原創(chuàng) 基于DS18B20的溫度計設計，含有仿真文件，單片機源程序

ID:796901 · 發(fā)表于 2020-7-4 18:37

這是我學習單片機制作的，設計參數(shù)主要有：

1.溫度傳感器采用DS18B20芯片；

2.LCD1602液晶模塊作為顯示器；

3.能夠實現(xiàn)按鍵調整溫度上下限；

4.能夠顯示年月日。

里面有電路仿真圖，c程序等，希望能夠幫助到大家。

#include<reg51.h> //將AT89X52.h頭文件包含到主程序
#include<intrins.h> //將intrins.h頭文件包含到主程序（調用其中的_nop_()空操作函數(shù)延時）
#define uint unsigned int //變量類型宏定義，用uint表示無符號整形（16位）
#define uchar unsigned char //變量類型宏定義，用uchar表示無符號字符型（8位）
sbit lcdrs=P2^4;
sbit lcdrw=P2^5;
sbit lcden=P2^6;
sbit ds=P1^3;
sbit k1=P3^0;//設置按鍵
sbit k2=P3^1;//加1按鍵
sbit k3=P3^2;//減1按鍵
//sbit k4=P3^3;//關蜂鳴器按鍵
sbit D1=P1^0;
sbit D2=P1^1;
uchar flag,num;
uint aa,bb;
uchar miao,fen,shi,ri=3,month=7,year=18,num11;
long uint temp,biaozhi; //參數(shù)temp一定要聲明為 int 型
//延時函數(shù)
void Tempdelay11(uchar us) //經驗表明，這里us=1時約等于6.9us
{
while(us--);
}
void delay11(uint count) //延時子函數(shù),當count=1是，延時大概2ms
{
uint i;
while(count)
{
i=200;
while(i>0)
i--;
count--;
}
}
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
/******************lcd液晶程序部分**************************/
void write_com(uchar com) //lcd寫指令
{
lcdrs=0;
lcdrw=0;
P0=com;
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void write_date(uchar date) //lcd寫數(shù)據
{
lcdrs=1;
lcdrw=0;
P0=date;
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void init() //lcd初始化
{
lcdrw=0;
write_com(0x38); //lcd液晶顯示模式設置
write_com(0x0c); //lcd液晶開顯示關光標關閃爍
write_com(0x06); //讀一個字節(jié) 光標指針加一不整屏移動
write_com(0x01); //清屏
write_com(0x80); //設置數(shù)據指針
}
void key()
{
if(k1==0)//判斷k1按鍵是否按下
{
delay(10);//延時，消抖
if(k1==0)//再次判斷k1按鍵是否按下
{
while(k1==0);//按鍵松手檢測
num++;
if(num==1)
{
write_com(0x80+9);
write_com(15);
}
if(num==2)
{
write_com(0x80+15);
}
if(num==3)
{
num=0;
write_com(12);
}
}
}
if(num!=0)
{
if(k2==0)//判斷k1按鍵是否按下
{
delay(10);//延時，消抖
if(k2==0)//再次判斷k1按鍵是否按下
{
while(k2==0);//按鍵松手檢測
if(num==1)
{
aa++;
if(aa==1000)
aa=0;
write_com(0x80+6);
write_date(48+aa/100);
write_com(0x80+7);
write_date(48+aa/10%10);
write_com(0x80+9);
write_date(48+aa%10);
write_com(0x80+8);
write_date('.');
}
if(num==2)
{
if(bb<aa)
bb++;
if(bb==1000)
bb=0;
write_com(0x80+12);
write_date(48+bb/100);
write_date(48+bb/10%10);
write_com(0x80+15);
write_date(48+bb%10);
write_com(0x80+14);
write_date('.');
}
}
}
if(k3==0)//判斷k1按鍵是否按下
{
delay(10);//延時，消抖
if(k3==0)//再次判斷k1按鍵是否按下
{
while(k3==0);//按鍵松手檢測
if(num==1)
{
if(aa>0)
aa--;
if(aa==-1)
aa=999;
write_com(0x80+6);
write_date(48+aa/100);
write_date(48+aa/10%10);
write_com(0x80+9);
write_date(48+aa%10);
write_com(0x80+8);
write_date('.');
}
if(num==2)
{
if(bb>0)
bb--;
if(bb==-1)
bb=999;
write_com(0x80+12);
write_date(48+bb/100);
write_date(48+bb/10%10);
write_com(0x80+15);
write_date(48+bb%10);
write_com(0x80+14);
write_date('.');
}
}
}
}
}
//LCD1602液晶的顯示
void display(uint temp)
{
uchar bai,shi,ge;
bai=temp/100;
shi=temp/10%10;
ge=temp%10;
if(num==0)
{
if(biaozhi==1)
{
biaozhi=0;
}
write_com(0x80);
write_date(48+bai);
write_date(48+shi);
write_date('.');
write_date(48+ge);
write_date(' ');
write_date('H');
write_date(48+aa/100);
write_date(48+aa/10%10);
write_date('.');
write_date(48+aa%10);
write_date(' ');
write_date('L');
write_date(48+bb/100);
write_date(48+bb/10%10);
write_date('.');
write_date(48+bb%10);
if(temp>aa)
{
D1=0;
}
else
D1=1;
if(temp<bb)
D2=0;
else
D2=1;
}
write_com(0xc0+3);
write_date('2');
write_date('0');
write_date(48+year/10);
write_date(48+year%10);
write_date('-');
write_date(48+month/10);
write_date(48+month%10);
write_date('-');
write_date(48+ri/10);
write_date(48+ri%10);
}
/*****************************************
時序：初始化時序、讀時序、寫時序。
所有時序都是將主機(單片機)作為主設備，單總
線器件作為從設備。而每一次命令和數(shù)據的傳輸
都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總
線器件回送數(shù)據，在進行寫命令后，主機需啟動
讀時序完成數(shù)據接收。數(shù)據和命令的傳輸都是低
位在先。
初始化時序：復位脈沖存在脈沖
讀；1 或 0時序
寫；1 或 0時序
只有存在脈沖信號是從18b20（從機）發(fā)出的，其
它信號都是由主機發(fā)出的。
存在脈沖：讓主機（總線）知道從機（18b20）已
經做好了準備。
******************************************/
/*--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
初始化：檢測總線控制器發(fā)出的復位脈沖
和ds18b20的任何通訊都要從初始化開始
初始化序列包括一個由總線控制器發(fā)出的復位脈沖
和跟在其后由從機發(fā)出的存在脈沖。
初始化：復位脈沖+存在脈沖
具體操作：
總線控制器發(fā)出（TX）一個復位脈沖（一個最少保持480μs 的低電平信號），然后釋放總線，
進入接收狀態(tài)（RX）。單線總線由5K 上拉電阻拉到高電平。探測到I/O 引腳上的上升沿后
DS1820 等待15~60μs，然后發(fā)出存在脈沖（一個60~240μs 的低電平信號）。
具體看18b20 單線復位脈沖時序和1-wire presence detect "的時序圖
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void ds_reset()
{
ds=1;
_nop_(); //1us
ds=0;
Tempdelay11(80); //當總線停留在低電平超過480us，總線上所以器件都將被復位，這里
//延時約530us總線停留在低電平超過480μs，總線上的所有器件都將被復位。
_nop_();
ds=1; //產生復位脈沖后，微處理器釋放總線,讓總線處于空閑狀態(tài)，原因查
//18b20中文資料
Tempdelay11(5); //釋放總線后，以便從機18b20通過拉低總線來指示其是否在線,
//存在檢測高電平時間：15~60us，所以延時44us，進行1-wire presence //detect（單線存在檢測）
_nop_();
_nop_();
_nop_();
if(ds==0)
flag=1; //detect 18b20 success
else
flag=0; //detect 18b20 fail
Tempdelay11(20); //存在檢測低電平時間：60~240us，所以延時約140us
_nop_();
_nop_();
ds=1; //再次拉高總線，讓總線處于空閑狀態(tài)
}
/*----------------------------------------
讀/寫時間隙:
DS1820 的數(shù)據讀寫是通過時間隙處理
位和命令字來確認信息交換。
------------------------------------------*/
bit ds_read_bit() //讀一位
{
bit dat;
ds=0; //單片機（微處理器）將總線拉低
_nop_(); //讀時隙起始于微處理器將總線拉低至少1us
ds=1; //拉低總線后接著釋放總線，讓從機18b20能夠接管總線，輸出有效數(shù)據
_nop_();
_nop_(); //小延時一下，讀取18b20上的數(shù)據 ,因為從ds18b20上輸出的數(shù)據
//在讀"時間隙"下降沿出現(xiàn)15us內有效
dat=ds; //主機讀從機18b20輸出的數(shù)據，這些數(shù)據在讀時隙的下降沿出現(xiàn)15us內有效
Tempdelay11(10); //所有讀"時間隙"必須60~120us，這里77us
return(dat); //返回有效數(shù)據
}
uchar ds_read_byte() //讀一字節(jié)
{
uchar value,i,j;
value=0; //一定別忘了給初值
for(i=0;i<8;i++)
{
j=ds_read_bit();
value=(j<<7)|(value>>1); //這一步的說明在一個word文檔里面
}
return(value); //返回一個字節(jié)的數(shù)據
}
void ds_write_byte(uchar dat) //寫一個字節(jié)
{
uchar i;
bit onebit; //一定不要忘了，onebit是一位
for(i=1;i<=8;i++)
{
onebit=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if(onebit) //寫 1
{
ds=0;
_nop_();
_nop_(); //看時序圖，至少延時1us，才產生寫"時間隙"
ds=1; //寫時間隙開始后的15μs內允許數(shù)據線拉到高電平
Tempdelay11(5); //所有寫時間隙必須最少持續(xù)60us
}
else //寫 0
{
ds=0;
Tempdelay11(8); //主機要生成一個寫0 時間隙，必須把數(shù)據線拉到低電平并保持至少60μs，這里64us
ds=1;
_nop_();
_nop_();
}
}
}
/*****************************************
主機（單片機）控制18B20完成溫度轉換要經過三個步驟：
每一次讀寫之前都要18B20進行復位操作，復位成功后發(fā)送
一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18b20進行
預定的操作。
復位要求主CPU將數(shù)據線下拉500us，然后釋放，當ds18B20
受到信號后等待16~60us，后發(fā)出60~240us的存在低脈沖，
主CPU收到此信號表示復位成功
******************************************/
/*----------------------------------------
進行溫度轉換：
先初始化
然后跳過ROM：跳過64位ROM地址，直接向ds18B20發(fā)溫度轉換命令，適合單片工作
發(fā)送溫度轉換命令
------------------------------------------*/
void tem_change()
{
ds_reset();
delay11(1); //約2ms
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0x44);
}
/*----------------------------------------
獲得溫度：
------------------------------------------*/
uint get_temperature()
{
float wendu;
uchar a,b;
ds_reset();
delay11(1); //約2ms
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0xbe);
a=ds_read_byte();
b=ds_read_byte();
temp=b;
temp<<=8;
temp=temp|a;
/*if((b&0x80)==0x80)
{
biaozhi=1;//設置溫度正負的標志
temp=0xffff-temp;
temp=temp+1;
}*/
wendu=temp*0.0625; //得到真實十進制溫度值，因為DS18B20
//可以精確到0.0625度，所以讀回數(shù)據的最低位代表的是0.0625度
temp=wendu*10.0+0.5; //放大十倍，這樣做的目的將小數(shù)點后第一位
//也轉換為可顯示數(shù)字，同時進行一個四舍五入操作。
return temp;
}
void main()
{
aa=500;
bb=50;
EA=1;
ET0=1;
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
TR0=1;
init();
while(1)
{
key();
if(num==0)
{
tem_change(); //開始轉換12位轉換時間最大為750ms
get_temperature();//000000000000
}
display(temp);
}
}
//定時器0中斷子函數(shù)
void t0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
num11++;
if(num11==20)
{
num11=0;
miao++;
if(miao==60)
{
miao=0;
fen++;
if(fen==60)
{
fen=0;
shi++;
if(shi==24)
{
shi=0;
fen=0;
miao=0;
ri++;
if(ri==29)
if((year%4!=0)&&(month==2))
{
ri=1;
month++;
if(month==13)
{
month=1;
year++;
}
}
if(ri==30)
if((year%4==0)&&(month==2))
{
ri=1;
month++;
if(month==13)
{
month=1;
year++;
}
}
if(ri==31)
if((month==4)||(month==6)||(month==9)||(month==11))
{
ri=1;
month++;
if(month==13)
{
month=1;
year++;
}
}
if(ri==32)
if((month==1)||(month==3)||(month==5)||(month==7)||(month==8)||(month==10)||(month==12))
{
ri=1;
month++;
if(month==13)
{
month=1;
year++;
}
}
}
}
}
}
}