标题: 51单片机数字温度计设计 原理图及源代码 [打印本页]

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作者: 梦幻承影    时间: 2020-5-9 10:01
标题: 51单片机数字温度计设计 原理图及源代码

与普通温度计相比，以单片机为核心的数字温度计具有数字显示、超温报警、记录存储、数据上传等优点，因而得到了广泛应用。根据性能要求和器件选型的不同，数字温度计可有多种不同的实现方案。

温度传感器是数字温度计中的关键器件。传统的温度传感器有热电阻、热电偶、PN结等类型，这些传感器的输出均为微弱的模拟信号，必须经过放大、滤波、A/D转换等电路处理，才能得到可为单片机接受的数字量。相比之下，新型数字温度传感器将温度传感元件、数字量转换电路、数据存储器、通信接口等部件集成在一块芯片上，可通过几根（最少只要一根）串行通信线直接输出数字形式的温度值，大大简化了数字温度计的硬件设计。

DS18B20是DALLAS公司生产的单总线（1-Wire）接口的数字温度传感器，数据传输仅需一根信号线。温度测量范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内，精度可达±0.5℃，有效数据位数可通过程序设置为9～12位，12位时分辨率可达0.0625℃。每个DS18B20具有唯一64位序列码，多个器件可并联在一根数据线上，实现多点测温。

C语言源程序如下：

//*****************************头文件声明****************************

#include <reg51.h>

//****************************数据类型定义***************************

typedef unsigned char uint8;

typedef unsigned int uint16;

//****************************I/O口线声明****************************

#define SEG_CODE_PORT        P0

#define BIT_CODE_PORT   P2

sbit DS18B20_DATA=P3^7;

sbit BUZZ= P1^0;

//************************常量数组（段码表）声明*********************

uint8 code SegCodeTable[]=

{

        0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90

};

//****************************全局变量声明***************************

int Temperature;

uint8 t=27;

//****************************函数原型声明***************************

void DS18B20Init();

void DS18B20BitWrite(bit Bit);

bit DS18B20BitRead();

void DS18B20ByteWrite(uint8 Byte);

uint8 DS18B20ByteRead();

void GetTemperature();

void DispTemperature();

void Delay(uint16 ms);

void AlarmCheck();

void UartInit();

void UartSendByte(uint8 Byte);

//*******************************主函数******************************

void main()

{

        uint8 Temp;

        UartInit();

        while(1)

        {

                GetTemperature(); //采集当前温度

                DispTemperature(); //显示当前温度

                AlarmCheck();

                Temp=Temperature>>4;

                UartSendByte((Temp/10)*16+Temp%10);

        }

}

//*************************DS18B20初始化函数*************************

void DS18B20Init()

{

        uint16 i;

        while(1)

        {

                DS18B20_DATA=0;

                i=640;

                while(--i); //延时800us(STC12C5A60S2,11.0592MHz,代码5级优化)

                DS18B20_DATA=1;

                i=56;

                while(--i); //延时70us

                if(DS18B20_DATA==1) continue; //无响应则重发复位脉冲

                i=224;

                while(--i); //延时280us

                if(DS18B20_DATA==1) break; //复位成功

        }

        i=160;

        while(--i); //延时200us

}

//***********************DS18B20位写操作函数*************************

void DS18B20BitWrite(bit Bit)

{

        uint16 i;

        DS18B20_DATA=0;

        i=4;

        while(--i); //延时5us

        DS18B20_DATA=Bit; //发送1位数到DS18B20

        i=48;

        while(--i); //延时60us

        DS18B20_DATA=1;

}

//**********************DS18B20位读操作函数**************************

bit DS18B20BitRead()

{

        bit temp;

        uint16 i;

        DS18B20_DATA=0;

        i=4;

        while(--i); //延时5us

        DS18B20_DATA=1;

        i=4;

        while(--i); //延时5us

        temp=DS18B20_DATA; //读来自DS18B20的1位数

        i=48;

        while(--i); //延时60us

        return temp;

}

//**********************DS18B20字节写操作函数************************

void DS18B20ByteWrite(uint8 Byte)

{

        uint8 i;

        for(i=0;i<8;i++) //一共发送8位

        {

                if(Byte&0x01==1 ) //先发最低位

                        DS18B20BitWrite(1); //发送1

                else

                        DS18B20BitWrite(0); //发送0

                Byte>>=1;

        }

}

//**********************DS18B20字节读操作函数************************

uint8 DS18B20ByteRead()

{

        uint8 i,temp=0;

        for(i=0;i<8;i++) //一共读8位

        {

                temp>>=1; //字节变量右移

                if(DS18B20BitRead()==1) //读取1位数据并存入临时变量temp中

                temp|=0x80; //temp最高位置1

        }

        return temp; //返回读到的8位数

}

//*****************************温度采集函数**************************

void GetTemperature()

{

        uint8 Buff[2],i;

        DS18B20Init(); //DS18B20初始化

        DS18B20ByteWrite(0xCC); //跳过ROM匹配（因为只有一个DS18B20）

        DS18B20ByteWrite(0x44); //启动温度转换

        for(i=0;i<250;i++)

        DispTemperature(); //等待750ms，期间不断刷新LED显示

        DS18B20Init(); //DS18B20初始化

        DS18B20ByteWrite(0xCC); //跳过ROM匹配（因为只有一个DS18B20）

        DS18B20ByteWrite(0xBE); //准备读转换结果

        Buff[0]=DS18B20ByteRead(); //读温度值低字节

        Buff[1]=DS18B20ByteRead(); //读温度值高字节

        Temperature= (Buff[1]<<8)+Buff[0]; //拼成16位温度值

}

//******************************温度显示函数*************************

void DispTemperature()

{

        uint8 temp;

        SEG_CODE_PORT=SegCodeTable[t/10]; //显示十位

        BIT_CODE_PORT=0xF2; //选择显示位置

        Delay(1);

        BIT_CODE_PORT=0xFF;

        SEG_CODE_PORT=SegCodeTable[t%10]; //显示个位

        BIT_CODE_PORT=0xF3; //选择显示位置

        Delay(1);

        BIT_CODE_PORT=0xFF;

        temp=(Temperature>>4)/10; //显示十位

        if(temp==0)

        SEG_CODE_PORT=0xFF ; //十位为0则隐去

        else

        SEG_CODE_PORT=SegCodeTable[temp];

        BIT_CODE_PORT=0xF5; //选择显示位置

        Delay(1);

        BIT_CODE_PORT=0xFF;

        SEG_CODE_PORT=SegCodeTable[(Temperature>>4)%10]&0x7F; //显示个位(带点)

        BIT_CODE_PORT=0xF6; //选择显示位置

        Delay(1);

        BIT_CODE_PORT=0xFF;

        SEG_CODE_PORT=SegCodeTable[(Temperature&0x0F)*10/16]; //显示十分位

        BIT_CODE_PORT=0xF7; //选择显示位置

        Delay(1);

        BIT_CODE_PORT=0xFF;

}

//******************************软件延时函数*************************

void Delay(uint16 ms)

{

        uint16 i;

        do{

        i=790;

        while(--i); //延时1ms(STC12C5A60S2,11.0592MHz,代码5级优化)

        } while(--ms);

}

/********************************超温报警函数***************************/

void AlarmCheck()

{

        uint8 i;

        if(Temperature>0x1C8) //判断温度是否超过28.5℃

        {

                for(i=0;i<50;i++)

                {

                        BUZZ= ~BUZZ;

                        Delay(1); //控制无源蜂鸣器发声50ms

                }

                BUZZ=1;

                Delay(100);

        }

}

void UartInit()

{

        TMOD=0x20;

        TH1=TL1=0xFD;

        TR1=1;

        SCON=0x50;

        PCON=0x00;

        ES=1;

        EA=1;

        TR1=1;

}

void UartISR() interrupt 4

{

        if(RI==0) return;

        RI=0;

        t=SBUF;

}       

void UartSendByte(uint8 Byte)

{

        SBUF=Byte;

        while(TI==0);

        TI=0;

}

//********************************程序结束***************************

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