遠(yuǎn)程溫度控制課程設(shè)計(jì)--單片機(jī)的溫度遠(yuǎn)程檢測與顯示設(shè)計(jì)

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文檔簡介

1、　　遠(yuǎn)程智能溫度采集和顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　目錄　　一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)...........................................................................................3　　1.1項(xiàng)目概

2、要............................................................................................................................3　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求.............................................................

3、...................................................3　　二、硬件設(shè)計(jì)說明...................................................................................3　　2.1 硬件設(shè)計(jì)概要....................

4、...............................................................................................3　　2.2 信息處理模塊...........................................................................................

5、........................3　　2.3 溫度采集模塊...................................................................................................................4　　2.3.1 傳感器DS18B20簡介.....

6、.....................................................................................4　　2.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路圖..................................................................................................

7、..4　　2.4 報(bào)警模塊...........................................................................................................................4　　2.5 溫度顯示模塊.............................

8、......................................................................................4　　2.6 單片機(jī)通信模塊...................................................................................................

9、............5　　三、軟件設(shè)計(jì)說明...................................................................................5　　3.1軟件總體設(shè)計(jì)方案..........................................................

10、..................................................5　　3.1.1 軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)........................................................................................................5　　3.1.2

11、軟件功能模塊劃分................................................................................................5　　3.2 軟件設(shè)計(jì)....................................................................................

12、.......................................5　　3.2.1 主流程圖................................................................................................................6　　3.3 總原理圖...

13、........................................................................................................................6　　3.4 總程序.....................................................................

14、..........................................................7　　四、調(diào)試及總結(jié)........................................................................................15　　4.1 調(diào)試............

15、.....................................................................................................................15　　4.2 出現(xiàn)的問題及解決辦法................................................................

16、.................................15　　五總結(jié)....................................................................................................15　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

17、　　1.1項(xiàng)目概要　　溫度的檢測與控制在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)與社會(huì)中有著舉足輕重的地位，與我們的生活息息相關(guān)，密不可分，越發(fā)占有一席之地。例如在儲(chǔ)糧倉庫、智能樓宇、空調(diào)控制及其他的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。在溫度的檢測與控制方面，DS18B20小型溫度檢測系統(tǒng)及其數(shù)字溫度傳感器有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，其通過單總線與單片機(jī)連接，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾

18、能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場溫度檢測，因此對(duì)于我們來設(shè)計(jì)并研究基于DS18B20的溫度檢測系統(tǒng)有主要的現(xiàn)實(shí)意義，從一方面講這不僅對(duì)于工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，更對(duì)于國防的鞏固與建設(shè)起到重要的作用；另一方面，本設(shè)計(jì)能夠在一定程度上提高自己的單片機(jī)開發(fā)能力。　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求　　（1）要求通過DS18B20溫度傳感器采集溫度，經(jīng)過C51單片機(jī)處理后顯示到數(shù)

19、碼管上，并設(shè)置溫度上下限及報(bào)警提示。　?。?）實(shí)現(xiàn)單片機(jī)間的串行通信：把單片機(jī)A所采集的溫度發(fā)送到單片機(jī)B上進(jìn)行顯示。　　二、硬件設(shè)計(jì)說明　　2.1 硬件設(shè)計(jì)概要　　根據(jù)需求，我們把系統(tǒng)分為四個(gè)模塊，即溫度采集模塊，報(bào)警模塊，溫度顯示

20、模塊，串行通信模塊。　　2.2 溫度采集模塊　　2.21傳感器DS18B20簡介　　DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18b20簡介新的“一線器件”，體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18b20是世界上第一片支持“一線總線“接口溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，

21、使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新的概念。DS18b20、DS1822“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器同DS1820一樣，DS18b20也支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為-55℃ ~ +125℃，在-10℃~ +85℃范圍內(nèi)，精度為0.5℃。DS18b20的精度較差為2℃?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V~ 5V的電壓

22、范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。DS18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18b20的實(shí)驗(yàn)板原理接線圖如圖（2）：　　圖（2）DS18B20實(shí)驗(yàn)板接線圖　　其中：DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端。</p&

23、gt;　　2.2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路圖　　溫度檢測控制模擬電路圖DS18B20元件及其連線如圖（3）所示，傳感器上檢測到的溫度同步顯示在數(shù)碼管上。　　圖（3）溫度檢測控制模塊電路圖　　2.3 報(bào)警模塊　　通過蜂鳴器

24、的鳴叫實(shí)現(xiàn)報(bào)警，如果溫度超過所設(shè)置的上限或低于所設(shè)置的下限值則蜂鳴器發(fā)出鳴叫。報(bào)警模擬圖如圖（4）所示：　　圖（4）報(bào)警模塊電路圖　　2.4 溫度顯示模塊　　通過采集DS18B20的溫度，同步顯示到LED顯示器上，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。模擬連線如圖（5）所示：　　圖（5）溫

25、度顯示模塊電路圖　　*注：由于protuse里沒有zlg7290元件，故此元件為自己畫出模擬實(shí)驗(yàn)板上電路圖。　　2.5 串行通信模塊　　通過兩片AT89C51之間的通信，把甲機(jī)上DS18B20采集的溫度發(fā)送到乙機(jī)上并顯示出來。模擬連線圖如圖（6）所示：　　圖（6）串行通信

26、模塊電路圖　　三、軟件設(shè)計(jì)說明　　3.1軟件總體設(shè)計(jì)方案　　3.1.1 軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)　?。?）結(jié)構(gòu)合理　　程序應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)。這不僅有利于程序的進(jìn)

27、一步擴(kuò)充，而且也有利于程序的修改和維護(hù)。在程序編程時(shí)，要盡量使得程序的層次分明，易于閱讀和理解。　?。?）操作性能好　　操作性能好是指使用方便。這點(diǎn)是、對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來說是很重要的。　　3.1.2 軟件主要功能模塊劃分

28、;　　3.2 軟件設(shè)計(jì)　　3.2.1 流程圖　　是　　否 　　圖（7）主流程圖<

29、p>　　3.3 總原理圖(模擬實(shí)驗(yàn)板接線圖)　　3.4 總程序　?。?）主機(jī)程序（發(fā)送）：　　#include<reg51.h>　　#include<intrins.h><p

30、>　　#include"ZLG7290.h"　　#include <math.H> //要用到取絕對(duì)值函數(shù)abs()　　#define uchar unsigned char　　void delayMS(unsigned cha

31、r i);　　void init(void); 　　uchar t1,t2,t3,t4,t5,t6;　　uchar code digit[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};　　uchar show[3];　　i

32、nt tempValue;　　sbit DQ = P3^3;　　sbit P10=P1^0; 　　/***********************************延時(shí)函數(shù)**********************************/　　void delay

33、(unsigned int i)　　{　　while(i--);　　}　　void delay1(unsigned int m) //延時(shí)函數(shù), 對(duì)于11.0592MHz時(shí)鐘,

34、 　　{　　unsigned int j;　　while(m--)　　{　　for(j = 0; j <

35、 125; j++);　　}　　}　　/****************************初始化DS18B20子程序*************************/　　void rese

36、t()　　{　　DQ=1;　　delay(5); 　　DQ = 0;　　dela

37、y(60); //拉低約800us, 符合協(xié)議要求的480us以上　　DQ = 1; //產(chǎn)生一個(gè)上升沿, 進(jìn)入等待應(yīng)答狀態(tài)　　delay(8);　　}&

38、lt;/b>　　/****************************檢測應(yīng)答脈沖子程序**************************/ 　　void retemp()　　{　　while(DQ);

39、　　while(~DQ); //檢測到應(yīng)答脈沖　　delay(4);　　}　　/******************************數(shù)據(jù)位讀取子程序******

40、***********************/　　bit readBit()　　{　　unsigned int i;　　bit b;

41、　DQ = 0;　　i++; //延時(shí)約8us, 符合協(xié)議要求至少保持1us　　DQ = 1;　　i++; i++; //延時(shí)約16us, 符合協(xié)議要求的至

42、少延時(shí)15us以上　　b = DQ;　　i = 8;　　while(i>0) i--; //延時(shí)約64us, 符合讀時(shí)隙不低于60us要求<

43、b>　　return b;　　}　　/**************************數(shù)據(jù)字節(jié)讀取子程序*****************************/　　unsigned char readByte()<

44、;p>　　{　　unsigned int i;　　unsigned char j, dat;　　dat = 0;　　for(i=0; i<8; i++)<

45、p>　　{　　j = readBit();　　//最先讀出的是最低位數(shù)據(jù)　　dat = (j << 7) | (dat >> 1);　　}&l

46、t;p>　　return dat;　　}　　/******************************寫命令子程序**************************/　　void writeByte(unsigned char dat)&l

47、t;p>　　{　　unsigned int i;　　unsigned char j;　　bit b;　　for(j = 0; j < 8; j++)<p&

48、gt;　　{　　b = dat & 0x01;　　dat >>= 1;　　//寫"1", 將DQ拉低15us后, 在15us~60us內(nèi)將DQ拉高　　if(b) </b&

49、gt;　　{　　DQ = 0;　　i++; i++; //拉低約16us, 符號(hào)要求15~60us內(nèi)　　DQ = 1; </p&

50、gt;　　i = 8; while(i>0) i--; //延時(shí)約64us, 符合寫時(shí)隙不低于60us要求　　}　　else //寫"0", 將DQ拉低60us~120us<

51、;b>　　DQ = 0;　　i = 8; while(i>0) i--; //拉低約64us, 符號(hào)要求　　DQ = 1;　　i++; i++;

52、　　}　　}　　/****************************啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換子程序******************************/　　void sendChangeCmd()

53、　　{　　reset(); //初始化DS18B20, 無論什么命令, 首先都要發(fā)起初始化　　retemp(); //等待DS18B20應(yīng)答　　delay1(1); /

54、/延時(shí)1ms, 因?yàn)镈S18B20會(huì)拉低DQ 60~240us作為應(yīng)答信號(hào)　　writeByte(0xcc); //寫入跳過序列號(hào)命令字 Skip Rom　　writeByte(0x44); //寫入溫度轉(zhuǎn)換命令字 Convert T　　}&l

55、t;/p>　　/****************************讀取溫度子程序**********************************/　　void sendReadCmd()　　{　　reset();<

56、/b>　　retemp();　　delay1(1);　　writeByte(0xcc); //寫入跳過序列號(hào)命令字 Skip Rom　　writeByte(0xbe); /

57、/寫入讀取數(shù)據(jù)令字 Read Scratchpad　　}　　//獲取當(dāng)前溫度值　　int getTmpValue()　　{<p&

58、gt;　　unsigned int tmpvalue;　　int value; //存放溫度數(shù)值　　float t;　　unsigned char low, high;　　sendReadCmd

59、();　　//連續(xù)讀取兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)　　low = readByte();　　high = readByte();　　//將高低兩個(gè)字節(jié)合成一個(gè)整形變量 　　tm

60、pvalue = high;　　tmpvalue <<= 8;　　tmpvalue |= low;　　value = tmpvalue; //使用DS18B20的默認(rèn)分辨率12位, 精確度為0.0625度, t = value * 0.0625;<

61、p>　　//將它放大100倍, 使顯示時(shí)可顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位, 并對(duì)小數(shù)點(diǎn)后第三進(jìn)行4舍5入 　　value = t * 100 + (value > 0 ? 0.5 :

62、-0.5); //大于0加0.5, 小于0減0.5　　return value;　　}　　/*****************************溫度顯示及報(bào)警子程序***************************/<p

63、>　　void display(int v)　　{　　unsigned char count;　　unsigned char datas[] = {0, 0, 0, 0, 0};　　unsigned int tmp = abs(

64、v);　　t1 = tmp / 10000;　　t2 = tmp % 10000 / 1000;　　t3 = tmp % 1000 / 100;　　t4 = tmp % 100 / 10;　　t5 = tmp % 10;</

65、p>　　ZLG7290_SendCmd(0x60,0x01f);　　delayMS(1);　　ZLG7290_SendCmd(0x61,0x1f);　　delayMS(1);　　ZLG7290_SendCmd(0x62,digit[t5]);&

66、lt;/p>　　delayMS(1);　　ZLG7290_SendCmd(0x63,digit[t4]);　　delayMS(1);　　ZLG7290_SendCmd(0x64,digit[t3]|0x80);　　delayMS(1);<

67、;/p>　　ZLG7290_SendCmd(0x65,digit[t2]);　　delayMS(1);　　if(t1==0)　　{　　ZLG7290_SendCmd(0

68、x66,0x1f);　　delayMS(1);　　}　　else　　{　　ZLG7290_SendCmd(0x66,

69、digit[t1]);　　delayMS(1);　　}　　show[0]=digit[t2];　　show[1]=digit[t3];　　show[2]=digit[t4];

70、;　　show[3]=digit[t5];　　/*********************************報(bào)警模塊*****************************/　　if(t2>=3)　　{

71、　　for(t6=0;t6<50;t6++)　　{　　P10=0;　　delay(99);　　P10=1;&l

72、t;/p>　　delay(90);}　　}　　else　　if(t2<=2)　　{&l

73、t;/p>　　if(t3<=7)　　{　　for(t6=0;t6<50;t6++)　　{　　P10=

74、0;　　delay(90);　　P10=1;　　delay(60);}　　}　　}</p&

75、gt;　　}　　/**************************串口初始化子程序******************************/　　void init(void) //初始化串口

76、;　　{　　TMOD=0x20; //設(shè)置定時(shí)器1為工作方式2　　TH1=0xfd; //裝初值設(shè)置波特率　　TL1=0xfd;</

77、b>　　TR1=1; //打開定時(shí)器1　　SM0=0; //8位異步收發(fā)　　SM1=1;

78、EA=1; //開總中斷　　ES=1; //開串行口中斷 　　}　　/**************************串口發(fā)送子程序

79、*******************************/　　void sendmengsse()　　{　　uchar i;　　SBUF='a';<

80、/b>　　while(!TI);　　TI=0;　　for(i=0;i<5;i++)　　{　　SBUF=show[i];

81、　　while(!TI);　　TI=0;　　}　　}　　/*********************************主函數(shù)*****

82、*************************/　　void main()　　{　　unsigned char i;　　init(); //串口初始化&l

83、t;/p>　　while(1)　　{　　sendChangeCmd(); //啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換

84、 　　display(tempValue); //溫度顯示 　　tempValue = getTmpValue();　　sendmengsse();　　}&l

85、t;p>　　}　?。?）從機(jī)程序：　　#include<reg52.h>　　#include<intrins.h>　　#include "ZLG7290.H

86、"　　#define uchar unsigned char　　#define uint unsigned int　　uchar show[3];　　uchar temp;　　uchar num;

87、　　uchar flag;　　sbit p13=P1^3;　　uchar t1,t2,t3,t4,a,b;　　void main()　　{ uint y;　　TMOD=0x20; //設(shè)置定時(shí)器1為工作方

88、式2　　TH1=0xfd; //裝初值設(shè)置波特率　　TL1=0xfd;　　TR1=1; //打開定時(shí)器1　　REN=1; //串行允許接收　　SM0=0

89、; //8位異步收發(fā)　　SM1=1;　　EA=1; //開總中斷　　ES=1; //開串行口中斷 　　num=0;<

90、p>　　flag=0;　　while(1) //等待中　　{ 　　if(t1==3&&flag==0x00)　　{</

91、p>　　p13=~p13;　　for(y=20;y>0;y--);　　}　　}　　}&

92、lt;/p>　　void ser() interrupt 4　　{ 　　RI=0;　　a=SBUF;　　if(a=='

93、;a')　　{　　flag=0x01;　　}　　if(flag==0x01)　　{&

94、lt;p>　　b=num%5;　　if(b==1)　　{ t1=a;}　　if(b==2)　　{

95、 t2=a;}　　if(b==3)　　{t3=a;}　　if(b==4)　　{

96、　　t4=a;　　flag=0x00; 　　ZLG7290_SendCmd(0x60+7,t1);　　ZLG7290_SendCmd(0x60+6,(t2|0x80));　　ZLG7290_SendCmd(0x

97、60+5,t3);　　ZLG7290_SendCmd(0x60+4,t4);　　}　　num=num++;　　}　　}

98、;　　四、調(diào)試　　4.1 調(diào)試　　1. 安裝D3 區(qū)JP12 接口上的短路帽，將D3區(qū)J91接口DQ針與A2區(qū)J58接口INT1(P3.3)相連。　　2. 安裝D7區(qū)JP1接口上的短路帽，將D7區(qū)

99、J4接口SDA,SCL針與A2區(qū)J58接口P17,P16 相連。　　3. 將D7區(qū)J2接口/RST針接上高電平。　　4. 連接好RS232接口　　5. 安裝D7區(qū)JP1接口上的短路帽將D7區(qū)J4接口SDA,SCL針與A2區(qū)J58 接口P17,P16 相連。　　6. 將D7

100、區(qū)J2 接口 /RST 針接上高電平。　　運(yùn)行程序，進(jìn)行調(diào)試。　　4.2 出現(xiàn)的問題及解決辦法　　在單片機(jī)之間進(jìn)行通訊傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，從機(jī)顯示的數(shù)據(jù)會(huì)周期性的閃爍，每隔大概四次運(yùn)行周期，從機(jī)接受到的數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)行一次跳變，導(dǎo)致數(shù)碼管閃爍。　　我們將從機(jī)的接受程序進(jìn)行改編，每次只接

101、受一個(gè)數(shù)據(jù)，接受到的數(shù)據(jù)任然會(huì)進(jìn)行閃爍。初步判斷為主機(jī)放松程序存在問題，所發(fā)送的數(shù)據(jù)存在跳變和亂碼。對(duì)主機(jī)程序進(jìn)行了認(rèn)真的查找和修改，未能修改成功，解決問題。　　總結(jié)　　本次的課程設(shè)計(jì)，讓我收獲了很多東西，不僅是關(guān)于專業(yè)知識(shí)方面的收獲，我還在指導(dǎo)老師那懂得了一些道理。他是我們學(xué)校的教授，才評(píng)上的，是我們學(xué)校最年輕的一

102、個(gè)教授。　　在實(shí)驗(yàn)中，他系統(tǒng)的指導(dǎo)了我們。教會(huì)了我們一些小東西，關(guān)于軟件怎么能好用一點(diǎn)，或者是怎么能簡單的去查找一個(gè)函數(shù)。這些很小很小的細(xì)節(jié)，我從這理解到，做任何事都是一點(diǎn)點(diǎn)的去了解，去知道，去了解他微小的那一部分，你才能漸漸的去理解他這個(gè)整體?！癋12”一個(gè)查找函數(shù)所在位置的快捷鍵，類似這樣的種種快捷的東西，我們了解的知道的越多，我們的能力自然會(huì)提高得越多。<p&

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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