基于51单片机温度检测LCD显示课程设计报告.docx
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基于51单片机温度检测LCD显示课程设计报告
大连民族学院
单片机系统课程设计
题目：
温度计的设计
班级：
电子105
姓名：
赵萌
同组人：
张瑛笛
指导教师：
李绍民
设计日期：
一设计内容及要求
设计内容：
基于单片机的室内温度检测LCD显示
要求：
测量温度55℃—125℃
温度上下限TH:
32℃TL:
16℃
温度报警：
超出温度上下限BEEP报警
二设计方案
测温部分：
采用18B20作为温度传感器，有一个由高低电平触发的且不因掉电而丢失的报警功能。
控制部分：
89S52最小系统
显示部分：
1602液晶显示，模块内的字符发生存储器存储了160个不同的点阵图形，先是方便，同时好可以进行时间的显示。
三硬件系统设计
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S52具有如下特点：
40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
AT89S52引脚图
此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
电源
时钟
晶振原理图
I/O接口
外围电路工作原理及硬件图
四软件系统设计
软件流程框图
系统设计原理：
本次课程设计是基于单片机的数字温度计设计，在开始课程设计的时候我们要理解并掌握对单片机的开发，学会使用KEIL及Proteus等仿真软件。
根据设计任务要求选择好器件，编写好程序运行成功之后进行软件联调，验证系统是否正确。
通过筛选，我们组选用单片机AT89S52作为主控制系统；用1602液晶显示模块芯片作为温度数据显示装置；智能温度传感器采用DS18B20器件作为测温电路主要组成部分。
五仿真调试
（1）KeilC51单片机软件开发系统的整体结构
C51工具包的整体结构，uVision与Ishell分别是C51forWindows和forDos的集成开发环境（IDE），可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。
开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。
然后分别由C51及C51编译器编译生成目标文件（.OBJ）。
目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件（.ABS）。
ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。
（2）使用独立的Keil仿真器时，注意事项
●仿真器标配11.0592MHz的晶振，但用户可以在仿真器上的晶振插孔中换插其他频率的晶振。
●仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片，不复位目标系统。
●仿真芯片的31脚（/EA）已接至高电平，所以仿真时只能使用片内ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插针中的31脚并不与仿真芯片的31脚相连，故该仿真器仍可插入到扩展有外部ROM（其CPU的/EA引脚接至低电平）的目标系统中使用。
●调试结果
●
（3）结果分析
在运行仿真结果时通过改变温度传感器DS18B20的温度，然后调用各种子函数，可以改变液晶显示1602的第二行显示数据，说明程序编写正确。
（4）系统设计电路的特点和方案的优缺点
我们组设计的数字温度计系统知识运用简单的AT89S52芯片的I/O口传输功能，通过几个小的读数据、传递数据、延时子函数实现温度的读取传输功能，是比较简单，容易实现的，所以我们的系统只是实现了一些简单的功能，系统整体来说比较简易，但好像这个温度计没有多大的应用价值，所以我们后续分析觉得这个系统可以加一个温度复位系统提高AT89S52芯片的功能价值，也提高数字温度计的智能价值，还可以增加一个报警子函数，实现智能数字温度计更高的应用价值。
六结论
虽然基本功能已经做好了，但还可以有很多的扩展功能，如串口设计和时钟显示，由于时间有限，但对于单片机的设计还在继续…
参考文献
附录一
程序代码：
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitDQ=P2^2;//定义DS18B20端口DQ
sbitBEEP=P2^3;//蜂鸣器驱动线
bitpresence,flag;
bitcompare_th,compare_tl,alarm_on_off=0,temp_th,temp_tl;
sbitLCD_RS=P3^5;
sbitLCD_RW=P3^6;
sbitLCD_EN=P3^4;
ucharcodecdis1[]={"READ_ROMCORD"};
ucharcodecdis2[]={""};
ucharcodecdis3[]={"DS18B20ERR0R"};
ucharcodecdis4[]={"PLEASECHECK"};
ucharcodecdis5[]={"TEMP:
"};
ucharcodecdis6[]={"TH:
TL:
"};
unsignedchardatatemp_data[2]={0x00,0x00};
unsignedchardatatemp_alarm[2]={0x20,0x10};
unsignedchardatadisplay[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};//温度值显示
unsignedchardatadisplay1[3]={0x00,0x00,0x00};//温度报警值显示
unsignedchardataRomCode[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
unsignedcharcodemytab1[8]={0x0C,0x12,0x12,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00};
#definedelayNOP（）;{_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;};
unsignedcharTemp,temp_comp,timecount,count;
unsignedcharcrc;
voidDisp_Temp_alarm（ucharaddr,ucharnum）;
voidspk（ucharaddr）;
voidset_temp_alarm（）;
voidtemp_compare（）;
voidbeep（）;
/*******************************************************************/
voiddelay1（intms）
{
unsignedchary;
while（ms--）
{
for（y=0;y<250;y++）
{
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
}
}
}
/******************************************************************/
/**/
/*检查LCD忙状态*/
/*lcd_busy为1时，忙，等待。
lcd-busy为0时,闲，可写指令与数据。
*/
/**/
/******************************************************************/
bitlcd_busy（）
{
bitresult;
LCD_RS=0;
LCD_RW=1;
LCD_EN=1;
delayNOP（）;
result=（bit）（P0&0x80）;
LCD_EN=0;
return（result）;
}
/*******************************************************************/
/**/
/*写指令数据到LCD*/
/*RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码。
*/
/**/
/*******************************************************************/
voidlcd_wcmd（ucharcmd）
{
delay1（10）;
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_EN=0;
_nop_（）;
_nop_（）;
P0=cmd;
delayNOP（）;
LCD_EN=1;
delayNOP（）;
LCD_EN=0;
}
/*******************************************************************/
/**/
/*写显示数据到LCD*/
/*RS=H，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=数据。
*/
/**/
/*******************************************************************/
voidlcd_wdat（uchardat）
{
delay1（10）;
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
LCD_EN=0;
P0=dat;
delayNOP（）;
LCD_EN=1;
delayNOP（）;
LCD_EN=0;
}
/*******************************************************************/
/**/
/*自定义字符写入CGRAM*/
/**/
/*******************************************************************/
voidwritetab（）
{
unsignedchari;
lcd_wcmd（0x40）;//写CGRAM
for（i=0;i<8;i++）
lcd_wdat（mytab1[i]）;
for（i=0;i<8;i++）
lcd_wdat（mytab2[i]）;
}
/*******************************************************************/
/**/
/*LCD初始化设定*/
/**/
/*******************************************************************/
voidlcd_init（）
{
delay1（15）;
lcd_wcmd（0x01）;//清除LCD的显示内容
lcd_wcmd（0x38）;//16*2显示，5*7点阵，8位数据
delay1（5）;
lcd_wcmd（0x38）;
delay1（5）;
lcd_wcmd（0x38）;
delay1（5）;
lcd_wcmd（0x0c）;//显示开，关光标
delay1（5）;
lcd_wcmd（0x06）;//移动光标
delay1（5）;
lcd_wcmd（0x01）;//清除LCD的显示内容
delay1（5）;
writetab（）;//自定义字符写入CGRAM
}
/*******************************************************************/
/**/
/*设定显示位置*/
/**/
/*******************************************************************/
voidlcd_pos（ucharpos）
{
lcd_wcmd（pos|0x80）;//数据指针=80+地址变量
}
/*******************************************************************/
/**/
/*us级延时函数*/
/**/
/*******************************************************************/
voidDelay（unsignedintnum）
{
while（--num）;
}
/*******************************************************************/
/**/
/*初始化ds1820*/
/**/
/*******************************************************************/
Init_DS18B20（void）
{
DQ=1;//DQ复位
Delay（8）;//稍做延时
DQ=0;//单片机将DQ拉低
Delay（90）;//精确延时大于480us
DQ=1;//拉高总线
Delay（8）;
presence=DQ;//如果=0则初始化成功=1则初始化失败
Delay（100）;
DQ=1;
return（presence）;//返回信号，0=presence,1=nopresence
}
/*******************************************************************/
/**/
/*读一个字节*/
/**/
/*******************************************************************/
ReadOneChar（void）
{
unsignedchari=0;
unsignedchardat=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DQ=0;//给脉冲信号
dat>>=1;
DQ=1;//给脉冲信号
if（DQ）
dat|=0x80;
Delay（4）;
}
return（dat）;
}
/*******************************************************************/
/**/
/*写一个字节*/
/**/
/*******************************************************************/
WriteOneChar（unsignedchardat）
{
unsignedchari=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DQ=0;
DQ=dat&0x01;
Delay（5）;
DQ=1;
dat>>=1;
}
}
/*******************************************************************/
/**/
/*温度报警值写入DS18B20*/
/**/
/*******************************************************************/
Write_Temperature_alarm（void）
{
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;//跳过读序号列号的操作
WriteOneChar（0x4e）;//将设定的温度报警值写入DS18B20
WriteOneChar（temp_alarm[0]）;//写TH
WriteOneChar（temp_alarm[1]）;//写TL
WriteOneChar（0x7f）;//12位精确度
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;//跳过读序号列号的操作
WriteOneChar（0x48）;//把暂存器里的温度报警值拷贝到EEROM
}
/*******************************************************************/
/**/
/*读取64位序列码*/
/**/
/*******************************************************************/
Read_RomCord（void）
{
unsignedcharj;
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0x33）;//读序列码的操作
for（j=0;j<8;j++）
{
RomCode[j]=ReadOneChar（）;
}
}
/*******************************************************************/
/**/
/*DS18B20的CRC8校验程序*/
/**/
/*******************************************************************/
ucharCRC8（）
{
uchari,x;ucharcrcbuff;
crc=0;
for（x=0;x<8;x++）
{
crcbuff=RomCode[x];
for（i=0;i<8;i++）
{
if（（（crc^crcbuff）&0x01）==0）
crc>>=1;
else{
crc^=0x18;//CRC=X8+X5+X4+1
crc>>=1;
crc|=0x80;
}
crcbuff>>=1;
}
}
returncrc;
}
/*******************************************************************/
/**/
/*数据转换与显示*/
/**/
/*******************************************************************/
Disp_RomCode（ucharH_num）
{
ucharj;
if（H_num==1）
lcd_pos（0x00）;
if（H_num==2）
lcd_pos（0x40）;
for（j=0;j<8;j++）
{
Temp=RomCode[j];
display[0]=（（Temp&0xf0）>>4）;
if（display[0]>9）
{display[0]=display[0]+0x37;}
else{display[0]=display[0]+0x30;}
lcd_wdat（display[0]）;//高位数显示
display[1]=（Temp&0x0f）;
if（display[1]>9）
{display[1]=display[1]+0x37;}
else{display[1]=display[1]+0x30;}
lcd_wdat（display[1]）;//低位数显示
}
}
/*******************************************************************/
/**/
/*读取温度*/
/**/
/*******************************************************************/
Read_Temperature（void）
{
uchari;
TR0=0;//关中断,防止读数错误
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;//跳过读序号列号的操作
WriteOneChar（0x44）;//启动温度转换
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0x55）;//匹配ROM命令
for（i=0;i<8;i++）
WriteOneChar（RomCode[i]）;
WriteOneChar（0xBE）;//读取温度寄存器
temp_data[0]=ReadOneChar（）;//温度低8位
temp_data[1]=ReadOneChar（）;//温度高8位
temp_alarm[0]=ReadOneChar（）;//温度报警TH
temp_alarm[1]=ReadOneChar（）;//温度报警TL
temp_comp=（（temp_data[0]&0xf0）>>4）|（（temp_data[1]&0x0f）<<4）;
//取温度整数值
TR0=1;//开中断
}
/*******************************************************************/
/**/
/*数据转换与温度显示*/
/**/
/**************************************************************
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