简易数字温度计设计.docx

1、简易数字温度计设计摘要：本系统利用单片机AT89C52采用程序设计方法来测试温度，还可以通过两个按键设置温度报警上限，当测试温度超过设定的温度上限时，蜂鸣器器就会报警且绿灯关闭，红灯点亮；当温度低于上限时蜂鸣器关闭且红灯关闭，绿灯点亮。并通过液晶屏1602显示其测试温度以及设置的上限温度。 关键词：STC89C52、LCD1602、DS18B20简易数字温度计设计系统设计1.1设计任务设计一数字温度测量系统，能自动实现实际温度的测量与显示。1.2设计要求1.2.1基本功能（1）测温范围-30+120。（2）测量误差在0.5之内。（3）能正常显示测量的温度。1.2.2扩展功能（1）增加温控功能，

2、并可修改设置温控的上下限。（2）增加温控报警功能。2系统方案论证 本系统主要由主控模块、显示模块、按键模块、蜂鸣器模块、LED模块、传感器模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。2.1主控模块的论证与选择 方案一：AT89C52单片机是一种高性能8位单片微型计算机。内核本身具有丰富的指令集，足够实现本次作品的全部基本功能和部分拓展功能，相比Atmega16我们对AT89C52更为熟悉，且芯片价格较低，性价比高。 方案二：采用ATmega16芯片作为主控芯片。由于对芯片的不熟悉，导致如果想要实现温度计全部基本功能和部分拓展功能，较为困难。综上所述，选择方案一。2.2显示模块的论证与选择 方案一：

3、采用LCD1602显示。LCD1602相对便宜，虽然其本身不能显示中文，但是温度计只需显示数字和一些英文，符合这次设计要求。 方案二：采用LCD12864显示。LCD12864屏幕显示细腻直观，且可以显示中文，但是相对昂贵。 综上所述，选择方案一。2.3按键模块的论证与选择 方案一：采用4X4矩阵按键。尽管按键一目了然，但连线复杂，扫描过程烦琐，会耗费大量的系统资源。 方案二：独立按键，我们只使用了两个按键来调节上限，大大节省了系统硬件资源，便于系统扩展。 综上所述，选择方案二。3系统理论分析与计算3.1 DS18B20的理论分析与计算DS18B20 通过编程，可以实现最高 12 位的温度存储

4、值，在寄存器中，以补码的格式存储，如图1所示。图1 DS18B20 温度数据格式寄存器一共 2 个字节，LSB 是低字节，MSB 是高字节，其中 MSb 是字节的高位，LSb 是字节的低位。大家可以看出来，二进制数字，每一位代表的温度的含义，都表示出来了。其中 S表示的是符号位，低 11 位都是 2 的幂，用来表示最终的温度。DS18B20 的温度测量范围是从-55 度到+125 度，而温度数据的表现形式，有正负温度，寄存器中每个数字如同卡尺的刻度一样分布，如图 2所示。图2 DS18B20 温度值二进制数字最低位变化 1，代表温度变化 0.0625 度的映射关系。当 0 度的时候，那就是0x

5、0000，当温度 125 度的时候，对应十六进制是 0x07D0，当温度是零下 55 度的时候，对应的数字是 0xFC90。反过来说，当数字是 0x0001 的时候，那温度就是 0.0625 度了。 4电路与程序设计4.1电路的设计4.1.1系统总体框图系统总体框图如图3所示图3 系统总体框图4.1.2控制按键&LED电路 按下S1能增加温度报警上限，按下S2能减少温度报警上限。测试温度低于上限时，绿灯LED1亮。当温度超过设定的上限时，红灯LED2亮。图4 控制按键&LED4.1.3蜂鸣器电路 当测试温度超过设定温度时，蜂鸣器开启；当测试温度低于设定温度时，蜂鸣器关闭。蜂鸣器电流相对较大，因

6、此需要用三极管驱动，并且加了一个 1K欧的电阻作为限流电阻。此外还加了一个 D1二极管，这个二极管叫做续流二极管。图5 蜂鸣器电路4.1.4显示电路显示电路使用LCD1602,第一行显示”Temperature”第二行显示测试温度和温度上限，两者中间显示一个”或”。RP1为上拉排阻。图6 显示电路4.1.5传感器电路图7 传感器电路4.1.6总体电路图8 整体电路4.1.7电源 使用5V直流电源。4.2程序的设计4.2.1程序功能描述（1）能够测试-30+120的温度。（2）按下S1能增加温度报警上限，按下S2能减少温度报警上限。（3）测试温度低于上限时，绿灯亮，蜂鸣器关闭。当温度超过设定的上

7、限时，红灯亮且蜂鸣器响起。4.2.2程序流程图图9 程序流程图5测试方案与测试数据5.1测试方案5.1.1软件仿真测试用Proteus 7.5软件画出电路图，模拟硬件对程序进行调试。5.1.2硬件软件联调将编写的单片机C语言程序下载到实际硬件中，进行硬件软件联调。5.2 测试条件与仪器测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。测试仪器：数字示波器，数字万用表。5.3 测试结果系统上电运行后，LCD能正常显示测试温度且绿灯点亮，测试温度每秒更新。按下S1能使报警温度上限 +1，按下S2能使报警温度上限-1。当测试温度超过上限温度时，绿灯关闭

8、，红灯点亮且蜂鸣器开启；当测试温度低于上限温度时，红灯关闭，绿灯点亮且蜂鸣器关闭。6 总结本系统以单片机STC89C52芯片为核心部件，利用LCD1602、独立按键、蜂鸣器、DS18B20并配合C语言算法实现了简易数字温度计设计，完成此次设计题目中的全部基本功能和部分拓展功能。在系统设计过程中，力求硬件线路简单，充分发挥软件编程方便灵活的特点，来满足系统设计要求。在本次设计的过程中，遇到了许多突发事件和困难，设计制作曾一度止步不前，但通过仔细分析和调整后解决了一个又一个的问题。在整个过程中我们深刻的体会到团队精神的重要性，并提高了自己解决问题的能力。附录 主要源程序main程序:#includ

9、e sbit KEY1 = P10; / 上调报警温度sbit KEY2 = P11; / 下调报警温度sbit LED1 = P12; / 正常时绿灯亮sbit LED2 = P13; / 报警时红灯亮sbit BUZZ = P16;bit enBuzz = 0; /蜂鸣器使能标志bit flag1s = 0; /1s定时标志unsigned int warnT = 30; /报警温度值unsigned char T0RH = 0; /T0重载值的高字节unsigned char T0RL = 0; /T0重载值的低字节void ConfigTimer0(unsigned int ms);

10、unsigned char IntToString(unsigned char *str, int dat);extern bit Start18B20();extern bit Get18B20Temp(int *temp);extern void InitLcd1602();extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);extern void LcdWriteCmd(unsigned char cmd);void main() bit res; bit backup = 1; int

11、 temp; /读取到的当前温度值 int intT, decT; /温度值的整数和小数部分 unsigned char len,len1; unsigned char str12,str112; EA = 1; /开总中断 P1 = 0XF3; ConfigTimer0(1); /T0定时1ms Start18B20(); /启动DS18B20 InitLcd1602(); /初始化液晶 while (1) if (flag1s) /每秒更新一次温度 flag1s = 0; res = Get18B20Temp(&temp); /读取当前温度 if (res) /读取成功时，刷新当前温度显示

12、 intT = temp 4; /分离出温度值整数部分 decT = temp & 0xF; /分离出温度值小数部分 len = IntToString(str, intT); /整数部分转换为字符串 len1 = IntToString(str1, warnT); /报警温度转换为字符串 strlen+ = .; /添加小数点 decT = (decT*10) / 16; /二进制的小数部分转换为1/位十进制位 strlen+ = decT + 0; /十进制小数位再转换为/ASCII字符 strlen+ = 0xdf; /添加字符串“” strlen+ = C; strlen+ = ; s

13、trlen = 0; /添加字符串结束符 str1len1+ = 0xdf; /添加字符串“” str1len1+ = C; str1len1 = 0; /添加字符串结束符 if (intT warnT) /超过报警温度时执行报警 enBuzz = 0; /关闭蜂鸣器 LcdWriteCmd(0x01); /清屏 LcdShowStr(2, 0, Temperature); /显示第一行 LcdShowStr(2, 1, str); /显示实时温度 LcdShowStr(9, 1, ); LcdShowStr(12, 1, str1); /显示报警温度 else /读取失败时，提示错误信息 LcdShowStr(4, 1, error!); Start18B20(); /重新启动下一次转换 /* 按键动作函数 */void KeyAction () if (KEY1 = 0) KEY1 = 1; warnT+; else if (KEY2 = 0) KEY2 = 1; warnT-; /*