ds18b20+lcm1602溫度顯示報警系統

ID:568565 · 發表于 2019-6-25 08:28

前兩天做了一個ds18b20+lcm1602溫度顯示報警系統，將報告及源代碼分享給大家學習，有什么問題還請指正

一、單片機簡介
二、項目任務和要求
三、項目設計方案的總體設計框圖
3.1硬件電路框圖
3.2硬件電路概述
3.3主控電路
3.4顯示電路
3.5報警溫度調節電路
1、蜂鳴器
2、跑馬燈
3.6溫度傳感器及DS18B20測溫基本原理
3.7單片機硬件連接實物圖
四、系統軟件算法設計
五、總結與體會

附錄
參考文獻

單片機簡介
1.實驗系統簡介
本次課設單片機實驗系統采用nKDE-51 單片機實驗系統，nKDE-51 單片機實驗教學系統采用模塊化設計，以方便學生自由組合功能，設計實驗。整個實驗系統包括六個功能模塊，分別為CPU板、基本IO板、模擬總線接口IO口、擴展總線接口IO板，字符點陣LCD/大容量 flash/GPRS 模塊板和uart/以太網及電話接口拓展板。本次課設需要CPU板，lcm1602模塊，溫度傳感器模塊，流水燈模塊、蜂鳴器模塊以及數碼管模塊，所以該實驗板完全滿足課設的需要，具體用的各部分圖如下：

CPU板部分如圖：

IO口板部分和模擬總線部分板如下圖

2.系統資源及功能簡介
(1) 單片機端口的引出
MCS-51 系列單片機共有 4 個獨立的 8 位并行 I/O 端口分別為 P0、P1、P2 和 P3在 CPU板上各通過兩個8 芯單排插針引出，可通過杜邦插座連接到其它模塊或器件。
(2) CPU 工作頻率的選擇
nKDE-51 系統提供了四種常用的晶振頻率分別是 11.0592MHz、12MHz、18.432MHz 和
22.1184MHz。用戶可通過跳線JP1 和 JP2來選擇系統晶振的頻率。如果用戶還需要其它的晶振頻率，本系統預留了一個焊接晶振的位置X5可供使用。
(3) CPU 工作模式的選擇
MCS-51 單片機的工作方式可分為端口工作方式不擴展總線和擴展總線模式。在擴展總線模式單片機的P0口通過ALE信號控制外部地址鎖存器復用為地址總線低8位地址和數據總線，P2口提供高8位地址，同時P3.6和P3.7作為W R和R D信號。而當單片機工作在端口方式下時P0~P3的每一位都可以作為獨立的端口引腳使用。在 nKDE-51 系統中當實驗中不使用擴展總線時，單片機的端口可通過表 1-1 所列出的插座引出。如果單片機實驗需要使用擴展總線用戶可使用系統提供的 40 芯連接電纜將J9和JX1連接起來。此時 P0、P2 和 P3.6、P3.7 等引腳已作為系統總線使用，不要再將它們用作普通的 I/O。JX2 和 JX3 的各引腳和 JX1 的對應引腳相連可以通過它們將總線連接到其它模塊上。
單片機的ISP及串行口
電路連接nKDE-51系統使用 STC 公司的STC 12C5A60S2 作為 CPU。該 CPU 兼容標準51內核自帶 64K字節的 Flash 程序存儲器支持通過串行口進行在系統編程ISP以及程序調試單片機的串行口通過雙向自鎖開關 SW2 選擇連接到 9 芯孔型插座 COM1 RS232 接口用于和計算機通信進行 ISP 或程序調試或者連接到 J4、J8 及 J9用于進行 I/O 端口及 RS485 通信等實驗.計算機必須通過實驗系統提供的9 芯串口延長電纜和 COM1 相連。當SW2 彈起時單片機的串行口連接到 COM1 , 當 SW2 按下時單片機串行口連接到 J4、J8 及J9。

項目任務及要求
1. 單片機P0.0和DS18B20的數據端相連；(實驗八)
2. 編寫單片機通過IO端口模擬單總線時序控制DS18B20的程序，讀出溫度；(實驗八)
3. 在1602字符點陣液晶顯示模塊上顯示實測溫度（實驗七）
4.蜂鳴器報警功能；（+5）
5.串口顯示功能；（+5）
6.發光二極管流水燈報警功能，隨著溫度超過警戒值范圍改變，流水燈的速率進行改變。（+5）
7.計數器功能記錄超過警戒值的次數，單個或者八位數碼管顯示計數。（+5）
1-3為基本功能部分，4-6為增加功能部分
創新部分：比如：音樂播放實現聲音報警等。

三、項目設計方案的總體設計框圖

3.1硬件電路框圖

3.2硬件電路概述
單片機P0.0和DS18B20的數據端相連,在1602字符點陣液晶顯示模塊上顯示實測溫度，P0.7和蜂鳴器相連，P0其余口接LED1-6。

3.3主控電路
主控電路主要使用 STC 公司的STC 12C5A60S2作為 CPU，控制整個系統的工作。

3.4顯示電路
LCD顯示器是一種用液晶材料制成的液晶顯示器，它具有體積小、功耗低、字跡清晰、無電磁輻射、壽命長等優點，1602 字符點陣式LCM共有兩個顯示行，每行可顯示16個字符，為最常用的一種字符式LCM，顯示控制器為HD44780，通過HD44100進行規模的擴展。

3.5報警溫度調節電路
1、蜂鳴器
當溫度超過30度時，蜂鳴器會發出間隔的報警聲響。

2、跑馬燈

在30度以上時，跑馬燈會常亮，28-30度時會隨著溫度的升高而加快。

3.6溫度傳感器及DS18B20測溫基本原理
DS18B20 數字溫度傳感器提供9位（二進制）溫度讀數指示器件的溫度數據經單線接口和CPU交互，因此CPU和DS18B20之間只需一條信號線和地址線即可進行通信。

原理圖如下：

   3.7單片機硬件連接實物圖

四、系統軟件算法設計

主程序 main.c
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
#include <stdio.h>
#include "lcm16x2p.h"
#include "DS18B20.h"
#define OSC 11059200          //晶振頻率
#define BAUDRATE 9600 //波特率
#define LCM_DB P2
sbit BUZ_CON = P0^7;
sbit LED =P0;
sbit LCM_BLC=P1^3;

void main(void)
{
   unsigned char ucTH,ucTL,Ticks;          //中斷程序
   unsigned int i;
   unsigned char tmph,tmpl;
   Temp t;
   unsigned char strTemp[8]; //顯示到屏幕的溫度數據
   LCM_BLC = 0;                   //開背光
   TMOD = 0x21;                //選擇方式2作為波特率發生
   SCON = 0x50;                //串口方式1，允許中斷
   PCON |= 0x80;                //SMOD=1
   TL1 = 256 -(OSC/12/16/BAUDRATE);
   TH1 = 256 -(OSC/12/16/BAUDRATE);
   TR1 = 1;                               //啟動定時器
   TI = 1;                                  //TI有效
//檢測DS18B20溫度傳感器是否存在并復位傳感器
   if(DSReset())
         printf("\r\Temp sensor ResetOK!");
   else  printf("\r\Temp Sensor Notready!");
while(1){
      DSReset();                            //復位傳感器
      Delay(12);
      DSWriteByte(SkipROM);                //跳讀省時
      DSWriteByte(StartConvert);          //溫度轉換
      for(i=0;i<40000;i++);
      DSReset();
      Delay(12);
      DSWriteByte(SkipROM);
      DSWriteByte(ReadMemory); //讀RAM程序
      tmpl = DSReadByte();
      tmph = DSReadByte();
      printf("\r\nTemperature code HI=%02bX,LO=%02bX ",tmph,tmpl);
      DSReadTemp(&t);
//準備輸出到顯示屏的數據
      strTemp[0]=t.z/10+0x30;    //十位
      strTemp[1]=t.z%10+0x30;    //個位
      strTemp[2]='.';          //小數點
      strTemp[3]=t.x/1000+0x30; //十分位
      strTemp[4]=(t.x/100)%10+0x30; //百分位
  strTemp[5]=(t.x/10)%10+0x30;//千分位
  strTemp[6]=t.x%10+0x30;          //萬分位
      strTemp[7]='C';
            if(t.z>=30)
            printf("\nWarning!!!Temperature= %d.%04d ",t.z,t.x) ;  //大于30度溫度警告
            else
      printf("\r\nTemperature = %d.%04d",t.z,t.x);

//小于26度LED燈全亮
   if(t.z<26)
   {
            P0=0x00;
            }
            else
            {
            P0=0xff;                   //燈滅
            }

//大于28度流水燈循環（慢）
            if(t.z>=28)
   {

            BUZ_CON=1;
            P0=0xfd;
            LCMDelay(60);
            P0=0xfb;
            LCMDelay(60);
            P0=0xf7;
            LCMDelay(60);
            P0=0xdf;
            LCMDelay(60);
//大于29度流水燈循環（快）
            if(t.z>=29)
         {

            P0=0xfd;
            LCMDelay(10);
            P0=0xfb;
            LCMDelay(10);
            P0=0xf7;
            LCMDelay(10);
            P0=0xdf;
            LCMDelay(10);
            P0=0xbf;
            LCMDelay(10);
         }
//大于30度燈全亮。蜂鳴器響
            if(t.z>=30)
            {
               BUZ_CON=0;
   LCMDelay(100);
               P0=0x00;

            }
   }
         else{
            BUZ_CON=1;
            }
//初始化
      EA = 0;  //  停止所有中斷
      Ticks = 0;
      ucTH =(65536-OSC/12/20)/256; //  計算 50ms 定時的時間常數
      ucTL =(65536-OSC/12/20)%256;
      TMOD = 0x21; // T0：模式 1，16 位定時器
      TH0 = ucTH;
      TL0 = ucTL;
      ET0 = 1; // T0 允許中斷
      TR0 = 1; //  啟動定時器
      EA = 1; //  打開總中斷允許
//輸出數據到顯示屏
      LCMInit();                      //初始化LCM顯示器
      LCMClear();                   //清屏
            if(t.z>=30){
            LCMDisplayString(0,0,"TempWarning!!!"); //大于29度警告
            LCMDisplayString(1,0,"Temp:");
            LCMDisplayString(1,6,strTemp);
            }
            else{
   LCMDisplayString(0,0,"Temperature:");
   LCMDisplayString(1,0,strTemp);
            }
      //閃爍（刷新）
      for(i = 0; i < 16;i++)
         LCMBlink(0,i,BLINK);
      for(i = 0; i < 16;i++)
         LCMBlink(1,i,BLINK);
}
}

子程序ds18b20.h文件
#ifndef __DS18B20H__
#define __DS18B20H__
#define ReadROM 0x33
#define MatchROM 0x55
#define ReadMemory 0xBE
#define SkipROM 0xCC
#define SearchROM 0xF0
#define StartConvert 0x44 //變換指令
typedef struct{
int z;  //整數部分
int x;  //小數部分
}Temp;
extern unsigned char ucTH,ucTL,Ticks; //外部引用
void Delay(unsigned int);
bit DSReset(void);
void DSWriteByte(char);
unsigned char DSReadByte(void);
void DSReadTemp(Temp *t);
#endif

ds18b20.c文件
#include "DS18B20.h"
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
sbit DQ = P0^0;
/*
Delay
通過循環計時
參數：int，表示要延時的毫秒數
*/
void Delay(unsigned int i)
{       i=i*12;
while(i--);
}
/*
DSReset
復位DS18B20并返回是否存在
*/
bit DSReset(void)
{
bit x;
DQ = 1;
Delay(8);
DQ = 0;       // 主機拉低總線
Delay(80);       // 延時約 500 個機器周期
DQ = 1;             //  主機釋放總線
Delay(8);             //  延時 60 個機器周期
x = DQ;
Delay(20);
if(x == 0)
   return 1;
else return 0;
}
/*
DSWriteByte
向 DS18820  寫入一個字節
*/
void DSWriteByte(unsigned char c)
{
unsigned char ic;
   for( ic = 0; ic < 8;ic++ )
   {
         DQ = 0;             //主機拉低總線，開始寫位
         DQ = c&0x01;
      Delay(5);          //延時60個機器周期
      DQ = 1;                      //釋放總線
      c >>= 1;
   }
}
/*
DSReadByte
從溫度傳感器讀出一個字節
返回：讀出的字節
*/
unsigned char DSReadByte(void)
{
unsigned char c,ic;
c = 0;
for(ic = 0; ic < 8;ic++)
   {
      DQ = 0;
      c >>= 1;             //右移
      DQ = 1;
      if(DQ )
         c |= 0x80;
      Delay(4);
}
return c;
}
/*
DSReadTemp
讀出溫度
參數：溫度（由整數和小數部分構成）
*/
void DSReadTemp(Temp *t)
{
unsigned char tmpl,tmph;
   DSReset();
Delay(12);
   DSWriteByte(SkipROM);
   DSWriteByte(StartConvert);
   DSReset();
   Delay(12);
   DSWriteByte(SkipROM);
   DSWriteByte(ReadMemory);
   tmpl = DSReadByte();
   tmph = DSReadByte();
   t->z =(int)((tmph&0x07)<<4 | (tmpl&0xf0)>>4);
   t->x =(int)((tmpl&0x0f)*625);
}
/*
T0ISR
50ms中斷服務程序
*/
void T0ISR(void) interrupt 1
{
   unsigned char ucTH,ucTL,Ticks;
   TH0 = ucTH;
   TL0 = ucTL;
   TR0 = 1;
   Ticks ++;
   if(Ticks == 20)
   {
Ticks = 0;
   }
}

      lcm16x2p.h文件
#ifndef LCM16X2_H
#define LCM16X2_H
#define BUSYFLAG 0x80
#define BLINK 0X01
#define NOBLINE 0X00
unsigned char LCMReadState(void);
void LCMDelay(int);
void LCMWriteData(unsigned char);
void LCMWriteCmd(unsigned char);
void LCMClear(void);
void LCMInit(void);
void LCMGotoXY(unsigned char,unsigned char);
void LCMDisplay(unsigned char,unsigned char,unsigned char);
void LCMDisplayString(unsigned char,unsigned char,unsigned char*);
void LCMBlink(unsigned char,unsigned char,unsigned char);
#endif
      llcm16x2p.c文件
#include <reg51.h>
  #include <intrins.h>
  #include "LCM16X2P.H"
  #define LCM_DB P2
  sbit LCM_RS = P1^0;
  sbit LCM_RW = P1^1;
  sbit LCM_E = P1^2;
  sbit LCM_BLC = P1^3;
  unsigned int data DelayConst = 140;

  // 延時程序
  void LCMDelay  (int ms)
  {
  unsigned int i,cnt;
  cnt = DelayConst * ms*12;
  for(i=0;i<cnt;i++);
  }

  //查詢LCM忙的標志
  unsigned char LCMReadState(void)
  {
  unsigned char state;
LCM_E = 0;
LCM_RS = 0;
LCM_RW = 1;
LCM_E = 1;
_nop_();
_nop_();
state = LCM_DB;
LCM_E = 0;
return state;

  }

  //clear  qingpin
  void LCMClear(void)
  {
  LCMDelay(12);
LCM_E = 0;
LCM_RS = 0;
LCM_RW = 0;
LCM_DB =       0x01;
LCM_E = 1;
_nop_();
_nop_();
LCM_E = 0;
LCMDelay(12);

  }
  //writecmd xierukongzhizi
void LCMWriteCmd(unsigned char cmd)
  {
  LCMDelay(1);
LCM_E = 0;
LCM_RS = 0;
LCM_RW = 0;
LCM_DB =       cmd;
LCM_E = 1;
_nop_();
_nop_();
LCM_E = 0;
  }

  //write data xierushuju
  void LCMWriteData(unsigned char dc)
  {
  while (LCMReadState()&BUSYFLAG);
LCM_RS = 1;
LCM_RW = 0;
LCM_DB =       dc;
LCM_E = 1;
_nop_();
_nop_();
LCM_E = 0;

  }
  // init  chushihua
  void LCMInit(void)
  {
  LCMDelay(720);
  LCMWriteCmd(0x38);
  LCMDelay(60);
  LCMWriteCmd(0x38);
  LCMDelay(12);
  LCMWriteCmd(0x38);
  while(LCMReadState()&BUSYFLAG);
  LCMWriteCmd(0x08);
  while(LCMReadState()&BUSYFLAG);
  LCMWriteCmd(0x01);
  while(LCMReadState()&BUSYFLAG);
  LCMWriteCmd(0x06);
  while(LCMReadState()&BUSYFLAG);
  LCMWriteCmd(0x0e);
  while(LCMReadState()&BUSYFLAG);

  }

  //gotoxy  yidongguangbiaodao x hang  y  lie

  void LCMGotoXY(unsigned char x, unsigned char y)
  {
  unsigned char cmd;
  if(x==0)
  {
  cmd = 0x80|y;
  }
  else
  {
  cmd =0x80 | 0x40 |y ;

  }
  LCMWriteCmd(cmd);
  while(LCMReadState() & BUSYFLAG);

  }

  //LCMDISPLAYchar zhidingweizhixianshizifu
  void LCMDisplayChar(unsigned char x, unsigned char y,unsigned char ch)
  {
  LCMGotoXY(x,y);
  LCMWriteData(ch);
  }

  //xianshizifuchan
  void LCMDisplayString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char* str)
  {
  unsigned char ptr;
  ptr=0;
  while (*(str+ptr)!=0)
  {
  LCMDisplayChar(x,(y+ptr),*(str+ptr));
  ptr++;
  }
  }

  //LCMBLINK zifushanshuo

  void LCMBlink(unsigned char x,unsigned char y, unsigned char cmd)
  {
  LCMGotoXY(x,y);
  if(cmd == BLINK)
  {
  LCMWriteCmd(0x0d);
  }
  else
  {
  LCMWriteCmd(0x0c);

  }
  }

  五、總結與體會
經過一周的學習與努力，溫度顯示系統的設計終于完成了，真正的學到了東西。學習了單片機這門，感覺是有點難。也不明白整個學習過程是怎樣過來得，但是時間不等人。但是在學習中，我才發現學習單片機不僅僅僅需要軟件的知識，還需要硬件的知識。沒有相應的硬件知識，我連單片機怎樣和電腦相連都不明白，我為我當初的想法感到羞愧。單片機是一門很好的學問，需要我去鉆研它。一轉眼，一個學期又進尾聲了，本學期的單片機綜合設計也在一周內完成了。
　　說起設計，我認為最重要的就是做好設計的預習，認真的研究老師給的題目，其次，老師對實驗的講解要一絲不茍的去聽去想，因為只有都明白了，做起設計就會事半功倍，如果沒弄明白，就迷迷糊糊的去做設計，到頭來一點收獲也沒有。最后，要重視程序的模塊化，修改的方便，也要注重程序的調試，掌握其方法。在享受我們成果之時，不得不感慨單片機的重要性與高難度性，所以為期一周的單片機設計沒有浪費我我們學到了很多知識，也讓我對單片機有了更深一步的了解，雖然最后結果是出來了，可這與老師的精心指導是分不開的她引導我們的思路，本來一竅不通的我經過老師的點撥基本上通了，所以老師是功不可沒的。總而言之，單片機設計對于我有很大的幫忙，我從中受益匪淺。

ID:664223 · 發表于 2019-12-15 12:40

老哥硬件電路框圖能發我一下嗎？

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊

久久久久久久999_99精品久久精品一区二区爱城_成人欧美一区二区三区在线播放_国产精品日本一区二区不卡视频_国产午夜视频_欧美精品在线观看免费

ds18b20+lcm1602溫度顯示報警系統