单片机设计与制作技术报告
中国矿业大学徐海学院
单片机设计与制作技术报告
姓名：陈冬贤程浩学号： 22080795 22080797 班级：电科08-1
题目：DS18B20温度测量、报警系统
任课教师：胡明
2010 年12月
单片机设计与制作任务书
班级电科08-1 学号22080795 22080797 学生姓名陈冬贤程浩
任务下达日期：10年10 月10 日
设计日期：10 年12 月 1 日至10 年12 月15 日
设计题目：DS18B20温度测量、报警系统
设计主要内容和完成功能：
51单片机AT89S52与温度传感器芯片DS18B20构成测温系统，温度测量范围0~99.9摄氏度，可设置上限报警温度、下限报警温度（即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警），默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃。报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值，最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。
教师签字：
目录
1、系统概述 (4)
2、硬件设计 (5)
3、软件设计 (6)
4、系统调试 (13)
附录 (14)
1、系统概述
温度测量范围0~99.9摄氏度，可设置上限报警温度、下限报警温度（即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警），默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃。
报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值，最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计。DS18B20产品的特点
（1）、只要求一个I/O口即可实现通信。
（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
（4）、测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。
（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
（6）、内部有温度上、下限告警设置。
2、硬件设计
使用51单片机AT89S52，其中P1管脚和P2管脚分配为数码管显示，P3.1 P3.2 P3.3为三个按键，P3.6为DS18B20的I/O管脚、P3.7为蜂鸣器，电源电压VCC为5V，数码管选用四位共阳红色数码管；
DS18B20也可以根据需要用屏蔽电缆引出来。K1为进入/退出设置键；K2为增加键；K3为减少键。
单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1 和XTAL2 两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。电路中，电容器C1 和C2 对振荡频率有微调作用，通常取（30±10）pF。石英晶体选择12MHz 。
电源与地之间连接一个电容，起到稳压作用。复位电路为上电复位。
以下为各部分电路
3、软件设计
DS18B20.c
#include "DS18B20.h"
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define SET P3_1 //定义调整键
#define DEC P3_2 //定义减少键
#define ADD P3_3 //定义增加键
#define BEEP P3_7 //定义蜂鸣器
bit shanshuo_st; //闪烁间隔标志
bit beep_st; //蜂鸣器间隔标志
sbit DIAN = P2^7; //小数点
uchar x=0; //计数器
signed char m; //温度值全局变量
uchar n; //温度值全局变量
uchar set_st=0; //状态标志
signed char shangxian=38; //上限报警温度，默认值为38
signed char xiaxian=5; //下限报警温度，默认值为5
uchar code LEDData[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff}; /*****延时子程序*****/
void Delay(uint num)
{
while( --num );
}
/*****初始化定时器0*****/
void InitTimer(void)
{
TMOD=0x1;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0; //50ms（晶振12M）
}
/*****定时器0中断服务程序*****/
void timer0(void) interrupt 1
{
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
x++;
}
/*****外部中断0服务程序*****/
void int0(void) interrupt 0
{
EX0=0; //关外部中断0
if(DEC==0&&set_st==1)
{
shangxian--;
if(shangxian } else if(DEC==0&&set_st==2) { xiaxian--; if(xiaxian<0)xiaxian=0; } /*****外部中断1服务程序*****/ void int1(void) interrupt 2 { EX1=0; //关外部中断1 if(ADD==0&&set_st==1) { shangxian++; if(shangxian>99)shangxian=99; } else if(ADD==0&&set_st==2) { xiaxian++; if(xiaxian>shangxian)xiaxian=shangxian; } } /*****读取温度*****/ void check_wendu(void) { uint a,b,c; c=ReadTemperature()-5; //获取温度值并减去DS18B20的温漂误差a=c/100; //计算得到十位数字 b=c/10-a*10; //计算得到个位数字 m=c/10; //计算得到整数位 n=c-a*100-b*10; //计算得到小数位 if(m<0){m=0;n=0;} //设置温度显示上限 if(m>99){m=99;n=9;} //设置温度显示上限 } /*****显示开机初始化等待画面*****/ Disp_init() { P2 = 0xbf; //显示- P1 = 0xf7; Delay(200); P1 = 0xfb; Delay(200); P1 = 0xfd; Delay(200); P1 = 0xfe; Delay(200); P1 = 0xff; //关闭显示 /*****显示温度子程序*****/ Disp_Temperature() //显示温度 { P2 =0xc6; //显示C P1 = 0xf7; Delay(300); P2 =LEDData[n]; //显示个位 P1 = 0xfb; Delay(300); P2 =LEDData[m%10]; //显示十位 DIAN = 0; //显示小数点 P1 = 0xfd; Delay(300); P2 =LEDData[m/10]; //显示百位 P1 = 0xfe; Delay(300); P1 = 0xff; //关闭显示 } /*****显示报警温度子程序*****/ Disp_alarm(uchar baojing) { P2 =0xc6; //显示C P1 = 0xf7; Delay(200); P2 =LEDData[baojing%10]; //显示十位 P1 = 0xfb; Delay(200); P2 =LEDData[baojing/10]; //显示百位 P1 = 0xfd; Delay(200); if(set_st==1)P2 =0x89; else if(set_st==2)P2 =0xc7; //上限H、下限L标示 P1 = 0xfe; Delay(200); P1 = 0xff; //关闭显示 } /*****报警子程序*****/ void Alarm() { if(x>=10){beep_st=~beep_st;x=0;} if((m>=shangxian&&beep_st==1)||(m } /*****主函数*****/ void main(void) { uint z; InitTimer(); //初始化定时器 EA=1; //全局中断开关 TR0=1; ET0=1; //开启定时器0 IT0=1; IT1=1; check_wendu(); check_wendu(); for(z=0;z<300;z++) { Disp_init(); } while(1) { if(SET==0) { Delay(2000); do{}while(SET==0); set_st++;x=0;shanshuo_st=1; if(set_st>2)set_st=0; } if(set_st==0) { EX0=0; //关闭外部中断0 EX1=0; //关闭外部中断1 check_wendu(); Disp_Temperature(); Alarm(); //报警检测 } else if(set_st==1) { BEEP=1; //关闭蜂鸣器 EX0=1; //开启外部中断0 EX1=1; //开启外部中断1 if(x>=10){shanshuo_st=~shanshuo_st;x=0;} if(shanshuo_st) {Disp_alarm(shangxian);} else if(set_st==2) { BEEP=1; //关闭蜂鸣器 EX0=1; //开启外部中断0 EX1=1; //开启外部中断1 if(x>=10){shanshuo_st=~shanshuo_st;x=0;} if(shanshuo_st) {Disp_alarm(xiaxian);} } } } /*****END*****/ DS18B20.h： #define DQ P3_6 //定义DS18B20总线I/O /*****延时子程序*****/ void Delay_DS18B20(int num) { while(num--) ; } /*****初始化DS18B20*****/ void Init_DS18B20(void) { unsigned char x=0; DQ = 1; //DQ复位 Delay_DS18B20(8); //稍做延时 DQ = 0; //单片机将DQ拉低 Delay_DS18B20(80); //精确延时，大于480us DQ = 1; //拉高总线 Delay_DS18B20(14); x = DQ; //稍做延时后，如果x=0则初始化成功，x=1则初始化失败Delay_DS18B20(20); } /*****读一个字节*****/ unsigned char 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; if(DQ) dat|=0x80; Delay_DS18B20(4); } return(dat); } /*****写一个字节*****/ void WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0; for (i=8; i>0; i--) { DQ = 0; DQ = dat&0x01; Delay_DS18B20(5); DQ = 1; dat>>=1; } } /*****读取温度*****/ unsigned int ReadTemperature(void) { unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned int t=0; float tt=0; 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(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器 a=ReadOneChar(); //读低8位 b=ReadOneChar(); //读高8位 t=b; t<<=8; t=t|a; tt=t*0.0625; t= tt*10+0.5; //放大10倍输出并四舍五入return(t); } 4、系统调试 系统的调试和运行，先将编好的程序写成原程序文件，然后经过汇编后生成目标文件，下载到单片机里进行硬件调试。 （1）系统启动后，数码管显示当前室内温度。 （2）按下K1，启动设置。数码管开始闪动，可以按K2或K3来进行报警上下限温度调试。 （3）设置一个上限温度，当温度达到时，蜂鸣器报警。当温度恢复到上限值以下时，蜂鸣器停止报警。 附录系统硬件电路图：Protues仿真 实物作品: