基于单片机的温度显示器

基于单片机的温度显示器目录一、设计目的 (2)二、摘要： (2)三、硬件电路设计 (2)1、单片机模块设计 (2)2、显示模块 (3)3、温度传感器 (4)四、软件设计 (5)1、ds18b20模块设计 (5)2、lcd1602显示模块 (7)3、主函数程序设计 (9)5、模拟仿真图 (10)六．参考文献 (10)一、设计目的本方案设计LCD1602显示实时温度的实验，使用基于AT89C51单片机，使用ds18b20温度传感器在lcd1602上显示温度数字二、摘要：通过lcd1602显示温度数字，程序设计使用模块化设计关键词：单片机，ds18b20，lcd1602系统三、硬件电路设计1、单片机模块设计本次设计采用的是单片机AT89C51。

芯片共有40个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口，如图3.1所示。

左边那列逆时针数起，依次为1，2，3.....40，其中芯片的1脚顶上有一个凹点。

在单片机的40个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，控制引脚4根以及4组8位可编程I/O引脚32根。

图AT89C51管脚图AT89C51单片机共有4组8位可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口，每个口有8位，共32根。

每一根引脚都可以编程，比如用来控制电机、交通灯等，开发产品时就是利用这些可编程引脚来实现我们想要的功能。

P0口：8位双向I/O口线，名称为P0.0-P0.7；P1口：8位准双向I/O口线，名称为P1.0-P1.7；P2口：8位准双向I/O口线，名称为P2.0-P2.7；P3口：8位准双向I/O口线，名称为P3.0-P3.7。

本文单片机模块如图所示，主要是由单片机芯片与晶振和复位电路组成的。

是由单片机来控制整个系统，让我们的系统可以正常的运行。

2、显示模块LM016L液晶模块采用HD44780控制器，HD44780具有功能较强而又简单的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用4位或8位并行传输两种方式，HD44780控制器是由2个8 bit的寄存器、显示数据存储（DDRAM）、指令寄存器（IR）、RAM（DR）、地址计数器RAM(AC)、忙标志（BF）、字符发生器ROMA（CGOROM）以及字符发生器RAM（CGRAM）组成。

其中，DR是用来寄存数据的；IR是用来寄存指令码的，它只能够写入而不能够读出。

其数据是由内部操作自动地写入到CGRAM和DDRAM 中来，或者是暂存从CGRAM以及DDRAM中读出的数据，BF为1时，LED模块工作于内部模式，既不会接受数据也不会响应外部的操作指令，DDTAM用来存储显示的字符，能存储80个字符码，CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种.8位字符编码和字符的对应关系，可以查看参考文献（30）中的表4. CGRAM是为用户编写特殊字符留用的，它的容量仅64字节，可以自定义8个5*7点阵字符或者4个5*10点阵字符，AC可以存储DDRAM和CGRAM的地址，如果地址码随指令写入IR,则IR自动把地址码装入AC，同时选择DDRAM或CGRAM但愿，LM016L液晶模块的引脚图如图3.5所示。

图3.5 1601引脚图LM016L引脚介绍：Vss（1脚）：一般接地。

Vdd（2脚）：接电源。

Vee（3脚）：LED显示器对比度调整端口，接地时，其对比度达到最高（当对比度过高时，就会产生“鬼影”，若要正常工作，则可以通过使用一个大小为10K的电位器来调整对比度），接电源时，其对比度降至最弱。

RS（4脚）：RS是寄存器选择端口。

当接低电平时，选择指令寄存器；接高电平时，选择数据寄存器。

R/W（5脚）：R/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。

E（6脚）：E(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。

Lcd1602与单片机的接口3、温度传感器DS18B20产品的特点（1）、只要求一个端口即可实现通信。

（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。

DS18B20的引脚介绍TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图1，其引脚功能描述见表1四、软件设计1、ds18b20模块设计Ds18b20.h#ifndef __DS18B20_H__#define __DS18B20_H__#include<reg51.h>#include<intrins.h>//---重定义关键词---//#ifndef uchar#define uchar unsigned char#endif#ifndef uint#define uint unsigned int#endifsbit DQ=P3^7;#define delay_4us(); { _nop_( ); _nop_( ); _nop_( ); _nop_( );}uchar init_ds18b20();uchar readbyte();void writebyte(uchar dat);uchar read_tem();void delay_ms(uchar i);void delay_8us(uchar i);#endifDs18b20.c#include"ds18b20.h"int temp;void delay_8us(uchar i){while(i--);}void delay_ms(uchar i){uchar m;while(i--){for(m=0;m<120;m++);}}uchar init_ds18b20( ){uchar status;DQ=1; delay_8us(8);DQ=0; delay_8us(90);DQ=1; delay_8us(5);status =DQ; delay_8us(90);DQ=1;return status;}void writebyte(uchar dat){uchar i;for(i=0;i<8;i++){DQ=0; dat>>=1;DQ=CY; delay_8us(8);DQ=1;}}uchar readbyte(){uchar i,dat=0x00;for(i=0x01;i!=0x00;i<<=1){DQ=0;_nop_();DQ=1;_nop_();if(DQ) dat=dat|i;delay_8us(8);DQ=1;}return dat;}uchar read_tem(){uchar tml,tmh;if(init_ds18b20()==1) return 0;else{writebyte(0XCC);writebyte(0X44);delay_8us(500);init_ds18b20();writebyte(0XCC);writebyte(0XBE);tml=readbyte();tmh=readbyte();temp = tmh;temp <<= 8;temp |= tml;return 1;}}2、lcd1602显示模块Lcd1602.h#ifndef __LCD1602_H__#define __LCD1602_H__#include<reg51.h>#include<intrins.h>//---重定义关键词---//#ifndef uchar#define uchar unsigned char#endif#ifndef uint#define uint unsigned int#endifsbit rs=P2^6;sbit rw=P2^5;sbit en=P2^7;void delay(uchar ms);void busy_wait();void write_lcd_command(uchar cmd);void write_lcd_data(uchar dat);void init_lcd();void lcd_showstring(uchar r,uchar c,uchar *str); #endifLcd1602.c#include"lcd1602.h"code uchar ddram[]={0x80,0xc0};void delay(uchar ms){uchar i;while(ms--)for(i=0;i<10;i++);}void busy_wait(){uchar lcd_status;do{P0=0xff;en=0;rs=0;rw=1;en=1;lcd_status=P0;en=0;}while(lcd_status&0x80);}void write_lcd_command(uchar cmd){busy_wait();en=0;rs=0;rw=0;P0=cmd;en=1;_nop_();en=0;}void write_lcd_data(uchar dat){busy_wait();en=0;rs=1;rw=0;P0=dat;en=1;_nop_();en=0;}void init_lcd(){write_lcd_command(0x38); delay(1);write_lcd_command(0x01); delay(1);write_lcd_command(0x06); delay(1);write_lcd_command(0x0c); delay(1);}void lcd_showstring(uchar r,uchar c,uchar *str){uchar i=0;write_lcd_command(ddram[r]|c);for(i=0;str[i]&&i<16;i++)write_lcd_data(str[i]);for(;i<16;i++)write_lcd_data(' ');}3、主函数程序设计Main.c#include<stdio.h>#include"ds18b20.h"#include"lcd1602.h"extern temp;uchar temp_buff[17];extern int temp;void main(){float n=0.0;init_lcd();lcd_showstring(0,0," DS18B20 TEST ");lcd_showstring(1,0," Waiting...") ;read_tem();delay_ms(1500);while(1){if(read_tem()){n=temp*0.0625;sprintf(temp_buff,"TEMP: %5.1f \Xdf\x43",n);lcd_showstring(1,0,temp_buff) ;}else{sprintf(temp_buff,"error ");lcd_showstring(1,0,temp_buff) ;}delay_ms(50);}}5、模拟仿真图六．参考文献[1] 欧伟明，何静，凌云,刘剑.单片机原理与应用系统设计[M]．北京：电子工业出版社，2009：268-298.[2] 楼然苗，李光飞.单片机课程设计指导[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007.7：15-36.[3] 林伸茂.8051单片机彻底研究——实习篇[M]．北京：中国电力出版社，2006：12-38.[4] 张萌，和湘，姜斌.单片机应用系统开发综合实例[M]．北京：清华大学出版社，2007.7：23-46.[5] 鲍可.C8051F单片机原理及应用[M]．北京：中国电力出版社，2006.1：56-65[6] 谭浩强.C程序设计[M]．北京：清华大学出版社，2005：18-62.[7] 彭伟单片机C语言程序设计实训100例—基于8051+proteus仿真2012.10[8]赵广元proteus辅助的单片机原理实践——基础设计、课程设计。