基于AVR单片机的多点温度监测系统

微处理器课程设计

实验报告

姓名 XXXXXXX

班级电子1001

学号 XXXXXXXXXXXX

一、实验目的与要求：

1、要求熟悉AVR单片机的软硬件开发平台。

2、要求熟练掌握单片机I/O口，中断系统，定时计数器，AD转换，串行接口以及串行总线资源的综合应用。

3、培养学生的工程实践素质和创新能力。

4、复杂设计巩固所学知识。

二、实验内容：

题目9 多点温度监测系统

1、利用DS18B20温度传感器实现温度测量，可以对多点温度进行实时测量。

2、对测量精度进行测试与分析。

三、实验原理：

(1) DS18B20简介：

数字温度传感器DS1820,可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。

(2) DS18B20的主要特性：

适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。

独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

支持多点组网功能，实现组网多点测温。

在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内

温度范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃

可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。

在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。

测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。

负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

(3)ICCA VR环境下的全部代码：

File文件夹下的DS18B20.c代码

#include

#include

#include

#include "delay.h"

#define uchar unsigned char

#define BAUDRATE 9600

#define F_CPU 8000000 //8M晶振

unsigned int temp=0;

/*-----------------------------------------------------------------

函数名称:void init_1820()

函数功能: 18b20的复位

参数:

返回值:

-----------------------------------------------------------------*/

void init_1820(void)

{

DDRC|=(1<

PORTC|=(1<

PORTC&=~(1<

delay_us(500); //延时480us以上

PORTC|=(1<

DDRC&=~(1<

delay_us(60); //延时15~60us

while(PINC&(1<

delay_us(80);

DDRC|=(1<

PORTC|=(1<

delay_us(80); //60~240us

}

/*-----------------------------------------------------------------

函数名称:void write_1820(unsigned char x)

函数功能: 写18B20温度

参数: x

返回值:

-----------------------------------------------------------------*/

void write_1820(unsigned char x) //下降沿写数据{

unsigned char m;

//SET_DQ;

for(m=0;m<8;m++)

{

PORTC&=~(1<

if(x&(1<

PORTC|=(1<

else

PORTC&=~(1<

delay_us(40); //延时15~60us

PORTC|=(1<

delay_us(1);//连续写两位数据的间隔要大于1us

}

PORTC|=(1<

}

/*-----------------------------------------------------------------

函数名称:unsigned char read_1820(void)

函数功能: 读取18B20温度

参数:

返回值: count

-----------------------------------------------------------------*/

unsigned char read_1820(void) //上升沿读数据

{

unsigned char temp=0,k,n;

for(n=0;n<8;n++)

{

PORTC&=~(1<

delay_us(1); //保持1us

PORTC|=(1<

DDRC&=~(1<

k=PINC&(1<

delay_us(1);

if(k) //判断数据极性

temp|=(1<

else

temp&=~(1<

delay_us(60); //延时60~120us

DDRC|=(1<

return (temp); //返回读出的数据

}

/*-----------------------------------------------------------------

函数名称:unsigned int Read_1820_temperature(void)

函数功能: 读取18B20温度，计算

参数:

返回值: count

-----------------------------------------------------------------*/

unsigned int Read_1820_temperature(void)

{

unsigned int count;

unsigned char temh,teml;

init_1820(); //复位18b20

write_1820(0xCC); //跳过ROM

write_1820(0x44); //发出温度转换命令

delay_ms(750);

init_1820();

write_1820(0xCC); //发出读命令

write_1820(0xBE);

teml=read_1820(); //读数据

temh=read_1820();

//count=temh<<8+teml;

//count=count*0.0625;

count=(temh*256+teml)*6.25; //计算具体温度return count; //返回温度数据}

/*----------------------------------------------------------------- 函数名称:void port_init(void)

函数功能: 端口初始化

参数:

返回值: 无

-----------------------------------------------------------------*/ void port_init(void)

{

PORTA=0xFF;

DDRA=0X00;

PORTB=0XFF;

DDRA=0X00;

PORTC=0XFF;

DDRC=0X00;

PORTD=0XFF;

DDRD=0X00;

}

/**************************************

液晶显示程序

**************************************/

void write_com(uchar com)

{

PORTD&=~BIT(3);

PORTD&=~BIT(4);

PORTB=com;

PORTD|=BIT(6);

delay_ms(5);

PORTD&=~BIT(6);

}

void write_dat(uchar dat)

{

PORTD|=BIT(3);

PORTD&=~BIT(4);

PORTB=dat;

PORTD|=BIT(6);

delay_ms(5);

PORTD&=~BIT(6);

}

/*----------------------------------------------------------------- 函数名称:main

函数功能: main

参数:

返回值: 无

-----------------------------------------------------------------*/ void main(void)

{

port_init();

delay_ms(50);

CLI();

DDRB=0XFF;

DDRD|=BIT(3)|BIT(4)|BIT(6);

PORTD&=~BIT(6);

write_com(0X38);

delay_ms(10);

write_com(0X01);

delay_ms(10);

write_com(0X0C);

delay_ms(10);

write_com(0X06);

delay_ms(10);

write_com(0X80+0X00);

delay_ms(10);

while(1)

{

write_dat('T');

write_dat('e');

write_dat('m');

write_dat('p');

write_dat(':');

temp=Read_1820_temperature( ); //读取温度

write_dat((temp%10000)/1000+0x30);

write_dat((temp%1000)/100+0x30 );

write_dat( 0x2E );

write_dat((temp%100)/10+0x30);

write_dat(temp%10+0x30);

write_dat('℃' );

write_dat('Ｃ' );

write_com(0X80+0X00);

delay_ms(2000);

}

}

Headers文件夹下的delay.h代码

#ifndef __delay_H__

#define __delay_H__

void delay_1us(void)

{

asm("nop");

}

void delay_1ms(void)

{

unsigned int i;

for(i=1142;i>0;i--)

;

}

void delay_1s(void)

{

unsigned int i;

for(i=250;i>0;i--) //250ms*4=1000ms delay_1ms();

for(i=250;i>0;i--)

delay_1ms();

for(i=250;i>0;i--)

delay_1ms();

for(i=250;i>0;i--)

delay_1ms();

}

void delay_us(unsigned int n)

{

unsigned int i;

for(i=n;i>0;i--)

delay_1us();

}

void delay_ms(unsigned int n)

{

unsigned int i;

for(i=n;i>0;i--)

delay_1ms();

}

#endif

四、实验结果（电路图、仿真波形以及说明）：

液晶上显示：“Temp:xx.xx。C”

XX.XX是一个时时变化的数字，随着ＤＳ１８Ｂ２０周围环境的温度变化而变化。

五、本次实验体会与总结：

回顾起此次单片机课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整三天的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考

的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，对单片机用到的语言掌握得不好，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，还好在老师和同学耐心的帮助下，最终都迎逆而解。非常感谢给与我帮助的所有人！