(完整)基于51单片机的数字温度计设计

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基于51单片机的数字温度计设计一．课题选择随着时代的发展，控制智能化，仪器小型化，功耗微量化得到广泛关注。

单片机控制系统无疑在这方面起到了举足轻重的作用。

单片机的应用系统设计业已成为新的技术热点，其中数字温度计就是一个典型的例子,它可广泛应用与生产生活的各个方面，具有巨大的市场前景。

二．设计目的1.理解掌握51单片机的功能和实际应用。

2.掌握仿真开发软件的使用。

3.掌握数字式温度计电路的设计、组装与调试方法。

三．实验要求1.以51系列单片机为核心器件，组成一个数字式温度计.2.采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。

3.温度显示采用4位LED数码管显示，三位整数，一位小数。

四．设计思路1.根据设计要求，选择STC89C51RC单片机为核心器件。

2.温度检测采用DS18B20数字式温度传感器。

与单片机的接口为P3。

6引脚.3.采用usb数据线连接充电宝供电,接电后由按钮开关控制电路供电。

硬件电路设计总体框图为图1：五．系统的硬件构成及功能1.主控制器单片机STC89C51RC具有低电压供电和体积小等特点，有40个引脚，其仿真图像如下图所示:2.显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。

LED数码管在仿真软件中如下图所示：3.温度传感器DS18B20是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。

DS18B20的性能特点如下：1.独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯.2.简单的多点分布应用.3.无需外部器件.4.可通过数据线供电.5.零待机功耗。

6.测温范围—55~+125摄氏度。

其电路图如下图所示:在仿真软件中如下图所示：DS18B20的测温原理图如下图所示:在正常测温情况下,DS18B20的测温分辨力为0.5摄氏度，可采用下述方法获得高分辨率的温度测量结果。

：首先用DS18B20提供的读暂存器指令(BEH)读出以0。

5摄氏度为分辨率的温度测量结果,然后切去测量结果中的最低有效位（LSB），得到所测实际温度的整数部分Tz，然后再利用BEH指令取计数器1的计数剩余值Cs和每度计数值CD。

考虑到DS18B20测量温度的整数部分以0.25、0.75摄氏度为进位界限的关系，实际温度Ts可以用下式计算：Ts=(Tz-0.25)+（CD-Cs)/CD六．系统整体硬件电路根据设计要求与设计思路，硬件电路设计框图如下图所示，在仿真软件Proteus上完成，其中LED数码管以动态扫描法实现温度显示,由四个PNP型晶体管Q2，Q3，Q4，Q5和8个电阻组成。

基极与单片机的P1。

0，P1.1，P1。

2连接,DS18B20的数据I/O端与单片机P3。

6引脚连接。

外部晶振为12MHZ。

七．系统程序设计数字式温度计的应用程序主要包括主程序，温度检测程序，温度转换程序，LED显示程序等.其思路如下图所示：八．测量及其结果分析1.Proteus仿真结果软件方面，在Proteus编译下进行，源程序编译及仿真调试。

在软件中选定传感器后可对其进行环境温度设置，如下图，将环境温度设为34。

9.2.硬件测试结果在硬件测试方面，检查电路板及焊接的质量情况,在焊接无误后通电检查LED显示器.其中成品图如图所示：通电后,室温下LED的示数如图所示九．设计心得体会本次实验对我们组来说是一次难得的经历,首先是第一次接触了仿真软件Proteus，在使用时经历了很多次失败，因为这款软件与以前使用过的软件有很大不同，使用时不停出错，接线时由于原件放置不合理而接的杂乱无章，输入源程序时还算顺利，显示结果比较满意。

其次是程序设计,我们在参考别人成功先例的基础上根据自己设计的需要进行编程，其中经历了不少曲折,最后我的收获是编程一定要细心，针对每一个细节，稍有疏忽程序就不能正常运行。

在这次的实践与学习中，尽管期间困难重重,但我们还是从中学习了不少新的知识和技能，也体会到了经历失败最终成功的喜悦。

总之，通过这次电工电子综合设计，我收获了很多，我希望自己在今后的各项研究工作中也坚持这种精神。

十．附录源程序＃include〈reg52。

h〉＃include 〈intrins.h>＃define uchar unsigned char＃define uint unsigned intsbit DATA = P1^1; //DS18B20接入口uchar code table[］={0x3f，0x06,0x5b,0x4f,0x66，0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f，0x77，0x7c，0x39，0x5e,0x79，0x71};//共阴极字型码int temp；//温度值int ss; //中间的一个变量int dd;int j;uchar data b;//定时器中断次数uchar data buf[4］;//字型显示中间变量int alarmH=320; //默认报警值int alarmL=100；//定义开关的接入口sbit k1=P2^5；//+sbit k2=P2^6；//—sbit k3=P2^7;//确认sbit k4=P2^4； //切换sbit bell=P1^0; //蜂鸣器sbit HLight=P1^2; //正温指示灯sbit LLight=P1^3； //负温度指示灯sbit warn=P1^4；//报警指示灯sbit Red=P1^6; //温度上限设置指示灯sbit Green=P1^7； //温度下限设置指示灯bit set=0; //初始化bit Flag=0； //设置标志int n;//函数的声明区void key_to1（）;void key_to2(）;void delay（uint）；void key()；void Show(）;//函数的定义区/＊延时子函数*/void delay（uint num）{while(num—-) ；}//DS18b20温度传感器所需函数，分为初始化,读写字节，读取温度4个函数Init_DS18B20(void) //传感器初始化{uchar x=0；DATA = 1； //DQ复位delay(10)；//稍做延时DATA = 0； //单片机将DQ拉低delay（80）; //精确延时大于 480us //450DATA = 1; //拉高总线delay（20）;x=DATA；//稍做延时后如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败delay（30）;｝ReadOneChar（void) //读一个字节｛uchar i=0;uchar dat = 0;for （i=8;i〉0；i-—)｛DATA = 0； // 给脉冲信号dat〉>=1;DATA = 1； // 给脉冲信号if（DATA）dat｜=0x80;delay（8);｝return（dat）；｝WriteOneChar(unsigned char dat) //写一个字节｛uchar i=0；for (i=8； i〉0； i-—）｛DATA = 0；DATA = dat＆0x01；delay(10）;DATA = 1；dat>>=1；｝delay(8);}int ReadTemperature（void) //读取温度{uchar a=0；uchar b=0；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)； //读取温度寄存器等(共可读9个寄存器）前两个就是温度a=ReadOneChar（）;//低位b=ReadOneChar()；//高位t=b;t<〈=8；t=t｜a；tt=t＊0。

0625；t= tt*10+0.5;return（t）;｝void display00（) //**＊＊＊****显示负值子函数｛dd=—(temp—1)；buf［1]=dd/100;buf［2］=dd/100;buf[3］=dd%100/10；buf[0]=dd%10;//动态显示for（j=0；j<5;j++）{P2=0xff; // 初始灯为灭的P0=0x00;P2=0xfd； //显示小数点P0=0x80； //显示小数点delay(100);P2=0xff；// 初始灯为灭的P0=0x00;P2=0xf7; //片选LCD1P0=0x40;delay(100）;P2=0xff；P0=0x00；P2=0xfb；//片选LCD2P0=table［buf［2］];delay（100)；P2=0xff;P0=0x00；P2=0Xfd；//片选LCD3P0=table［buf[3］］;delay(100)；P2=0xff;P0=0x00;P2=0Xfe；P0=table[buf[0］］; //片选LCD4delay(100）;P2=0xff；｝}//显示正值子函数void display(){buf［1］=temp/1000；//显示百位buf[2］=temp/100％10;//显示十位buf[3]=temp％100/10;//显示个位buf[0］=temp%10； //小数位for（j=0；j<3;j++）｛P2=0xff；// 初始灯为灭的P0=0x00；P2=0xfd； //显示小数点P0=0x80; //显示小数点delay（300）；P2=0xff；// 初始灯为灭的P0=0x00；P2=0xf7; //片选LCD1P0=table[buf[1］］;delay(300)；P2=0xff；P0=0x00；P2=0xfb；//片选LCD2P0=table［buf[2]］；delay(300）；P2=0xff；P0=0x00；P2=0Xfd；//片选LCD3P0=table［buf[3]];delay（300)；P2=0xff;P0=0x00;P2=0Xfe；P0=table［buf[0]］; //片选LCD4delay(300）；P2=0xff；｝}void key(） //按键扫描子程序{ if(k1!=1){delay（20）;if(k1！=1）｛while(k1!=1)｛ key_to1（）；for(n=0；n<8;n++)Show（）;}}｝if（k2!=1）｛delay（20）；if（k2!=1）｛while（k2！=1)｛ key_to2（）;for（n=0；n〈8；n++)Show（);}｝}if(k3!=1)｛ TR0=1; //复位,开定时temp=ReadTemperature（)；}if(k4!=1）{ delay(20)；if（k4！=1)｛while(k4!=1）；set=!set;if（set==0){ Red=0；Green=1;｝else { Green=0;Red=1;｝}｝}void key_to1(){TR0=0; //关定时器temp+=10；if(temp>=1100）{temp=-550;}if(set==0）｛alarmH=temp;}else ｛alarmL=temp;｝｝void key_to2（)｛TR0=0;//关定时器temp—=10；if(temp〈=—550）{temp=1100；}if（set==0){ alarmH=temp;｝else { alarmL=temp；｝｝void alarm(void）{if（temp〉alarmH｜|temp<alarmL)｛//bell=1；//delay（50)；//bell=0;Flag=1；｝else ｛Flag=0；}｝logo（)//开机的Logo｛P0=0x40;P2=0xf7；delay（50);P2=0xfb;delay（50）;P2=0Xfd;delay(50)；P2=0Xfe；delay（50）；P1 = 0xff; //关闭显示｝void Show(）//显示函数,分别表示温度正负值{ if(temp>=0){HLight=1;LLight=0;display(）;｝if（temp<0){HLight=0;LLight=1;display00()；} }void main（）｛TCON=0x01； //定时器T0工作在01模式下TMOD=0X01;TH0=0XD8；//装入初值TL0=0XF0;EA=1; //开总中断ET0=1； //开T0中断TR0=1; //T0开始运行计数EX0=1； //开外部中断0for（n=0;n〈500；n++）//显示启动LOGo”- - ——"{bell=1;warn=1；logo();}Red=0；while（1)｛key（）;ss=ReadTemperature(）;Show();alarm(）；//报警函数if(Flag==1）{bell=!bell;warn=!warn；} //蜂鸣器滴滴响else {bell=1;warn=1;}｝｝void time0(void） interrupt 1 using 1 //每隔10ms执行一次此子程序{ TH0=0X56;TL0=0XDC；temp=ss;}。