基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序及详细注释.docx
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基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序及详细注释
基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)
电路实物图如下图所示:
C语言程序如下所示:
/********************************************************************
zicreate
-----------------------------Copyright(C)--------------------------
*程序名;基于DS18B20的测温系统
*功能:
实时测量温度,超过上下限报警,报警温度可手动调整。
K1是用来
*进入上下限调节模式的,当按一下K1进入上限调节模式,再按一下进入下限
*调节模式。
在正常模式下,按一下K2进入查看上限温度模式,显示1s左右自动
*退出;按一下K3进入查看下限温度模式,显示1s左右自动退出;按一下K4消除
*按键音,再按一下启动按键音。
在调节上下限温度模式下,K2是实现加1功能,
*K1是实现减1功能,K3是用来设定上下限温度正负的。
*编程者:
Jason
*编程时间:
2009/10/2
*********************************************************************/
#include//将AT89X52.h头文件包含到主程序
#include//将intrins.h头文件包含到主程序(调用其中的_nop_()空操作函数延时)
#defineuintunsignedint//变量类型宏定义,用uint表示无符号整形(16位)
#defineucharunsignedchar//变量类型宏定义,用uchar表示无符号字符型(8位)
ucharmax=0x00,min=0x00;//max是上限报警温度,min是下限报警温度
bits=0;//s是调整上下限温度时温度闪烁的标志位,s=0不显示200ms,s=1显示1s左右
bits1=0;//s1标志位用于上下限查看时的显示
voiddisplay1(uintz);//声明display1()函数
#include"ds18b20.h"//将ds18b20.h头文件包含到主程序
#include"keyscan.h"//将keyscan.h头文件包含到主程序
#include"display.h"//将display.h头文件包含到主程序
/***********************主函数************************/
voidmain()
{
beer=1;//关闭蜂鸣器
led=1;//关闭LED灯
timer1_init(0);//初始化定时器1(未启动定时器1)
get_temperature
(1);//首次启动DS18B20获取温度(DS18B20上点后自动将EEPROM中的上下限温度复制到TH和TL寄存器)
while
(1)//主循环
{
keyscan();//按键扫面函数
get_temperature(0);//获取温度函数
keyscan();//按键扫面函数
display(temp,temp_d*0.625);//显示函数
alarm();//报警函数
keyscan();//按键扫面函数
}
}
/********************************************************************
*程序名;__ds18b20_h__
*功能:
DS18B20的c51编程头文件
*编程者:
ZPZ
*编程时间:
2009/10/2
*说明:
用到的全局变量是:
无符号字符型变量temp(测得的温度整数部分),temp_d
*(测得的温度小数部分),标志位f(测量温度的标志位‘0’表示“正温度”‘1’表
*示“负温度”),标志位f_max(上限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表
*示“负温度”),标志位f_min(下限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表
*示“负温度”),标志位w(报警标志位‘1’启动报警‘0’关闭报警)。
*********************************************************************/
#ifndef__ds18b20_h__//定义头文件
#define__ds18b20_h__
#defineuintunsignedint//变量类型宏定义,用uint表示无符号整形(16位)
#defineucharunsignedchar//变量类型宏定义,用uchar表示无符号字符型(8位)
sbitDQ=P2^3;//可位寻址变量定义,用DQ表示P2.3口
sbitbeer=P1^0;//用beer表示P1.0
sbitled=P1^1;//用led表示P1.1
uchartemp=0;//测量温度的整数部分
uchartemp_d=0;//测量温度的小数部
bitf=0;//测量温度的标志位,0’表示“正温度”‘1’表示“负温度”)
bitf_max=0;//上限温度的标志位‘0’表示“正温度”‘1’表示“负温度”)
bitf_min=0;//下限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表示“负温度”)
bitw=0;//报警标志位‘1’启动报警‘0’关闭报警)
/*****************************延时子函数******************************/
voidds18b20_delayus(uintt)//延时几μs
{while(t--);}
voidds18b20_delayms(uintt)//延时1ms左右
{uinti,j;for(i=t;i>0;i--)for(j=120;j>0;j--);}
/**************************ds18b20初始化函数*************************/
voidds18b20_init()//DS18B20初始化
{
DQ=1;//拉高数据线
DQ=0;//控制器向DS18B20发低电平脉冲
ds18b20_delayus(30);//延时480μs左右
DQ=1;//控制器拉高总线,
while(DQ);//等待DS18B20拉低总线
ds18b20_delayus(20);//延时,等待上拉电阻拉高总线
DQ=1;//拉高数据线,准备数据传输;
}
/***************************ds18b20字节读函数************************/
uchards18b20_read()//DS18B20字节读取
{
uchari;//定义一个局部变量i(局部变量只在本函数中有效)
uchard=0;//定义一个局部变量d
DQ=1;//准备读;
for(i=8;i>0;i--)//一位一位的读,循环8次
{
d>>=1;//d左移一位,低位先发;
DQ=0;
_nop_();_nop_();_nop_();
DQ=1;//必须写1,否则读出来的将是不预期的数据;
if(DQ)//在12us处读取数据,送给d的最高位
d|=0x80;
ds18b20_delayus(10);
}returnd;//返回读取的值
}
/*************************ds18b20字节写函数**************************/
voidds18b20_write(uchard)//ds18b20字节写
{
uchari;
for(i=8;i>0;i--)//一位一位的写
{DQ=0;
_nop_();_nop_();_nop_();DQ=d&0x01;//写数据
ds18b20_delayus(5);DQ=1;d>>=1;
}
}
/***************************获取温度函数****************************/
voidget_temperature(bitf)
{
uchara=0,b=0,c=0,d=0;
uinti;
ds18b20_init();//DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc);//向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0x44);//写启动DS18B20进行温度转换命令,转换结果存入内部RAM
if(f==1)
{//首次启动DS18B20进行温度转换需要500ms,若转换时间不够就出错,读出的是85度的错误值。
display1
(1);//用开机动画耗时
}
else
ds18b20_delayms
(1);
ds18b20_init();//DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc);//向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0xbe);//写读内部RAM中9字节的内容命令
a=ds18b20_read();//读内部RAM(LSB)
b=ds18b20_read();//读内部RAM(MSB)
if(f==1)//局部位变量f=1时读上下线报警温度
{
max=ds18b20_read();//读内部RAM(TH)
min=ds18b20_read();//读内部RAM(Tl)
}
if((max&0x80)==0x80)//若读取的上限温度的最高位(符号位)为‘1’表明是负温度
{f_max=1;max=(max-0x80);}//将上限温度符号标志位置‘1’表示负温度,将上限温度装换成无符号数。
if((min&0x80)==0x80)//若读取的下限温度的最高位(符号位)为‘1’表明是负温度
{f_min=1;min=(min-0x80);}//将下限温度符号标志位置‘1’表示负温度,将下限温度装换成无符号数。
i=b;i>>=4;
if(i==0)
{
f=0;//i为0,表示读取的温度是正温度,设立正温度标记
temp=((a>>4)|(b<<4));//整数部分
a=(a&0x0f);
temp_d=a;//小数部分
}
else
{
f=1;//i为1,表示读取的温度是负温度,设立负温度标记
a=~a+1;//负数的小数部分取反加1
b=~b;//负数的整数部分取反
temp=((a>>4)|(b<<4));//整数部分
a=(a&0x0f);//小数部分
temp_d=a;
}
}
/*************************存储极限温度函数***************************/
voidstore_t()
{
if(f_max==1)//若上限温度为负,将上限温度转换成有符号数(最高1是负,0是正)
max=max+0x80;
if(f_min==1)//若下限温度为负,将上限温度转换成有符号数
min=min+0x80;
ds18b20_init();//DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc);//向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0x4e);//向DS18B20发写字节至暂存器2和3(TH和TL)命令
ds18b20_write(max);//向暂存器TH(上限温度暂存器)写温度
ds18b20_write(min);//向暂存器TL(下限温度暂存器)写温度
ds18b20_write(0xff);//向配置寄存器写命令,进行温度值分辨率设置
ds18b20_init();//DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc);//向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0x48);//向DS18B20发将RAM中2、3字节的内容写入EEPROM
}//DS18B20上电后会自动将EEPROM中的上下限温度拷贝到TH、TL暂存器
/**************************温度超限报警函数*************************/
voidalarm()
{//若上限值是正值
if(f_max==0)
{
if(f_min==0)//若下限值是正值
{
if(f==0)//若测量值是正值
{
if((temp+temp_d*0.0625)<=min||(temp+temp_d*0.0625)>=max)
{w=1;TR1=1;}//当测量值小于最小值或大于最大值时报警
if((temp+temp_d*0.0625)min)
{w=0;}//当测量值大于最小值且小于最大值时不报警
}if(f==1){w=1;TR1=1;}//若测量值是负值时报警
}
if(f_min==1)//若下限值是负值
{if(f==0)//若测量值是正值
{
if((temp+temp_d*0.0625)>=max)//当测量值大于最大值时报警
{w=1;TR1=1;}
if((temp+temp_d*0.0625){w=0;}
}
if(f==1)//若测量值是负值
{if((temp+temp_d*0.0625)>=min)//当测量值大于最小值时报警
{w=1;TR1=1;}
if((temp+temp_d*0.0625){w=0;}
}
}
}
if(f_max==1)//若下限值是负值
{if(f_min==1)//若下限值是负值
{if(f==1)//若测量值是负值
{
if((temp+temp_d*0.0625)<=max||(temp+temp_d*0.0625)>=min)
{w=1;TR1=1;}//当测量值小于最大值或大于最小值时报警
if((temp+temp_d*0.0625)max)
{w=0;}//当测量值小于最小值且大于最大值时不报警
}
if(f==0){w=1;TR1=1;}//若测量值是正值时报警
}
}
}
#endif
/**********************************************************************
*程序名;__keyscan_H__
*功能:
ds18b20键盘头文件,通过键盘设定设定上下限报警温度
*编程者:
ZPZ
*编程时间:
2009/10/2
**********************************************************************/
#ifndef__keyscan_H__//定义头文件
#define__keyscan_H__
sbitkey1=P2^2;//可位寻址变量定义,用key1表示P2.2口
sbitkey2=P2^1;//用key2表示P2.1口
sbitkey3=P2^0;//用key3表示P2.0口
sbitkey4=P3^3;//用key4表示P3.3口
uchari=0;//定义全局变量i用于不同功能模式的选择,‘0’正常模式,‘1’上限调节模式,‘2’下限调节模式
uchara=0;//定义全局变量a用于不同模式下数码管显示的选择
bitk4=0;//K4按键双功能选择位,k4=0时K4按键选择消按键音的功能,k4=1时K4按键选择正负温度设定功能
bitv=0;//K2、K3按键双功能选择位,v=0时选择上下限查看功能,v=1时选择上下限温度加减功能
bitv1=0;//v1=1时定时1250ms时间到自动关闭报警上下限查看功能
bitv2=0;//消按键音功能调整位,为‘0’时开按键音,为‘1’时关按键音
/***************************读键盘延时子函数**************************/
voidkeyscan_delay(uintz)//延时1ms左右
{
uinti,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=120;j>0;j--);
}
/****************************温度调节函数******************************/
inttemp_change(intcount,bitf)//上下限温度调整
{
if(key2==0)//判断K2是否按下
{if(v2==0)beer=0;//v2=0开按键音,否则消按键音
keyscan_delay(10);//延时10ms
if(key2==0)//再次判断K2是否按下(实现按按键时消抖)
{
beer=1;//K2按下关按键音
if(f==0)//若温度为正
{
count++;//每按一下K2温度上调1
if(a==1){if(count>125)count=125;}//当温度值大于125时不上调
if(a==2){if(count>125)count=125;}
}
if(f!
=0)//若温度为负
{
count++;//每按一下K2温度下调1
if(a==1){if(count>55)count=55;}//当温度值小于-55时不再下调
if(a==2){if(count>55)count=55;}
}
}
while(key2==0);keyscan_delay(10);//K2松开按键时消抖
}
if(key3==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(10);
if(key3==0)//K3按按键时消抖
{
beer=1;
count--;//每按一下K3温度为正时下调1,为负时上调1
if(a==1){if(count<0)count=0;}//当温度值达到0时不再调
if(a==2){if(count<0)count=0;}
}
while(key3==0);keyscan_delay(10);//K3松开按键时消抖
}
returncount;
}
/*****************************读键盘函数******************************/
voidkeyscan()
{if(key1==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(10);
if(key1==0)//K1按按键时消抖
{
beer=1;
TR1=1;//开定时器1,通过s标志位的变化,实现在上下限温度调整时温度显示时闪烁的功能
k4=1;//在上下温度调节功能模式下选择K4的调整上下限温度正负的功能
v=1;//在上下温度调节功能模式下选择K2、K3的温度加减功能
i++;//K1按一下i加1,i=‘0’进入正常模式,i=‘1’进入调上限模式,i=‘2’进入调下限模式
if(i>2)//K1按下三次后退出调节模式
{
i=0;//进入正常模式
TR1=0;//关定时器1
k4=0;//在正常模式下选择K4的消按键音功能
v=0;//在正常模式下选择K2、K3的查看上下限报警温度功能
store_t();//存储调整后的上下限报警温度
}
switch(i)//显示选择
{
case0:
a=0;break;//a=0选择显示测得的温度
case1:
a=1;break;//a=1选择显示上限温度
case2:
a=2;break;//a=2选择显示下限温度
default:
break;
}
}
while(key1==0);//K1松按键时消抖
keyscan_delay(10);
}
if(a==1&&v==1)//a=1选择显示上限温度且v=1时选择上下限温度加功能
{led=0;max=temp_change(max,f_max);}//显示上限温度
elseif(a==2&&v==1)//a=2选择显示下限温度且v=1时选择上下限温度减功能
{led=1;min=temp_change(min,f_min);}
else;
if(k4==1)//k4=1时K4按键选择正负温度设定功能
{
if(key4==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(5);
if(key4==0)
{beer=1;
if(a==1)
{if(max>55)f_max=0;elsef_max=~f_max;}//当温度大于55度时,只