数字温度计报告

数字温度计实验报告一、实验目的1.通过温度计的设计，了解DS18B20芯片的基本功能和用法，另外更加熟练地运用人眼的视觉暂留效应实现温度的动态显示等。

二、实验要求1．能够实时显示环境温度。

2．能够保存使用时间内的最大值和最小值，能够查阅。

3．有温度报警功能，能够设置报警温度。

用绿灯表示正常温度，红灯表示报警同时发声。

三、实验基本原理DS18B20是美国Dallas公司生产的单总线数字输出型集成温度传感器，能够直接读出被测温度值，并且可根据实际要求通过编程实现9～12位的数字量输出，将温度值转化为9位数字量所需时间为93.75 ms，转化为12位数字量所需时间为750 ms。

测试温度范围为-55～+125，精度可达0.0675℃。

本电路包含了单片机最小系统（包括复位按钮、晶振电路）、单总线接口的温度传感器芯片DS18B20、LED数码管显示电路的设计。

本电路采用8位单片机A T89C51，工作原理图如下页所示：1. AT89S52单片机引脚资源及分配如下：2. 晶振电路:在89S52内部有一个高增益反相放大器，其输入端为引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。

只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚跨接晶体振荡器或在引脚与地之间加接微调电容，形成反馈电路，振荡器即可工作。

振荡电路的工作原理如下图：由于电容的大小影响振荡器震荡的稳定性和起振的快速性，通常选择范围10～30 pF。

当由外部输入时钟信号时，外部信号接入XTAL1端，XTAL2端悬空不用。

对外部信号的占空比没有要求，高低电平持续时间不小于20 ns。

3. 温度传感器的接口：前面已经略微介绍过芯片DS18B20,下面主要介绍其使用方法：（1）引脚分配图如下：GND……地，DQ……数据I/O，VDD……电源（2）软件操作：a、主机先作复位操作b、主机再写跳过ROM的操作（CCH）命令c、然后主机接着写个转换温度的操作命令，后面释放总线至少一秒，让DS18B20完成转换的操作。

整个操作的总线状态如下图:（3）硬件接口：用AT89C52代替AT89S52四、实验要求实现A、电路设计电路的整体框架：电路整体设计：B 、程序设计程序流程图DS18B20输出部分主程序开始定时器初始化储存初始温度实验源程序：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int 存储初始温度键盘扫描按键是否有效NOsbit DQ = P3^3;//数据口define interfacesbit RED=P3^2;//红灯sbit GREEN=P3^1; //绿灯sbit BEEP=P3^7;//蜂鸣器uint temp,num1=0,num,temp_array[20],i,j,k=0,t=0,temp_min,temp_max,warn=330; long int aa=0;unsigned char code table[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};/*************精确延时函数*****************/void keyscan();void delay(unsigned char i){while(--i);}void Delay(){uint x,y;for(x=3;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void timer_init()//定时器初始化{TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;}void Init_Ds18b20(void) //DS18B20初始化{DQ = 1; //DQ复位delay(1); //稍做延时DQ = 0; //单片机拉低总线delay(250); //精确延时，维持至少480usDQ = 1; //释放总线，即拉高了总线delay(100); //此处延时有足够,确保能让DS18B20发出存在脉冲。

}uchar Read_One_Byte() //读取一个字节的数据read a byte date//读数据时,数据以字节的最低有效位先从总线移出{uchar i = 0;uchar dat = 0;for(i=8;i>0;i--){DQ = 0; //将总线拉低，要在1us之后释放总线//单片机要在此下降沿后的15us内读数据才会有效。

_nop_(); //至少维持了1us,表示读时序开始dat >>= 1; //让从总线上读到的位数据，依次从高位移动到低位。

DQ = 1; //释放总线，此后DS18B20会控制总线,把数据传输到总线上delay(1); //延时7us,此处参照推荐的读时序图，尽量把控制器采样时间放到读时序后的15us内的最后部分if(DQ) //控制器进行采样{dat |= 0x80; //若总线为1,即DQ为1,那就把dat的最高位置1;若为0,则不进行处理,保持为0 }delay(10); //此延时不能少，确保读时序的长度60us。

}return (dat);}void Write_One_Byte(uchar dat){uchar i = 0;for(i=8;i>0;i--){DQ = 0; //拉低总线_nop_(); //至少维持了1us,表示写时序(包括写0时序或写1时序)开始DQ = dat&0x01; //从字节的最低位开始传输//指令dat的最低位赋予给总线,必须在拉低总线后的15us内,//因为15us后DS18B20会对总线采样。

delay(10); //必须让写时序持续至少60usDQ = 1; //写完后,必须释放总线,dat >>= 1;delay(1);}}uint Get_Tmp() //获取温度get the temperature{float tt;uchar a,b;Init_Ds18b20(); //初始化Write_One_Byte(0xcc); //忽略ROM指令Write_One_Byte(0x44); //温度转换指令Init_Ds18b20(); //初始化Write_One_Byte(0xcc); //忽略ROM指令Write_One_Byte(0xbe); //读暂存器指令a = Read_One_Byte(); //读取到的第一个字节为温度LSBb = Read_One_Byte(); //读取到的第一个字节为温度MSBtemp = b; //先把高八位有效数据赋于temptemp <<= 8; //把以上8位数据从temp低八位移到高八位temp = temp|a; //两字节合成一个整型变量tt = temp*0.0625; //得到真实十进制温度值//因为DS18B20可以精确到0.0625度//所以读回数据的最低位代表的是0.0625度temp = tt*10+0.5; //放大十倍//这样做的目的将小数点后第一位也转换为可显示数字//同时进行一个四舍五入操作。

return temp;}/****************数码码动态显示函数**************/void Display(uint temp) //显示程序{uchar A1,A2,A3;A1 = temp/100; //百位A2 = temp%100/10; //十位A3 = temp%10; //个位P2=0xef;P0=table[A1];Delay();P2=0xf7;P0=table[A2];Delay();P2=0xf7;P0=0x80;Delay();P2=0xfb;P0=table[A3];Delay();P2=0xfd;P0=0x63;Delay();P2=0xfe;P0=0x39;}void main()//主函数{timer_init();//定时器初始化temp_array[i]=temp;//将刚开始的温度存储起来i=1;while(1){keyscan();//扫描函数if(k==0){num1=Get_Tmp();//获取温度Display(num1);//显示温度if(num1<warn)//小于警戒温度绿灯亮{GREEN=0;//绿灯亮RED=1;BEEP=0;}else//大于警戒温度红灯亮{GREEN=1;RED=0;//红灯亮BEEP=1;//发出警报}}}}void timer0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa++;if(aa==1200){aa=0;temp_array[i]=temp;temp_max=temp_array[0];temp_min=temp_array[0];for(j=0;j<i;j++){if(temp_max<temp_array[j+1])temp_max=temp_array[j+1];//求出时间内的温度最大值if(temp_min>temp_array[j+1])temp_min=temp_array[j+1];//求出时间内的温度最小值}i++;}}void keyscan(){P1=0xfe;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);//消抖动temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xee:num=1;break;case 0xde:num=2;break;case 0xbe:num=3;break;case 0x7e:num=4;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;//松开判断temp=temp&0xf0;}}}if(num==1)//增加警戒温度{warn++;k=1;num=20;}if(num==2)//减小警戒温度{warn--;k=1;num=20;}if(k==1)Display(warn);//显示警戒温度if(num==3){t++;k=1;num=20;if((t%2)==0){Display(temp_max); //显示最高温度Delay();}else{Display(temp_min); //显示最低温度Delay();}}if(num==4)//切换到显示现在的温度{k=0;num=20;}}五、设计心得在这次创新训练之前，虽然已经学习过单片机，但仅仅是了解单片机的内部结构，至于如何用C语言编程、如何外部接线并不知道。