余昌乐单片机课程设计.docx
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余昌乐单片机课程设计
单片机课程设计
题目单片机课程设计
院系信息与电气工程学院
班级电子信息工程一班
学号158840011
学生姓名余昌乐
指导教师许童羽
成绩
2013年12月
1、设计目的
用51单片机（本次设计用STC89C52）控制温度传感器（本次用数字温度传感器DS18B20）来实现实时的温度测量，然后用单片机控制显示器件（本次设计用LCD1602）来把温度显示出来。
就我个人而言，除了这部分的基本操作之外，还设计了一部分扩展功能，就是实时时钟的实现，并用显示器件将其显示出来。
2、设计原理
1、STC89C52
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能：
8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。
另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
2、DS18B20
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。
封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。
耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
独特的一线接口，只需要一条口线通信多点能力，简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电，电压范围为3.0V至5.5V无需备用电源测量温度范围为-55°C至+125°C。
华氏相当于是-67°F到257华氏度-10°C至+85°C范围内精度为±0.5°C。
3、LCD1602
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
3、设计功能模块
本部分主要是进行相关的软件模块的设计，因为我们都知道不可能把所有的程序都写到一个主源文件中，这样不但写程序不好写，就连可读性也大大下降了，所以模块化的程序是必须的。
模块化设计就是通过相应的头文件和源文件的设计，同时一定要注意模块的高内聚、低耦合。
1、延时模块的设计
延时模块的头文件：
#ifndef__DELAY_H
#define__DELAY_H
#include"reg52.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
voiddelay_ms（uintms）;
voiddelay_us（uintus）;
#endif
延时模块的源文件：
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#include"delay.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
//毫秒的延时函数
voiddelay_ms（uintms）
{
uchari;
while（ms--）
{
for（i=0;i<115;i++）;
}
}
//微妙的延时函数
voiddelay_us（uintus）
{
while（us--）
{
_nop_（）;
}
}
2、实时时钟走时模块的设计，主要通过定时器来产生秒定时，并通过定时器中断来实现。
实时时钟走时的头文件：
#ifndef__TIME_H
#define__TIME_H
#include"reg52.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
voidTIME0_Init（void）;
#endif
实时时钟的源文件：
#include"reg52.h"
#include"time.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uchartime0_count;
ucharshi,fen,miao;
voidTIME0_Init（void）
{
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voidTIME0（void）interrupt1
{
time0_count=time0_count+1;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
if（time0_count==20）
{
time0_count=0;
miao=miao+1;
if（miao==60）
{
miao=0;
fen=fen+1;
if（fen==60）
{
fen=0;
shi=shi+1;
if（shi==24）
{
shi=0;
}
}
}
}
}
3、DS18B20模块设计，这部分主要的功能就是对温度传感器进行初始化。
DS18B20头文件：
#ifndef__DS18B20_H
#define__DS18B20_H
#include"reg52.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitDQ=P3^3;//ds18b20数据位接口
bitds18b20_start（void）;
voidds18b20_write（uchardat）;
uchards18b20_read（void）;
voidds18b20_init（void）;
#endif
DS18B20源文件：
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#include"ds18b20.h"
#include"delay.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uchartable_rom[8];
/*ds18b20的开始函数设置*/
bitds18b20_start（void）
{
uchartime;
bitflag;
DQ=1;
_nop_（）;
_nop_（）;
DQ=0;
for（time=0;time<200;time++）;
DQ=1;
for（time=0;time<20;time++）;
flag=DQ;
for（time=0;time<100;time++）;
returnflag;
}
/*向ds18b20中写入数据*/
voidds18b20_write（uchardat）
{
uchari,time;
for（i=0;i<8;i++）
{
DQ=1;
_nop_（）;
DQ=0;
_nop_（）;
DQ=dat&0x01;
for（time=0;time<10;time++）;
DQ=1;
for（time=0;time<10;time++）;
dat=dat>>1;
}
for（time=0;time<5;time++）;
}
/*从ds18b20中读数*/
uchards18b20_read（void）
{
uchari,time;
uchardat;
for（i=0;i<8;i++）
{
DQ=1;
_nop_（）;
DQ=0;
_nop_（）;
DQ=1;
for（time=0;time<2;time++）;
dat=dat>>1;
if（DQ==1）
dat=dat|0x80;
else
dat=dat|0x00;
for（time=0;time<10;time++）;
}
returndat;
}
/*ds18b20的初始化函数*/
voidds18b20_init（void）
{
ds18b20_start（）;
/*ds18b20_write（0xcc）;//跳过ROM
ds18b20_write（0x44）;//温度转换指令
delay_ms（500）;//500毫秒的延时
ds18b20_start（）;
ds18b20_write（0xcc）;
ds18b20_write（0xbe）;*///读取温度的指令
ds18b20_write（0x55）;
ds18b20_write（table_rom[0]）;
ds18b20_write（table_rom[1]）;
ds18b20_write（table_rom[2]）;
ds18b20_write（table_rom[3]）;
ds18b20_write（table_rom[4]）;
ds18b20_write（table_rom[5]）;
ds18b20_write（table_rom[6]）;
ds18b20_write（table_rom[7]）;
ds18b20_write（0x44）;
delay_ms（400）;
ds18b20_start（）;
ds18b20_write（0x55）;
ds18b20_write（table_rom[0]）;
ds18b20_write（table_rom[1]）;
ds18b20_write（table_rom[2]）;
ds18b20_write（table_rom[3]）;
ds18b20_write（table_rom[4]）;
ds18b20_write（table_rom[5]）;
ds18b20_write（table_rom[6]）;
ds18b20_write（table_rom[7]）;
ds18b20_write（0xbe）;
}
4、LCD1602模块设计，主要是液晶模块的初始化，为温度和实时时钟的显示提供支持。
LCD1602模块的头文件：
#ifndef__LCD1602_H
#define__LCD1602_H
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#include"delay.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
voidlcd1602_write_com（ucharcom）;
voidlcd1602_write_dat（uchardat）;
voidlcd1602_init（void）;
#endif
LCD1602模块的源文件：
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#include"lcd1602.h"
#include"delay.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitlcdrs=P2^0;//指令、数据选择位
sbitlcdrw=P2^1;//读、写选择位
sbitlcden=P2^2;//LCD1602使能位
/*向lcd1602中写指令的函数*/
voidlcd1602_write_com（ucharcom）
{
lcdrs=0;
lcdrw=0;
lcden=0;
P0=com;
delay_ms
（1）;
lcden=1;
delay_ms
（1）;
lcden=0;
}
/*向lcd1602中写数据的子函数*/
voidlcd1602_write_dat（uchardat）
{
lcdrs=1;
lcdrw=0;
lcden=0;
P0=dat;
delay_ms
（1）;
lcden=1;
delay_ms
（1）;
lcden=0;
}
/*lcd1602初始化配置函数*/
voidlcd1602_init（void）
{
lcd1602_write_com（0x38）;
delay_ms（10）;
lcd1602_write_com（0x0c）;
lcd1602_write_com（0x06）;
lcd1602_write_com（0x01）;
}
5、主函数模块，这部分是本次程序设计的主体，这部分通过对其他几个模块的调用可以很好地实现程序的功能。
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#include"delay.h"
#include"ds18b20.h"
#include"lcd1602.h"
#include"time.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitK5=P1^4;//K5控制校时的类型
sbitK6=P1^5;//K6加一计数
sbitK7=P1^6;//K7减一计数
ucharflag,flag1,K5_Num;//flag时间控制与显示的标志位，flag1温度的负号标志位
voidread_ds18b20_rom（void）;//读取DS18B20的64位ROM
voidds18b20_rom_display（void）;//DS18B20ROM显示在LCD1602上
voidds18b20_temperature_display（void）;//温度显示
voidShiZhong_display（void）;//时钟显示
voidKEY_Scan_And_Control（void）;//通过扫描按键的校时函数
externuchartable_rom[8];//存放DS18B20的64位ROM值
externucharshi,fen,miao;//存储时间的三个全局变量
uchardisplay_temperature[4];//存储温度数据
ucharcodetable_number[]=
{
"0123456789ABCDEF"
};
/*显示温度的单位*/
ucharcodetable_tempature_signal[]=
{
0x10,0x06,0x09,0x08,
0x08,0x09,0x06,0x00
};
voidmain（void）
{
lcd1602_init（）;
read_ds18b20_rom（）;
ds18b20_rom_display（）;
TIME0_Init（）;
while
（1）
{
ds18b20_init（）;
display_temperature[0]=ds18b20_read（）;//读取温度低八位
display_temperature[1]=ds18b20_read（）;//读取温度的八位
ds18b20_temperature_display（）;
ShiZhong_display（）;
KEY_Scan_And_Control（）;
}
}
voidread_ds18b20_rom（void）
{
uchartemp;
ds18b20_start（）;
ds18b20_write（0x33）;
for（temp=0;temp<8;temp++）
{
table_rom[temp]=ds18b20_read（）;
}
}
voidds18b20_rom_display（void）
{
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x0e）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[0]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[0]%16]）;
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x0c）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[1]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[1]%16]）;
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x0a）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[2]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[2]%16]）;
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x08）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[3]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[3]%16]）;
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x06）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[4]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[4]%16]）;
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x04）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[5]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[5]%16]）;
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x02）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[6]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[6]%16]）;
lcd1602_write_com（0x80+0x40+0x00）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[7]/16]）;
lcd1602_write_dat（table_number[table_rom[7]%16]）;
}
voidds18b20_temperature_display（void）
{
uchartemp;
if（（display_temperature[1]&0xf8）==0xf8）
{
flag1=1;
display_temperature[1]=~display_temperature[1];
display_temperature[0]=~display_temperature[0];
if（display_temperature[0]==0xff）
{
display_temperature[0]=0;
display_temperature[1]=display_temperature[1]+1;
}
else
{
flag1=0;
display_temperature[0]=display_temperature[0]+1;
}
}
display_temperature[2]=display_temperature[1]*16+display_temperature[0]/16;
display_temperature[3]=display_temperature[0]%16*10/16;
lcd1602_write_com（0x80+0x00）;
lcd1602_write_dat（table_number[display_temperature[2]/100]）;
lcd1602_write_dat（table_number[display_temperature[2]%100/10]）;
lcd1602_write_dat（table_number[display_temperature[2]%10]）;
lcd1602_write_dat（'.'）;
lcd1602_write_dat（table_number[display_temperature[3]]）;
lcd1602_write_com（0x40）;
for（temp=0;temp<8;temp++）
{
lcd1602_write_dat（table_tempature_signal[temp]）;
}
lcd1602_write_com（0x80+0x05）;
lcd1602_write_dat（0x00）;
if（flag1==1）
{
lcd1602_write_com（0x80+0x00）;
lcd1602_write_dat（'-'）;
}
}
voidShiZhong_display（void）
{
if（flag1==0）
{
lcd1602_write_com（0x80+0x0e）;
lcd1602_write_dat（table_number[miao/10]）;
lcd1602_write_dat（table_number[miao%10]）;
lcd1602_
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