MEGA单片机温度检测标准系统.docx
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MEGA单片机温度检测标准系统
单片机课程设计报告
基于MEGA16单片机温度检测系统
张坤张磊黄大明
（作品图）
一，系统设计目的，用途，功能
1，目的。
通过基于MEGA16芯片和DS18B20温度传感器控制温度，熟悉芯片的使用，温度传感器的功能，实验电路板的焊接，数码显示管的使用，汇编语言的设计。
锻炼团队合作能力，动手设计能力以及发现问题并且解决问题的能力。
2,用途。
温度是工业控制中主要的被控参数之一。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。
单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。
本文设计了一种基于MEGA16单片机的温度测量和控制装置，能对环境温度进行测量，在温度过高时，蜂鸣器发出蜂鸣声，有利于保障工业控制中的安全性。
并且能根据温度给定值
给出调节量，控制执行机构，实现调节环境温度的目的。
3,功能.DS18b20温度传感器温度的精确度高达0.1度，在许多工业控制中已经足够。
可以
满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，在一秒内把温度转化成数字，测得的温度值的存
储在两个八位的RAM中，单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度，使用方便。
从用途上讲，该单片机类似于温度计，但用途又不仅仅集限于温度计，由于蜂鸣器的使用，编写程序后，超过预设温度后，蜂鸣器发出蜂鸣声，为工业控制的安全保驾护航。
，硬件设计思想和电路原理图
Vcc
4.7K
单片机端口
18b20
F图为硬件连接框架图
硬件连接框架图
三，详细说明如何使用硬件单元
1,七段数码管型号是LG5641AH共阴极）的使用。
该显示管总共有12个引脚,包括a-g和dp以及四个位选g1-g4。
将a-f分别与
ATmega芯片的PB1-PB6连接，g1-g4分别与PD0-PD3连接。
2,蜂鸣器的连接。
蜂鸣器的两个引脚分别与ATmega芯片的PC2,PC1连接，其中，前者接负极，后者接正极。
3，DS18B20温度传感器的连接。
该传感器3个端口分别与接地口，芯片的PA7,去耦电容
104连接。
4.软件设计流程和设计思想
软件设计思想：
现在生活很多方面都要用到温度这个概念，例如在温室里需要时刻注意温度的变化，另外在
一些科学实验里面，温度是一个很重要的条件，很多情况下要都对温度作很严格的要求，往往
温度的一点不适当会引起相当大的变化，从而影响一些重要结果的得出•因此对于环境温度的
测量显得很重要•基于这一点，萌生了采用单片机对温度进行监视的想法•
端口初始化
DS18B20初始并且进行温
*度采集
七段数码管显示温度
（使用timerO比较中断）
5.软件功能：
1.实现对温度的监视，达到实时显示的目的•
2.实现对不适合温度的警报，方便对温度监控•（报警温度可人工设定）
6.系统测试过程及测试数据：
（1）时间:
08年6月8日13:
10
地点：
十二号楼124宿舍
测试对象：
室内温度
设定警报温度：
31C
时间
13：
20
13：
25
13：
30
13：
35
13：
40
温度
30.3
30.4
30.3
30.3
30.3
⑵时间：
08年6月8日22：
20
地点：
十二号楼124宿舍
测试对象：
室内温度
设定警报温度：
31C
时间
22。
20
22：
25
22：
30
22：
35
22：
40
温度
29.7
29.7
29.7
29.8
29.7
7.实验程序代码
#inelude
#ineludeunsignedchards1820_reset（void）。
unsignedintds1820_read_temp（void）。
#defineDQ_RPINA&（1<unsignedcharflag。
/*中断标志缓存*/
/*
延时函数
延时时间：
iX10+16uS。
CPU频率为：
1MHz。
*/
voiddelay_10us（unsignedchari）{
if（i==0）
{
return。
}
while（i--）
{
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
}
}
/*DS18B20复位函数*/
unsignedchards1820_reset（void）{
/*中断保护*/
/*关中断*/
/*延时500uS（480-960）*/
/*延时80uS*/
/*延时500uS（保持>480uS）*/
/*恢复中断状态*/
unsignedchari。
flag=SREG。
CLI（）。
DQ_OUT。
DQ_CLR。
delay_10us（49）。
DQ_SET。
DQ_IN。
delay_10us（7）。
i=DQ_R。
delay_10us（49）。
if（flag&0x80）{
SEI（）。
}
if（i）
{return0x00。
}
else
{return0x01。
}
}
/*DS18B20字节读取函数*/unsignedchards1820_read_byte（void）{
unsignedchari。
unsignedcharvalue=0。
flag=SREG。
/*中断保护*/
CLI（）。
/*关中断*/for（i=8。
i!
=0。
i--）{
value>>=1。
DQ_OUT。
DQ_CLR。
NOP（）。
/*延时4uS*/
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
DQ_SET。
DQ_IN。
NOP（）。
/*延时10uS*/
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
if（DQ_R）{value|=0x80。
}
delay_10us（5）。
/*延时60uS*/
}
if（flag&0x80）
{/*恢复中断状态*/
SEI（）。
}return（value）。
}
/*DS18B20字节写入函数*/
voidds1820_write_byte（unsignedcharvalue）{
unsignedchari。
flag=SREG。
/*中断保护*/CLI（）。
/*关中断*/
for（i=8。
i!
=0。
i--）
{
DQ_OUT。
DQ_CLR。
NOP（）。
/*延时4uS*/
NOP（）。
NOP（）。
NOP（）。
if（value&0x01）
{
DQ_SET。
}
delay_10us（7）。
/*延时80uS*/
DQ_SET。
/*位结束*/
value>>=1。
}
if（flag&0x80）
{/*恢复中断状态*/
SEI（）。
}
}
/*启动ds1820转换*/
voidds1820_start（void）{
ds1820_reset（）。
ds1820_write_byte（0xCC）。
/*勿略地址*/ds1820_write_byte（0x44）。
/*启动转换*/}
/*DS8B20读取温度信息*/
unsignedintds1820_read_temp（void）{
unsignedinti。
unsignedcharbuf[9]。
ds1820_reset（）。
ds1820_write_byte（0xCC）。
/*勿略地址*/ds1820_write_byte（0xBE）。
/*读取温度*/for（i=0。
i<9。
i++）
{
buf[i]=ds1820_read_byte（）。
}
i=buf[1]。
i<<=8。
i|=buf[0]。
returni。
}
flashunsignedcharled_7[11]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x80}。
flashunsignedcharposition[4]={0x01,0x02,0x04,0x08}。
intled_buf[4]。
unsignedcharpoist=0。
voiddelay_ms（unsignedinti）
{
intj。
for（。
i。
i--）
{
for（j=999。
joj--）。
}
}
#pragmainterrupt_handlertimer0_comp_isr:
iv_TIMER0_COMP
voidtimer0_comp_isr（void）
{
display（）o
}
display（）
{
PORTD=position[poist]o
PORTB=led_7[led_buf[poist]]o
if（poist==1）PORTB=led_7[led_buf[poist]]|0x80odelay_ms
（2）o
if（++poist>=3）
poist=0o
}
voidfeng（unsignedi）
{
if（i>=31）PORTC=0x83oelsePORTC=0x01o
}
voidmain（void）
{
unsignedinti,jo
DDRA=0x00。
PORTA=0xFF。
DDRC=0xFF。
PORTC=0x01。
DDRB=0xFF。
PORTB=0x00。
DDRD=0xFF。
PORTD=0x80。
SEI（）。
TCCR0=0x0B。
TCNT0=0x00。
OCR0=0x8B。
TIMSK=0x02。
delay_ms（200）。
ds1820_reset（）。
while
（1）
{ds1820_start（）。
delay_ms（15）。
i=ds1820_read_temp（）。
i=（i*10）/16。
led_buf[3]=i/1000。
i=i%1000。
led_buf[2]=i/100。
i=i%100。
led_buf[1]=i/10。
led_buf[0]=i%10。
j=led_buf[2]*10+led_buf[1]。
feng（j）。
}
}
八.需的全部资源
温度传感器
/*方向输入*/
/*打开上拉*/
/*方向输出*/
/*电平设置*/
/*复位D18B20*/
/*启动一次转换*/
/*等待转换结束*/
/*读取温度数值*/
/*数值处理*/
/*将显示信息加载到显示缓存区*/
我们所采用的温度传感器是DS18B20这是最常用的温度芯片
•\IL
（；M）l）yVl>l>
2
图IDS1820的PR35封装
该传感器为6.5元每个。
下图为蜂鸣器
该蜂鸣器为短叫蜂鸣器，一元每个。
ATmega16芯片
该芯片为实验室所赠。
去耦电容104
该电容主要对传感器其稳定作用，0.5元每个。
实验电路板。
基本的元件都焊接在该电路板上，五元每个。
电阻，买了4700欧姆，200千欧姆，100欧的电阻若干，总共花费1元。
两个咼亮的LED灯
花费1元，主要作用是发出警报是伴随有声音。
加上去去欧亚电子大厦来往车费，一共花费30元。
选器件的心得体会:
1,买元件前，应该将所买的元件全部记下来，避免买时遗忘。
2,买元件前，得弄清楚各个产品的型号，功能，避免出现盲目购买现象，力争一次将所有的元器件买完。
例如本次购买温度传感器，由于买之前不知道该买的型号，结果去了电子大厦以后，买时不知道买哪种好，花费了大量的时间精力，实在不值。
3,力争用最少的钱做最好的工程。
由于在生活生产中需要对仪器成本进行控制，所以控制成本成了产品能否广泛应用的关键，我们感觉做这个工程成本有些偏高，另外在功能上还有些单一，这是以后做工程必须注意的地方。
八•的分工和工作情况
1体会。
经过一个学期的学习和实践，我们终于做出了这个工程。
由于刚接触单片机，所
以从选择硬件到硬件焊接再到程序编写调试我们遇到了许多的困难，而且理论和实际有一定
的差距，但我们通过交流和向他人请教，最终把所有的问题都解决了。
在操作的过程中，我
们感到了自己的动手能力上有不足，但我们增强了自己的动手能力。
更重要的是，在实验中
我们不抛弃，不放弃，遇到困难从来不灰心，最终享受到了成功的喜悦。
只要抱着这种精神，我们相信以后的学习生活会做得更好！
具体分工如下：
张坤一软件的编写，程序的调试，器件的购买。
张磊一硬件的焊接，网页的设计。
黄大明一PPT的制作，文档的编写，器件的购买。
贡献分值：
张昆张磊黄大明
（附图：
正常温度）
••◎•eo
^••6eee
nunJ
3
O1
（超过设定温度，报警）
最后感谢李茂奎的老师悉心指导和大力支持！
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