数字温度计设计开题报告.docx
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数字温度计设计开题报告
数字温度计设计开题报告
364.1设计要求
●利用温度传感器（DS18B20）测量某一点环境温度.
●测量范围为-50℃～＋50℃，精度为±0.5℃.
●用LED数码管进行实际温度值直读显示.
2.扩展功能
●能够根据需要任意设定温度的上下限报警功能 .
364.2硬件设计
1设计思想
以51单片机为主控制器，以数字式温度传感器DS18B20为传感元件，以LED数码管作为显示器件实时显示测量温度。
数字式温度计测温范围在－50℃～50℃，误差在±0.5℃以内。
温度测量间隔时间选择1 s 。
通过键盘扩展，实现温度上下限值的设定及温度报警功能。
对温度采样值实现数字滤波。
通过硬件或软件方法实现时间显示。
2主要元器件介绍：
单片机AT89C51温度传感器DS18B204位共阳LED数码管
3功能电路介绍
主控制器:
单片机AT89C2051具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要。
显示电路：
显示电路采用4位共阳LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.0～P3.3口来实现，列驱动用9012三极管。
电路图
温度计电路设计原理图如上图所示，温度计的控制器使用单片机AT89C51，温度传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以动态扫描法实现温度显示。
图中有3个独立式按键可以分别调整温度的上下限报警设置，图中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时LED数码管将没有被测温度显示，这时可以调整上下限，从而测出被测的温度值。
364.3软件设计
1设计思想
数字温度计设计的应用程序由主程序，LED显示子程序,温度检测程序组
2软件流程图
3源程序
ds18b20数码管动态显示头文件
*功能：
通过定时器0延时是数码管动态显示
*编程者：
ZPZ
*编程时间：
2009/10/2
**********************************************************************/
#ifndef__ds18b20_display_H__//定义头文件
#define__ds18b20_display_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）
sbitwei1=P2^4;//可位寻址变量定义，用wei1表示P2.4口
sbitwei2=P2^5;//用wei2表示P2.5口
sbitwei3=P2^6;//用wei3表示P2.6口
sbitwei4=P2^7;//用wei4表示P2.7口
ucharnum=0;//定义num为全局无符号字符型变量，赋初值为‘0’
ucharcodetemperature1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//定义显示码表0~9
ucharcodetemperature2[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,
0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};//带小数点的0.~9.
ucharcodetemperature3[]={0x00,0x80,0x40,0x76,0x38};//依次是‘不显示’‘.’‘-’‘H’‘L’
/*****************************延时子函数******************************/
voiddisplay_delay（uintt）//延时1ms左右
{
uinti,j;
for（i=t;i>0;i--）
for（j=120;j>0;j--）;
}
/**************************定时器1初始化函数***************************/
voidtimer1_init（bitt）
{
TMOD=0x10;//设定定时器1工作在方式1，最大定时65.53ms
TH0=0x3c;//定时器赋初值，定时50ms
TL0=0xb0;
EA=1;//开总中断
ET1=1;//开定时器1中断
TR1=t;//局部变量t为1启动定时器1，为0关闭定时器1
}
/**************************定时器1中断函数*****************************/
voidtimer1（）interrupt3
{
TH0=0x3c;//重新赋初值，定时50ms
TL0=0xb0;
num++;//每进入一次定时器中断num加1（每50ms加1一次）
if（num<5）
{s=1;if（w==1）{beer=1;led=1;}else{beer=1;led=1;}}
else//进入4次中断，定时200ms时若报警标志位w为‘1’则启动报警，不为‘1’不启动
//实现间歇性报警功能
{s=0;if（w==1）{beer=0;led=0;}else{beer=1;led=1;}}
if（num>20）//进入20次中断，定时1s
{
num=0;//num归0，重新定开始定时1s
s1=0;//定时1s时间到时自动关闭报警上下限显示功能
v1=1;//定时1s时间到时自动关闭报警上下限查看功能
}
}
/*********************调整报警上下限显示选择函数**********************/
voidselsct_1（ucharf,uchark）//消除百位的0显示，及正负温度的显示选择
{
if（f==0）//若为正温度，百位为0则不显示百位，不为0则显示
{
if（k/100==0）P0=temperature3[0];
elseP0=temperature1[k/100];
}
if（f==1）//若为负温度，若十位为0，百位不显示，否则百位显示‘-’
{
if（k%100/10==0）P0=temperature3[0];
elseP0=temperature3[2];
}
}
voidselsct_2（bitf,uchark）//消除十位的0显示，及正负温度的显示选择
{
if（f==0）//若为正温度，百位十位均为0则不显示十位，否则显示十位
{
if（（k/100==0）&&（k%100/10==0））
P0=temperature3[0];
elseP0=temperature1[k%100/10];
}
if（f==1）//若为负温度，若十位为0，十位不显示，否则十位显示‘-’
{
if（k%100/10==0）P0=temperature3[2];
elseP0=temperature1[k%100/10];
}
}
/****************************主显示函数********************************/
voiddisplay（uchart,uchart_d）//用于实测温度、上限温度的显示
{
uchari;
for（i=0;i<4;i++）//依次从左至右选通数码管显示，实现动态显示
{
switch（i）
{
case0:
//选通第一个数码管
wei2=1;//关第二个数码管
wei3=1;//关第三个数码管
wei4=1;//关第四个数码管
wei1=0;//开第一个数码管
if（a==0）{selsct_1（f,t）;}//若a=0则在第一个数码管上显示测量温度的百位或‘-’
if（a==1）
{
P0=temperature3[3];//若a=1则在第一个数码管上显示‘H’
}
if（a==2）
{
P0=temperature3[4];//若a=2则在第一个数码管上显示‘L’
}
break;
case1:
//选通第二个数码管
wei1=1;
wei3=1;
wei4=1;
wei2=0;
if（a==0）{selsct_2（f,t）;}//若a=0则在第二个数码管上显示测量温度的十位或‘-’
if（a==1）//若a=1则在第二个数码管上显示上限报警温度的百位或‘-’
{
if（s==0）selsct_1（f_max,max）;//若s=0则显示第二个数码管，否则不显示
elseP0=temperature3[0];//通过s标志位的变化实现调节上下限报警温度时数码管的闪烁
if（s1==1）selsct_1（f_max,max）;//若s1=1则显示第二个数码管（s1标志位用于上下限查看时的显示）
}
if（a==2）//若a=2则在第二个数码管上显示下限报警温度的百位或‘-’
{
if（s==0）selsct_1（f_min,min）;
elseP0=temperature3[0];
if（s1==1）selsct_1（f_min,min）;
}
break;
case2:
//选通第三个数码管
wei1=1;
wei2=1;
wei4=1;
wei3=0;
if（a==0）{P0=temperature2[t%10];}//若a=0则在第三个数码管上显示测量温度的个位
if（a==1）//若a=1则在第三个数码管上显示上限报警温度的十位或‘-’
{
if（s==0）selsct_2（f_max,max）;//若s=0则显示第三个数码管，否则不显示
elseP0=temperature3[0];
if（s1==1）selsct_2（f_max,max）;//若s1=1则显示第三个数码管
}
if（a==2）//若a=2则在第三个数码管上显示下限报警温度的十位或‘-’
{
if（s==0）selsct_2（f_min,min）;
elseP0=temperature3[0];
if（s1==1）selsct_2（f_min,min）;
}
break;
case3:
//选通第四个数码管
wei1=1;
wei2=1;
wei3=1;
wei4=0;
if（a==0）{P0=temperature1[t_d];}//若a=0则在第四个数码管上显示测量温度的小数位
if（a==1）//若a=1则在第四个数码管上显示上限报警温度的个位
{
if（s==0）P0=temperature1[max%10];//若s=0则显示第四个数码管，否则不显示
elseP0=temperature3[0];
if（s1==1）P0=temperature1[max%10];//若s1=1则显示第四个数码管
}
if（a==2）//若a=2则在第四个数码管上显示下限报警温度的个位
{
if（s==0）P0=temperature1[min%10];
elseP0=temperature3[0];
if（s1==1）P0=temperature1[min%10];
}
break;
}
display_delay（10）;//每个数码管显示3ms左右
}
}
/****************************开机显示函数******************************/
voiddisplay1（uintz）//用于开机动画的显示
{
uchari,j;
bitf=0;
for（i=0;i{
for（j=0;j<4;j++）//依次从左至右显示‘-’
{
switch（j）
{
case0:
wei2=1;
wei3=1;
wei4=1;
wei1=0;break;
P0=temperature3[2];//第一个数码管显示
case1:
wei1=1;
wei3=1;
wei4=1;
wei2=0;break;
P0=temperature3[2];//第二个数码管显示
case2:
wei1=1;
wei2=1;
wei4=1;
wei3=0;break;
P0=temperature3[2];//第三个数码管显示
case3:
wei1=1;
wei2=1;
wei3=1;
wei4=0;break;
P0=temperature3[2];//第四个数码管显示
}
display_delay（400）;//每个数码管显示200ms左右
}
}
}
#endif
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：
ZPZ
*编程时间：
2009/10/2
*学习交流网站（建设中）2012-5-21
*********************************************************************/
#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（display.h头文件中的函数，ds18b20.h要用应先声明）
#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
{
ucharc=0;
DQ=1;
DQ=0;//控制器向DS18B20发低电平脉冲
ds18b20_delayus（80）;//延时15-80μs
DQ=1;//控制器拉高总线，
while（DQ）;//等待DS18B20拉低总线，在60-240μs之间
ds18b20_delayus（150）;//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;
uchard=0;
DQ=1;//准备读；
for（i=8;i>0;i--）
{
d>>=1;//低位先发；
DQ=0;
_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；
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--）
{
DQ=0;
DQ=d&0x01;
ds18b20_delayus（5）;
DQ=1;
d>>=1;
}
}
/***************************获取温度函数****************************/
voidget_temperature（bitflag）
{
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
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