay10KTCYx（50）,times++;
elseif（RC5==0）
number=i+1,Delay10KTCYx（50）,times++;
elseif（RC6==0）
number=i+2,Delay10KTCYx（50）,times++;
elseif（RC7==0）
number=i+3,Delay10KTCYx（50）,times++;
Nop（）;
}
//---------------------------------------
//名称:
按键低电平输入
//-----------------------------------------
voidkey（）
{
RB0=0,RB1=1,RB2=1,RB6=1;
i=0;
choose（）;
RB0=1,RB1=0,RB2=1,RB6=1;
i=4;
choose（）;
RB0=1,RB1=1,RB2=0,RB6=1;
i=8;
choose（）;
RB0=1,RB1=1,RB2=1,RB6=0;
i=12;
choose（）;
if（number>=10）
times=0;
Nop（）;
}
//---------------------------------------
//名称:
1602忙检测函数
//-----------------------------------------
voidlcd_wait_busy（void）
{
TRISDbits.TRISD7=1;//为读状态做准备
RSPIN=0;//选择指令寄存器
RWPIN=1;//选择读
EPIN=1;//使能线电平变化
while（PORTDbits.RD7==1）;//读忙状态，不忙时退出
EPIN=0;//恢复使能线电平
TRISDbits.TRISD7=0;
}
//---------------------------------------
//名称:
1602写命令函数
//-----------------------------------------
voidlcd_write_com（unsignedcharcombuf）
{
RSPIN=0;//选择指令寄存器
RWPIN=0;//选择写
PORTD=combuf;//把命令字送入RD
EPIN=1;//使能线电平变化，命令送入1602的8位数据口
Delay1TCY（）;
EPIN=0;//恢复使能线电平
}
//---------------------------------------
//名称:
1602写命令函数（带忙检测）
//-----------------------------------------
voidlcd_write_com_busy（unsignedcharcombuf）
{
lcd_wait_busy（）;//调用忙检测函数
lcd_write_com（combuf）;//调用写命令函数
}
//---------------------------------------
//名称:
1602写数据函数（带忙检测）
//-----------------------------------------
voidlcd_write_data（unsignedchardatabuf）
{
lcd_wait_busy（）;//调用忙检测函数
RSPIN=1;//选择数据寄存器
RWPIN=0;//选择写
PORTD=databuf;//把数据字送入P2
EPIN=1;//使能线电平变化，命令送入1602的8位数据口
Delay1TCY（）;
EPIN=0;//恢复使能线电平
}
//---------------------------------------
//名称:
1602显示地址写函数
//-----------------------------------------
voidlcd_write_address（unsignedcharx,unsignedchary）
{
x&=0x0f;//列地址限制在0-15
y&=0x01;//行地址限制在0-1
if（y==0x00）
lcd_write_com_busy（x|0x80）;//第一行的列地址写入
else
lcd_write_com_busy（（x+0x40）|0x80）;//第二行的列地址写入
}
//---------------------------------------
//名称:
1602初始化函数
//-----------------------------------------
voidlcdreset（void）
{
Delay100TCYx（15）;
lcd_write_com_busy（0x38）;//8位数据，双列，5*7字形
lcd_write_com_busy（0x08）;//显示功能关，无光标
lcd_write_com_busy（0x01）;//写入新的数据后，光标右移，显示屏不移动
Delay10KTCYx
（1）;
lcd_write_com_busy（0x0c）;//显示功能开，无光标，
lcd_write_char（14,0,'C'）;
lcd_write_char（8,0,'T'）;
lcd_write_char（9,0,'='）;
lcd_write_char（0,1,'L'）;
lcd_write_char（1,1,'='）;
lcd_write_char（6,1,'C'）;
lcd_write_char（8,1,'H'）;
lcd_write_char（9,1,'='）;
lcd_write_char（14,1,'C'）;
}
//--------------------------------------
//名称:
指定地址写入函数
//-----------------------------------------
voidlcd_write_char（unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharbuf）
{
lcd_write_address（x,y）;//写入地址
lcd_write_data（buf）;//写入显示数据
}
4、单片机仿真
5、心得与总结
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