基于單片機的溫度、電壓監(jiān)控及LCD顯示

10中南林業(yè)科技大學 07涉外電信目 錄一、設計思路1二、硬件設計1 1、硬件設計框圖1 2、DS18B20模塊2 3、LCD模塊4三、軟件設計5 1、程序流程總圖5四、元器件清單7五、總原理圖與仿真7六、學習心得與總結9七、參考文獻10八、程序10 一、設計思路本實驗采用AT89C51單片機做為核心控制器，通過DS18B20采集并轉換溫度數(shù)據(jù)，同時也將外部電壓值通過A/D轉換得到數(shù)據(jù)，并將兩數(shù)據(jù)傳送給單片機，單片機再根據(jù)開關S1與S2的狀態(tài)，通過軟件編程來確定LCD是否顯示溫度、電壓還是溫度電壓一起顯示。同時單片機也根據(jù)開關S1與S2的狀態(tài)以及所接受到得外部電壓與溫度的數(shù)據(jù)來確定是否應該報警。二、硬件設計控制信號收集電壓數(shù)據(jù)，AD轉換單片機LCD顯示控制信號轉換的信號通過DS18B20測取外部溫度數(shù)據(jù)溫度與電壓超界報警轉換的信號1、DS18B201）、DS18B20的主要特性1.1、適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電1.2、獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊1.3、DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫1.4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)1.5、溫范圍55125，在-10+85時精度為0.51.6、可編程的分辨率為912位，對應的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實現(xiàn)高精度測溫1.7、在9位分辨率時最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉換為數(shù)字，速度更快1.8、測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力1.9、負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 2、DS18B20的外形和內(nèi)部結構DS18B20內(nèi)部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管腳排列如下圖1: DS18B20引腳定義： (1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； (2)GND為電源地； (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。圖2： DS18B20內(nèi)部結構圖圖3： DS18B20測溫原理框圖2）Ds18b20時序圖 初始化過程讀/寫時序圖2、LCD 讀寫操作時序如圖所示 1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明1為高電平，0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H，光標復位到地址00H位置指令2：光標復位，光標返回到地址00H指令3：光標和顯示位置設置I/D，光標移動方向，高電平右移，低電平左移，S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無效。指令4：顯示開關控制。D：控制整體的顯示開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示。C:控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位 S/C ：高電平時顯示移動的文字，低電平時移動光標指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時為雙行顯示，F(xiàn)：低電平時顯示5X7的點陣字符，高電平時顯示5X10的顯示字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設置。指令8：DDRAM地址設置。指令9：讀忙信號和光標地址 BF：忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。三、軟件設計1、流程圖 開 始調(diào)用初始化子程序調(diào)用報警與顯示子程序開 始開LCD，并設置其工作方式，開AD讓LCD顯示初始化字符串結 束初始化子程序流程圖主程序流程圖 報警與顯示子程序流程圖開 始開關S3=0顯示 溫度使LCD顯示溫度區(qū)域不顯示任何內(nèi)容開關S4=0顯示 電壓使LCD顯示電壓區(qū)域不顯示任何內(nèi)容YESNONOYES調(diào)用報警子程序結 束顯示電壓子程序流程圖與顯示溫度子程序流程圖開 始結 束分離出千百十個位處理數(shù)據(jù)顯示NO開 始數(shù)據(jù)是否為零顯示0.0YES結 束分離出千百十個位數(shù)據(jù)是否為負數(shù)處理數(shù)據(jù)顯示負數(shù)YESNO處理數(shù)據(jù)顯示正數(shù)報警子程序流程圖NO開 始開關S3=0啟動鳴鈴YES結 束開關S4=0數(shù)YESNO電壓是否超界溫度是否超界啟動燈閃NOYESNOYES四、元器件清單元件名稱型號主要參數(shù)數(shù)量備注LCD1062A1溫度感測Ds18b201A/DADC08081單片機AT89C511蜂鳴器SOUNDER1燈LED-RED1 五、總原理圖與仿真六、心得體會與總結在這緊張而忙碌的兩周里，通過大家一起討論，研究終于完成了溫度、電壓顯示與報警的設計。雖然中間的過程中出現(xiàn)許多的錯誤，這都是我們需要改正的地方，也只有通過自己的設計和制做才會發(fā)現(xiàn)的問題，但最終還是完成了。開始設計時的效果雖不是最好，但這是我們通過自己的努力得來的，是我們目前的最高水平。有很多小的過程。比如：程序的調(diào)試等。對于畫圖，模擬，每個元件的布局，線的長短都是我們的心血，期間我們改了又改，為了美觀，實用，減少圖的體積經(jīng)過多次修改才成型。 總的來說