基于单片机的温度显示器DOC.docx
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基于单片机的温度显示器DOC
基于单片机的温度显示器
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8bit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3.51601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
#include
//---重定义关键词---//
#ifndefuchar
#defineucharunsignedchar
#endif
#ifndefuint
#defineuintunsignedint
#endif
sbitDQ=P3^7;
#definedelay_4us();{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
ucharinit_ds18b20();
ucharreadbyte();
voidwritebyte(uchardat);
ucharread_tem();
voiddelay_ms(uchari);
voiddelay_8us(uchari);
#endif
Ds18b20.c
#include"ds18b20.h"
inttemp;
voiddelay_8us(uchari)
{
while(i--);
}
voiddelay_ms(uchari)
{
ucharm;
while(i--)
{
for(m=0;m<120;m++);
}
}
ucharinit_ds18b20()
{
ucharstatus;
DQ=1;delay_8us(8);
DQ=0;delay_8us(90);
DQ=1;delay_8us(5);
status=DQ;delay_8us(90);DQ=1;
returnstatus;
}
voidwritebyte(uchardat)
{
uchari;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=0;dat>>=1;
DQ=CY;delay_8us(8);
DQ=1;
}
}
ucharreadbyte()
{
uchari,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;
}
returndat;
}
ucharread_tem()
{
uchartml,tmh;
if(init_ds18b20()==1)return0;
else
{
writebyte(0XCC);
writebyte(0X44);
delay_8us(500);
init_ds18b20();
writebyte(0XCC);
writebyte(0XBE);
tml=readbyte();
tmh=readbyte();
temp=tmh;
temp<<=8;
temp|=tml;
return1;
}
}
2、lcd1602显示模块
Lcd1602.h
#ifndef__LCD1602_H__
#define__LCD1602_H__
#include
#include
//---重定义关键词---//
#ifndefuchar
#defineucharunsignedchar
#endif
#ifndefuint
#defineuintunsignedint
#endif
sbitrs=P2^6;
sbitrw=P2^5;
sbiten=P2^7;
voiddelay(ucharms);
voidbusy_wait();
voidwrite_lcd_command(ucharcmd);
voidwrite_lcd_data(uchardat);
voidinit_lcd();
voidlcd_showstring(ucharr,ucharc,uchar*str);
#endif
Lcd1602.c
#include"lcd1602.h"
codeucharddram[]={0x80,0xc0};
voiddelay(ucharms)
{
uchari;
while(ms--)
for(i=0;i<10;i++);
}
voidbusy_wait()
{
ucharlcd_status;
do
{
P0=0xff;
en=0;rs=0;rw=1;
en=1;lcd_status=P0;
en=0;
}while(lcd_status&0x80);
}
voidwrite_lcd_command(ucharcmd)
{
busy_wait();
en=0;rs=0;rw=0;
P0=cmd;
en=1;_nop_();en=0;
}
voidwrite_lcd_data(uchardat)
{
busy_wait();
en=0;rs=1;rw=0;
P0=dat;
en=1;_nop_();en=0;
}
voidinit_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);
}
voidlcd_showstring(ucharr,ucharc,uchar*str)
{
uchari=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
#include"ds18b20.h"
#include"lcd1602.h"
externtemp;
uchartemp_buff[17];
externinttemp;
voidmain()
{
floatn=0.0;
init_lcd();
lcd_showstring(0,0,"DS18B20TEST");
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
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