单片机设计数字温度计.docx

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单片机设计数字温度计

一、设计题目

这次单片机课程的设计任务选择的是：

数字温度计

二、设计任务和要求

设计要求：

（1）、基本范围-50℃~110℃

（2）、精度误差小于0.5℃

（3）、LED数码直读显示

（4）、实现语音报数

报告要求：

（1）原理图中元件电气图形符号符合国家标准

（2）整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义

（3）列出完整的元件清单（标号、型号及大小、封装形式、数量）

（4）图纸幅面为A4

（5）流程图的符号采用国际标准

三、原理电路和程序设计

（1）方案比较以及元件的选择

1）单片机的选取：

本系统采用STC89C52RC单片机为控制核心。

因为51系列单片机功能齐全，能运行各种项目设计。

且因为51系列单片机操作简单，方便。

2）温度传感器的选取：

传感器是信号输入通道的第一道环节，也是决定整个测试系统性能的关键环节。

相比热敏电阻来说，DS18B20单总线数字式温度传感器灵敏度高，精度高，但本次课程设计对温度精度的要求不高，且因为DS18B20温度传感器需要初始化，价格也比热敏电阻高，综合考虑，本设计采用热敏电阻对温度信号进行采集。

3）显示器的选取：

显示系统是单片机控制系统的重要组成部分，主要用于显示各种参数的值，常用的显示器有CRT、LED、LCD等。

本设计用LED数码管显示需求片数并不多，观察方便，而LED数码管相对于其他显示器价格也比较便宜，成本也较低，所以本系统采用LED数码管显示。

（2）整体电路

图3-2

（3）单元电路设计

1）晶振电路：

瓷片电容C1、C2是用来驱动晶振Y1的，因为晶振的

大小是16M，所以选用20P的电容。

图3-3-1

2）复位电路：

复位电路选用了10nF的电解电容和10K的电阻。

图3-3-2

3）温度显示数码管驱动电路：

PE0~PE3是进行位选通的控制，PD口进行段选通的控制。

图3-3-3

（4）说明电路工作原理

本设计使系统可以检测-50~110℃范围内的温度，考虑到测温精度，设置显示数值精确到0.5℃并且设置温度的上下限，当温度值超过上下限温度时，报警电路中的蜂鸣器鸣响，报警灯闪。

根据STM8S105C6T6的引脚特性，本设计中采用PB0~PB2和PD口作为四位数码管的驱动引脚，PA3~PA5作为外部中断的输入，PB4作为热敏电阻与单片机之间的信息传送。

PB5与蜂鸣器相接，控制蜂鸣器是否鸣响。

RST作为复位输入，当振荡器工作时，RST引脚出现2个机器周期以上高电平使单片机复位。

PB5与正常工作指示灯相连接，PB7引脚与报警灯相接，控制报警灯是否闪亮。

XTAL1振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2振荡器反相放大器的输出端。

四、电路和程序调试过程与结果

（1）设计逻辑图：

（2）部分程序代码

#include//调用单片机头文件

#defineucharunsignedchar//无符号字符型宏定义变量范围0~255

#defineuintunsignedint//无符号整型宏定义变量范围0~65535

//数码管段选定义0123456789

ucharcodesmg_du[]={0x14,0x77,0x4c,0x45,0x27,0x85,0x84,0x57,0x04,0x05,

//ABCDEF不显示

0x06,0xa4,0x9c,0x64,0x8c,0x8e,0xff};//断码

//数码管位选定义

sbitsmg_we1=P2^0;//数码管位选定义

sbitsmg_we2=P2^2;

sbitsmg_we3=P2^4;

sbitsmg_we4=P2^6;

uchardis_smg[8]={0x14,0x77,0x4c,0x45,0x27,0x85,0x84};

ucharsmg_i=3;//显示数码管的个位数

sbitdq=P3^3;//18b20IO口的定义

bitflag_wd_z_f;//正负温度

inttemperature;//

/***********************1ms延时函数*****************************/

voiddelay_1ms（uintq）

{

uinti,j;

for（i=0;i

for（j=0;j<120;j++）;

}

/***********************小延时函数*****************************/

voiddelay_uint（uintq）

{

while（q--）;

}

/***********************数码位选函数*****************************/

voidsmg_we_switch（uchari）

{

switch（i）

{

case0:

smg_we1=0;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=1;break;

case1:

smg_we1=1;smg_we2=0;smg_we3=1;smg_we4=1;break;

case2:

smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=0;smg_we4=1;break;

case3:

smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=0;break;

}

}

/***********************数码显示函数*****************************/

voiddisplay（）

{

staticuchari;

i++;

if（i>=smg_i）

i=0;

P0=0xff;//消隐

smg_we_switch（i）;//位选

P0=dis_smg[i];//段选

}

/***********************18b20初始化函数*****************************/

voidinit_18b20（）

{

bitq;

dq=1;//把总线拿高

delay_uint

（1）;//15us

dq=0;//给复位脉冲

delay_uint（80）;//750us

dq=1;//把总线拿高等待

delay_uint（10）;//110us

q=dq;//读取18b20初始化信号

delay_uint（20）;//200us

dq=1;//把总线拿高释放总线

}

/*************写18b20内的数据***************/

voidwrite_18b20（uchardat）

{

uchari;

for（i=0;i<8;i++）

{//写数据是低位开始

dq=0;//把总线拿低写时间隙开始

dq=dat&0x01;//向18b20总线写数据了

delay_uint（5）;//60us

dq=1;//释放总线

dat>>=1;

}

}

/*************读取18b20内的数据***************/

ucharread_18b20（）

{

uchari,value;

for（i=0;i<8;i++）

{

dq=0;//把总线拿低读时间隙开始

value>>=1;//读数据是低位开始

dq=1;//释放总线

if（dq==1）//开始读写数据

value|=0x80;

delay_uint（5）;//60us读一个时间隙最少要保持60us的时间

}

returnvalue;//返回数据

}

/*************读取温度的值读出来的是小数***************/

uintread_temp（）

{

uintvalue;

ucharlow;init_18b20（）;//初始化18b20

write_18b20（0xcc）;//跳过64位ROM

write_18b20（0x44）;//启动一次温度转换命令

delay_uint（50）;//500us

init_18b20（）;//初始化18b20

EA=0;

write_18b20（0xcc）;//跳过64位ROM

write_18b20（0xbe）;//发出读取暂存器命令

low=read_18b20（）;//读温度低字节

value=read_18b20（）;//读温度高字节

EA=1;

value<<=8;//把温度的高位左移8位

value|=low;//把读出的温度低位放到value的低八中

if（（value&0xf000）==0xf000）

{

flag_wd_z_f=1;//负温度

}

else

flag_wd_z_f=0;//正温度

value*=0.625;//转换到温度值小数

returnvalue;//返回读出的温度

}

/*************定时器0初始化程序***************/

voidtime_init（）

{

EA=1;//开总中断

TMOD=0X01;//定时器0、定时器1工作方式1

ET0=1;//开定时器0中断

TR0=1;//允许定时器0定时

}

/****************主函数***************/

voidmain（）

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

time_init（）;//初始化定时器

temperature=read_temp（）;//先读出温度的值

delay_1ms（650）;

temperature=read_temp（）;//先读出温度的值

dis_smg[0]=smg_du[temperature%10];//取温度的小数显示

dis_smg[1]=smg_du[temperature/10%10]&0xfb;//取温度的个位显示

dis_smg[2]=smg_du[temperature/100%10];//取温度的十位显示

while

（1）

{

temperature=read_temp（）;//先读出温度的值

if（flag_wd_z_f==1）//负温度

{

smg_i=4;

dis_smg[0]=smg_du[temperature%10];//取温度的小数显示

dis_smg[1]=smg_du[temperature/10%10]&0xfb;//取温度的个位显示

dis_smg[2]=smg_du[temperature/