51单片机数字温度计的设计

一．任务及功能要求设计制作一个数字温度计，该温度计要求测温范围在-30℃~110℃，误差在±0.5℃以内，用LED数码管直读显示。二．方案论证传统的测温元件有热电偶和热电阻，而它们测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。所以我们改用一种智能传感器DS18B20作为检测元件，测温范围-55℃~125℃，分辨率最大可达0.0625℃。DS18B20可以直接读出被测温度值。而且采用3线制与单片机相连，减少了外部硬件电路，具有低成本和易使用的特点。三．系统硬件电路设计系统由3个模块组成：主控制器.测温电路和显示电路。结构框图如下所示。3.1主控制器单片机使用AT89S52。易于调试及烧录。3.2显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管，从P1口输出段码，列扫描用P3.2~P3.5来实现，列驱动用9012三极管。3.3系统设计电路原理图：四．系统程序的设计系统程序的设计主要包括C程序主函数.DS18B20复位函数.DS18B20写字节函数.DS18B20读字节函数.温度计算转换函数和显示函数等。程序清单：#includereg51.h#includeintrins.h#definedisdataP1#definediscanP3#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitDQ=P3^7;sbitDIN=P1^7;uinth;ucharcodeditab[16]={0X00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};ucharcodedis_7[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf};ucharcodescan_con[4]={0xfb,0xf7,0xef,0xdf};uchardatatemp_data[2]={0x00,0x00,};uchardatadisplay[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};voiddelay(uintt){for(;t0;t--);}scan(){chark;for(k=0;k4;k++){disdata=dis_7[display[k]];if(k==1){DIN=0;}discan=scan_con[k];delay(90);discan=0xff;}}ow_reset(void){charpresence=1;while(presence){while(presence){DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;delay(50);DQ=1;delay(6);presence=DQ;}delay(45);presence=~DQ;}DQ=1;}voidwrite_byte(ucharval){uchari;for(i=8;i0;i--){DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=val&0x01;delay(6);val=val/2;}DQ=1;delay(1);}ucharread_byte(void){uchari;ucharvalue=0;for(i=8;i0;i--){DQ=1;_nop_();_nop_();value=1;DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();if(DQ)value|=0x80;delay(6);}DQ=1;return(value);}read_temp(){ow_reset();write_byte(0xcc);write_byte(0xbe);temp_data[0]=read_byte();temp_data[1]=read_byte();ow_reset();write_byte(0xcc);write_byte(0x44);}work_temp(){ucharn=0;if(temp_data[1]127){temp_data[1]=(256-temp_data[1]);temp_data[0]=(256-temp_data[0]);n=1;}display[4]=temp_data[0]&0x0f;display[0]=ditab[display[4]];display[4]=((temp_data[0]&0xf0)4)|((temp_data[1]&0x0f)4);display[3]=display[4]/100;display[1]=display[4]%100;display[2]=display[4]/10;display[1]=display[4]%10;if(!display[3]){display[3]=0x0a;if(!display[2]){display[2]=0x0a;}}if(n){display[3]=0x0b;}}main(){disdata=0xff;discan=0xff;for(h=0;h4;h++){display[h]=8;}ow_reset();write_byte(0xcc);write_byte(0x44);for(h=0;h500;h++){scan();}while(1){read_temp();work_temp();for(h=0;h500;h++){scan();}}}本程序经调试通过。五．调试及性能分析系统调试以程序为主。硬件调试首先检查电路的焊接是否正确，然后用万用表测试或通电检测。软件调试以编程序并进行硬件的正确性检验。由于DS18B20与单片机采用串行数据传送，因此，对DS18B20进行读/写编程时必须严格地保证读/写时序，否则将无法读取测量结果。本程序采用单片机C语言编写，用KeilC51编译器编程调试。软件调试到能显示温度值，而且在有温度变化时（例如用手去接触），显示温度能改变就基本完成本设计。