基于51单片机的温度报警系统设计 -

利用单片机、DS18B20温度传感器、数码管、按键、蜂鸣器设计。编程时考虑数码需要一直扫描，按键也需要一直扫描，DS18B20实时读取温度也需要实时扫描，这三个都放到主函数的while循环中，由于温度读取转换时间比较长，数码管就会一直闪烁。另外数码管和按键都再主函数中扫描，按键按下时数码管会熄灭。

最后，在一个定时器中断中扫描数码管，另一个定时器中断读取温，主函数主要扫描按键和判断温度值是否超过上下限。

2.当温度高于上限，蜂鸣器报警，红色LED点亮；低于下限，蜂

/******************************************************************************
* 单片机温度报警系统
*******************************************************************************/
#include <reg52.h>
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "DS18B20.h"
#define uchar unsigned char //对数据类型定义
#define uint unsigned int
/****************************端口定义******************************************/
sbit D1=P2^4;
sbit D2=P2^6;
sbit D3=P2^5;
sbit D4=P2^7;
sbit Beep=P1^6; //蜂鸣器
sbit LED_G=P1^2; //绿色LED端口
sbit LED_B=P1^0; //蓝色LED端口
sbit LED_R=P1^1; //红色LED端口
/****************************定义变量******************************************/
uchar KeyValve=0; //按键值
float Temp=20.0; //温度变量
float TH=30.0; //温度上限
float TL=22.0; //温度下限
uint Time_Count=1; //定时器0中断次数
uchar Temp_Str[4]; //数组变量存放温度数据
uchar Set_Mode=0; //设置模式
uchar SMG_Data[4]={0,0,0,0}; //存放数码管的各个位的值
uchar code smgduan[]={ //共阳极数码管段码
0xc0, //0,0
0xf9, //1,1
0xa4, //2,2
0xb0, //3,3
0x99, //4,4
0x92, //5,5
0x82, //6,6
0xf8, //7,7
0x80, //8,8
0x90, //9,9
0x88, //10,A
0x83, //11,b
0xc6, //12,C
0xa1, //13,d
0x86, //14,E
0x8e, //15,F
0xff, //16,
0xbf, //17,
0x89, //18,H
0xc7 //19,L
};
/*****************************************************************************/
/***************************函数声明******************************************/
void Timer_Init(); //定时器初始化
void Temp_T(float t); //温度转换函数
/******************************************************************************
* 函数名 : 主函数
* 函数功能 :
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{
DS18B20_Init(); //温度传感器初始化
Timer_Init(); //定时器初始化
Delay_Ms(100);
while(1)
{
/***********按键扫描程序**************/
KeyValve=Key_Check(); //扫描按键
if(KeyValve!=0) //判断按键是否按下
{
switch(KeyValve) //判断按键值，并处理
{
case 1: //温度上限/下限设置
{
if(Set_Mode<2)
Set_Mode++;
else
Set_Mode=0;
Delay_Ms(200);
}
break;
case 2: //按键加
{
if((Set_Mode==1)&&(TH<128.0)) //限制温度上限小于128℃
TH=TH+1.0; //温度上限加一
if((Set_Mode==2)&&(TL<TH)) //限制温度下限小于温度上限
TL=TL+1.0; //温度下限加一
Delay_Ms(200);
}
break;
case 3: //按键减
{
if((Set_Mode==1)&&(TH>TL)) //限制温度上限大于温度下限
TH=TH-1.0; //温度上限减一
if((Set_Mode==2)&&(TL>-55.0)) //限制温度下限大于-55℃
TL=TL-1.0; //温度下限减一
Delay_Ms(200);
}
break;
}
}
/***********温度上下限判断报警程序**************/
if(Set_Mode==0)
{
if(Temp>TH)
{
LED_R=0; //红灯点亮
LED_B=1; //蓝灯熄灭
LED_G=1;
Beep=0; //蜂鸣器报警
}
else if(Temp<TL)
{
LED_R=1; //红灯熄灭
LED_B=0; //蓝灯点亮
LED_G=1;
Beep=0; //蜂鸣器报警
}
else
{
LED_R=1; //红灯熄灭
LED_B=1; //蓝灯熄灭
LED_G=0;
Beep=1;
}
}
else
Beep=1;
}
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : Temp_T(float t)
* 函数功能 : 温度转换函数：将温度值放到数组中，便于显示
* 输入 : t
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void Temp_T(float t)
{
if(Set_Mode==0)
{
t=t*10.0; //放大十倍
if(t>=0) //正温度
{
if(((int)t/1000)==0)
SMG_Data[0]=16;
else
SMG_Data[0]=(int)t/1000; //提取温度百、十、个位
SMG_Data[1]=((int)t%1000)/100;
SMG_Data[2]=((int)t%100)/10;
SMG_Data[3]=(int)t%10;
}
else //负温度
{
t=-t; //将负数转换为正数
SMG_Data[0]=17; //显示“—”号
SMG_Data[1]=(int)t/100; //提取温度个、十位
SMG_Data[2]=((int)t%100)/10;
SMG_Data[3]=(int)t%10;
}
}
else
{
if(Set_Mode==1)
SMG_Data[0]=18; //数码管第一位显示H
if(Set_Mode==2)
SMG_Data[0]=19; //数码管第一位显示L
if(t>=0) //正温度
{
SMG_Data[1]=(int)t/100; //提取温度百、十、个位
SMG_Data[2]=((int)t%100)/10;
SMG_Data[3]=(int)t%10;
}
else //负温度
{
t=-t; //将负数转换为正数
SMG_Data[1]=17; //显示“—”号
SMG_Data[2]=((int)t%100)/10; //提取温度个、十位
SMG_Data[3]=(int)t%10;
t=-t; //将温度恢复
}
}
}
/*****************************************************************************
* 函数名 : Timer_Init
* 函数功能 : 定时器初始化
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*****************************************************************************/
void Timer_Init()
{
TMOD=0x11; //打开定时器0，工作方式1。
TH0=0xff; //给定时器0赋初值，定时200us （65536-200）/256 （65536-200）%256
TL0=0x38;
TH1=0xc5; //定时60ms
TL1=0x68;
ET0=1; //打开定时器0中断允许
ET1=1; //打开定时器1中断允许
TR0=1; //打开定时器0
TR1=1; //打开定时器1
PT1=1; //高优先级
EA=1; //打开总中断
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : void Timer0() interrupt 1
* 函数功能 : 定时器0中断函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void Timer0() interrupt 1
{
TH0=0xff; //给定时器赋初值，定时
TL0=0x38;
if(Time_Count%2==0)
{
switch(Time_Count%8) //位选，选择点亮的数码管，
{
case(0):
D1=0;
D2=1;
D3=1;
D4=1;
break;//显示第0位
case(2):
D1=1;
D2=0;
D3=1;
D4=1;
break;//显示第1位
case(4):
D1=1;
D2=1;
D3=0;
D4=1;
break;//显示第2位
case(6):
D1=1;
D2=1;
D3=1;
D4=0;
break;//显示第3位
}
if((Set_Mode==0)&&(Time_Count%8==4))
P0=smgduan[SMG_Data[(Time_Count%8)/2]]-0x80;//显示小数点
P0=smgduan[SMG_Data[(Time_Count%8)/2]];//发送段码
}
if(Time_Count%2==1)
{
P0=0xff;//消隐
}
Time_Count++;
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : void Timer1() interrupt 3
* 函数功能 : 定时器1中断函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void Timer1() interrupt 3
{
TH1=0xBB; //定时15ms
TL1=0xa4;
if(Set_Mode==0) //模式0：显示当前为温度
{
Temp=DS18B20_ReadTemp(); //读取温度值
Temp_T(Temp); //温度转换
}
if(Set_Mode==1) //模式1：显示温度上限
Temp_T(TH);
if(Set_Mode==2) //模式2：显示温度下限
Temp_T(TL);
Time_Count=0;
}

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/******************************************************************************
*文件描述：DS18B20温度传感器驱动文件
*作者：Xiaoyang
*时间：2021.05.30
*******************************************************************************/
#include"DS18B20.h"
/*******************************************************************************
* 函数名 : Delay1ms
* 函数功能 : 延时函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void Delay1ms(unsigned int y)
{
unsigned int x;
for(y;y>0;y--)
for(x=110;x>0;x--);
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : DS18B20_Init
* 函数功能 : 初始化
* 输入 : 无
* 输出 : 初始化成功返回1，失败返回0
*******************************************************************************/
unsigned char DS18B20_Init()
{
unsigned int i;
DQ=0; //将总线拉低480us~960us
i=60;
while(i--);//延时642us
DQ=1; //然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低
i=0;
while(DQ) //等待DS18B20拉低总线
{
i++;
if(i>5000)//等待>5MS
return 0;//初始化失败
}
return 1;//初始化成功
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : DS18B20_WriteByte
* 函数功能 : 向18B20写入一个字节
* 输入 : dat：写入的字节
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_WriteByte(unsigned char dat)
{
unsigned int i,j;
for(j=0;j<8;j++)
{
DQ=0; //每写入一位数据之前先把总线拉低1us
i++;
DQ=dat&0x01; //然后写入一个数据，从最低位开始
i=7;
while(i--); //延时68us，持续时间最少60us
DQ=1; //然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
dat>>=1;
}
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : DS18B20_ReadByte
* 函数功能 : 读取一个字节
* 输入 : 无
* 输出 : 读取的字节
*******************************************************************************/
unsigned char DS18B20_ReadByte(void)
{
unsigned char byte,bi;
unsigned int i,j;
for(j=8;j>0;j--)
{
DQ=0;//先将总线拉低1us
i++;
DQ=1;//然后释放总线
i++;
i++;//延时6us等待数据稳定
bi=DQ; //读取数据，从最低位开始读取
/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/
byte=(byte>>1)|(bi<<7);
i=4; //读取完之后等待48us再接着读取下一个数
while(i--);
}
return byte;
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : DS18B20_ChangTemp
* 函数功能 : 让18b20开始转换温度
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_ChangTemp(void)
{
DS18B20_Init();
Delay1ms(1);
DS18B20_WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
DS18B20_WriteByte(0x44); //温度转换命令
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : DS18B20_ReadTempCom
* 函数功能 : 发送读取温度命令
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_ReadTempCom(void)
{
DS18B20_Init();
Delay1ms(1);
DS18B20_WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
DS18B20_WriteByte(0xbe); //发送读取温度命令
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : DS18B20_ReadTemp
* 函数功能 : 读取温度
* 输入 : 无
* 输出 : 温度值
*******************************************************************************/
float DS18B20_ReadTemp(void)
{
int temp=0;
float temp1;
unsigned char tmh,tml;
DS18B20_ChangTemp(); //先写入转换命令
DS18B20_ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令
tml=DS18B20_ReadByte(); //读取温度值共16位，先读低字节
tmh=DS18B20_ReadByte(); //再读高字节
temp=tmh;
temp<<=8;
temp|=tml;
if (temp<0) //温度为负数
{
temp = temp-1;
temp1 =~temp;
temp1 =-temp1*0.0625-0.005;
}
else
{
temp1 = temp;
temp1 = temp1*0.0625+0.005;
}
return temp1;
}

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