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

电源

时钟

晶振原理图

AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system

programmable)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ISP Flash 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，8k Bytes Flash 片内程序存储器，256 bytes 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。

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

五 仿真调试

（1）Keil C51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C51 for Windows 和for Dos 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

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。

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

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit DQ = P2^2; //定义DS18B20端口DQ

sbit BEEP=P2^3 ; //蜂鸣器驱动线

bit presence,flag;

bit compare_th,compare_tl,alarm_on_off=0,temp_th,temp_tl;

sbit LCD_RS = P3^5;

sbit LCD_RW = P3^6;

sbit LCD_EN = P3^4;

uchar code cdis1[ ] = {" READ_ROMCORD "};

uchar code cdis2[ ] = {" "};

uchar code cdis3[ ] = {" DS18B20 ERR0R "};

uchar code cdis4[ ] = {" PLEASE CHECK "};

uchar code cdis5[ ] = {" TEMP: "};

uchar code cdis6[ ] = {"TH: TL: "};

unsigned char data temp_data[2] = {0x00,0x00};

unsigned char data temp_alarm[2] = {0x20,0x10};

unsigned char data display[5] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //温度值显示

unsigned char data display1[3] = {0x00,0x00,0x00}; //温度报警值显示unsigned char data RomCode[8] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; unsigned char code mytab1[8] = {0x0C,0x12,0x12,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00};

#define delayNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};

unsigned char Temp,temp_comp,timecount,count;

unsigned char crc;

void Disp_Temp_alarm(uchar addr,uchar num);

void spk(uchar addr);

void set_temp_alarm();

void temp_compare();

void beep();

/*******************************************************************/ void delay1(int ms)

{

unsigned char y;

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。*/ /* */ /******************************************************************/ bit lcd_busy()

{

bit result;

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。*/ /* */ /*******************************************************************/ void lcd_wcmd(uchar cmd)

{

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。*/ /* */ /*******************************************************************/ void lcd_wdat(uchar dat)

{

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 */

/* */ /*******************************************************************/ void writetab()

{

unsigned char i;

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*/

/* */ /*******************************************************************/ void lcd_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*/ /* */ /*******************************************************************/ void lcd_pos(uchar pos)

{

lcd_wcmd(pos | 0x80); //数据指针=80+地址变量

}

/*******************************************************************/ /* */ /*us级延时函数*/ /* */ /*******************************************************************/ void Delay(unsigned int num)

{

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= no presence

}

/*******************************************************************/ /* */ /* 读一个字节*/ /* */ /*******************************************************************/ ReadOneChar(void)

{

unsigned char i = 0;

unsigned char dat = 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(unsigned char dat)

{

unsigned char i = 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)

{

unsigned char j;

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*/

/* */

/*******************************************************************/ uchar CRC8()

{

uchar i,x; uchar crcbuff;

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;

}

}

return crc;

}

/*******************************************************************/ /* */ /* 数据转换与显示*/ /* */ /*******************************************************************/ Disp_RomCode(uchar H_num)

{

uchar j;

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)

{

uchar i;

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*/ /* */ /*******************************************************************/ Disp_Temperature()

{

uchar s=0;

if(temp_data[1]>127) //温度为负值

{

temp_data[0]=(~temp_data[0])+1; //取反加一，将补码变成原码

if((~temp_data[0])>=0xff)

temp_data[1]=(~temp_data[1])+1;

else temp_data[1]=~temp_data[1];

s=1;

}

display[4]=temp_data[0]&0x0f;

display[0]=(display[4]*10/16)+0x30;

display[4]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((temp_data[1]&0x0f)<<4);

display[3]=display[4]/100+0x30;

display[1]=display[4]%100;

display[2]=display[1]/10+0x30;

display[1]=display[1]%10+0x30;

if(display[3]==0x30) //高位为0，不显示

{

display[3]=0x20;

if(display[2]==0x30) //次高位为0，不显示

display[2]=0x20;

}

if(s)

display[3]=0x2d; //显示负号

lcd_pos(0x07);

lcd_wdat(display[3]); //百位数显示

lcd_wdat(display[2]); //十位数显示

lcd_wdat(display[1]); //个位数显示

lcd_wdat('.');

lcd_wdat(display[0]); //小数位数显示

lcd_wdat(0x00); //显示自定义字符

lcd_wdat('C'); //显示C

}

/*******************************************************************/ /* */ /* 蜂鸣器响一声*/ /* */ /*******************************************************************/ void beep()

{

unsigned char y;

for (y=0;y<100;y++)

{

Delay(70);

BEEP=!BEEP; //BEEP取反

}

BEEP=1; //关闭蜂鸣器

Delay(25000);

}

/*******************************************************************/ /* */ /* ROMCORD 显示菜单*/

/* */ /*******************************************************************/ void RomCode_Menu ()

{

uchar m;

lcd_init(); //初始化LCD

lcd_pos(0); //设置显示位置为第一行

for(m=0;m<16;m++) //显示字符

lcd_wdat(cdis1[m]);

Read_RomCord(); //读取64位序列码

CRC8(); //CRC效验

if(crc==0) //CRC效验正确

{

Disp_RomCode(2); //显示64位序列码

}

}

/*******************************************************************/ /* */ /* DS18B20 ERROR 显示菜单*/

/* */ /*******************************************************************/ void Error_Menu ()

{

uchar m;

lcd_init(); //初始化LCD

lcd_pos(0); //设置显示位置为第一行的第1个字符

for(m=0;m<16;m++)

lcd_wdat(cdis3[m]); //显示字符

lcd_pos(0x40); //设置显示位置为第二行第1个字符

for(m=0;m<16;m++)

lcd_wdat(cdis4[m]); //显示字符

}

/*******************************************************************/ /* */ /* DS18B20 正常显示菜单*/ /* */ /*******************************************************************/ void Natural_Menu ()

{

uchar m;

lcd_init(); //初始化LCD

lcd_pos(0); //设置显示位置为第一行的第1个字符

for(m=0;m<16;m++)

lcd_wdat(cdis5[m]); //显示字符

lcd_pos(0x40); //设置显示位置为第二行第1个字符

for(m=0;m<16;m++)

lcd_wdat(cdis6[m]); //显示字符

Read_Temperature();

Disp_Temp_alarm(0x43,0); //显示TH值

Disp_Temp_alarm(0x4b,1); //显示TL值

Disp_Temperature(); //显示实时温度值

}

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

// 显示报警温度

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

void Disp_Temp_alarm(uchar addr,uchar num)

{ //0=TH,1=TL

display1[2]=temp_alarm[num]/100+0x30;

display1[0]=temp_alarm[num]%100;

display1[1]=display1[0]/10+0x30;

display1[0]=display1[0]%10+0x30;

if(display1[2]==0x30) //高位为0，不显示

{

display1[2]=0x20;

if(display1[1]==0x30) //次高位为0，不显示

display1[1]=0x20;

}

lcd_pos(addr);

lcd_wdat(display1[2]); //百位数显示

lcd_wdat(display1[1]); //十位数显示

lcd_wdat(display1[0]); //个位数显示

}

/**********************************************************/ // Time0中断函数

/**********************************************************/ void Time0(void) interrupt 1 using 0

{

TH0=0x4c; //50ms定时

TL0=0x00;

timecount++;

if(timecount>9)

{

timecount=0;

flag=~flag;

}

}

/*********************************************************/ // 温度比较函数

/*********************************************************/ void temp_compare()

{

if(temp_comp >= temp_alarm[0]) //比较TH 值

{

compare_th=1;

}

else compare_th=0;

if(temp_comp < temp_alarm[1]) //比较TL 值

{

compare_tl=1;

}

else compare_tl=0;

if(compare_th)

{

spk(0x46); //小喇叭闪动

if(!alarm_on_off) //静音选择

beep();

count=temp_alarm[0];

}

else

{

lcd_pos(0x46);

lcd_wdat(0x20);

}

if(compare_tl)

{

spk(0x4e); //小喇叭闪动

if(!alarm_on_off) //静音选择

beep();

count=temp_alarm[1];

}

else

{

lcd_pos(0x4e);

lcd_wdat(0x20);

}

}

/*******************************************************************/ /* */ /* 主函数*/ /* */ /*******************************************************************/ void main()

{