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一．任務(wù)及功能要求 設(shè)計制作一個數(shù)字溫度計，該溫度計要求測溫范圍在-30℃~110℃，誤差在±0.5℃以內(nèi)，用LED數(shù)碼管直讀顯示。 二．方案論證 傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻，而它們測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持，電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。所以我們改用一種智能傳感器DS18B20作為檢測元件，測溫范圍-55℃~125℃，分辨率最大可達(dá)0.0625℃。DS18B20可以直接讀出被測溫度值。而且采用3線制與單片機相連，減少了外部硬件電路，具有低成本和易使用的特點。 三．系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 系統(tǒng)由3個模塊組成：主控制器.測溫電路和顯示電路。結(jié)構(gòu)框圖如下所示。 | | DS18B20 | | AT89S52控制器 | | 顯示電路 | | 掃描驅(qū)動 | 3.1主控制器 單片機使用AT89S52。易于調(diào)試及燒錄。 3.2顯示電路 顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管，從P1口輸出段碼，列掃描用P3.2~P3.5來實現(xiàn)，列驅(qū)動用9012三極管。 3.3系統(tǒng)設(shè)計電路原理圖： 四．系統(tǒng)程序的設(shè)計 系統(tǒng)程序的設(shè)計主要包括C程序主函數(shù).DS18B20復(fù)位函數(shù). DS18B20寫字節(jié)函數(shù). DS18B20讀字節(jié)函數(shù).溫度計算轉(zhuǎn)換函數(shù)和顯示函數(shù)等。 程序清單： # include "reg51.h" # include "intrins.h" # define disdata P1 # define discan P3 # define uchar unsigned char # define uint unsigned int sbit DQ = P3^7; sbit DIN = P1^7; uint h; uchar code ditab[16]= {0X00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09}; uchar code dis_7[12]= {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf}; uchar code scan_con[4]={0xfb,0xf7,0xef,0xdf}; uchar data temp_data[2]={0x00, 0x00,}; uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; void delay(uint t) { for(;t>0;t--); } scan() { char k; for(k=0;k<4;k++) { disdata=dis_7[display[k]]; if(k==1){DIN=0;} discan=scan_con[k];delay(90);discan=0xff; } } ow_reset(void) { char presence=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; } void write_byte(uchar val) { uchar i; for(i=8;i>0;i--) { DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); DQ=val&0x01; delay(6); val=val/2; } DQ=1; delay(1); } uchar read_byte(void) { uchar i; uchar value=0; for(i=8;i>0;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() { uchar n=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;h<4;h++){display[h]=8;} ow_reset(); write_byte(0xcc); write_byte(0x44); for(h=0;h<500;h++) {scan();} while(1) { read_temp(); work_temp(); for(h=0;h<500;h++) {scan();} } } 本程序經(jīng)調(diào)試通過。 五． 調(diào)試及性能分析 系統(tǒng)調(diào)試以程序為主。硬件調(diào)試首先檢查電路的焊接是否正確，然后用萬用表測試或通電檢測。軟件調(diào)試以編程序并進行硬件的正確性檢驗。由于DS18B20與單片機采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20進行讀/寫編程時必須嚴(yán)格地保證讀/寫時序，否則將無法讀取測量結(jié)果。本程序采用單片機C語言編寫，用Keil C51編譯器編程調(diào)試。軟件調(diào)試到能顯示溫度值，而且在有溫度變化時（例如用手去接觸），顯示溫度能改變就基本完成本設(shè)計。
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66821730(技術(shù)支持)
