单片机数字温度计.docx
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单片机数字温度计.docx
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单片机数字温度计
1引言
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现.能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。
与传统的温度计相比,这里设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。
选用AT89C51型单片机作为主控制器件,DSl8B20作为测温传感器通过4位共阳极LED数码管串口传送数据,实现温度显示。
通过DSl8B20直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在0℃~100℃最大线性偏差小于0.1℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
2系统硬件设计方案
系统的硬件接线图如图2.1所示。
图2.1系统的硬件接线图
3软件设计
DSl8B20的主要数据元件有:
64位激光LaseredROM,温度灵敏元件和非易失性温度告警触发器TH和TL。
DSl8B20可以从单总线获取电源,当信号线为高电平时,将能量贮存在内部电容器中;当单信号线为低电平时,将该电源断开,直到信号线变为高电平重新接上寄生(电容)电源为止。
此外,还可外接5V电源,给DSl8B20供电。
DSl8B20的供电方式灵活,利用外接电源还可增加系统的稳定性和可靠性。
图3.1为读取数据流程图。
图3.1读取数据的流程图
读出温度数据后,LOW的低四位为温度的小数部分,可以精确到0.0625℃,LOW的高四位和HIGH的低四位为温度的整数部分,HIGH的高四位全部为1表示负数,全为0表示正数。
所以先将数据提取出来,分为三个部分:
小数部分、整数部分和符号部分。
小数部分进行四舍五入处理:
大于0.5℃的话,向个位进1;小于0.5℃的时候,舍去不要。
当数据是个负数的时候,显示之前要进行数据转换,将其整数部分取反加一。
还因为DS18B20最低温度只能为-55℃,所以可以将整数部分的最高位换成一个“-”,表示为负数。
图3.2为温度数据处理程序的流程图。
图3.2温度数据处理流程图
具体程序见附录。
4总结与体会
温度作为一个重要的物理量,是工业生产过程中最普遍、最常用的测量及被控参数之一。
随着社会的发展、科学技术的不断更新,温度的测量范围要求不断扩大,同时温度的测量准确性要求不断提高。
它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。
温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。
因此对温度测量的意义就越来越大。
电子体温计电路采用AT89S52作为核心器件实现对系统的自动控制。
外界温度经DS18B20集成温度传感器采集,温度变化最终转换为可被单片机识别的数字信号,单片机将采集到的温度值在LED数码管上显示出来。
当传统所使用的温度计通常都是精度为1°C和0.1°C的水银、煤油或酒精温度计。
这些温度计的刻度间隔通常都紧密,不容易准确分辨,读数困难,而且他们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便。
电子体温计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温速度快、测温准确、携带方便等优点。
5proteus仿真结果
在Proteus中仿真结果如图5.1所示。
图5.1proteus中仿真结果
参考文献
[1]陈明荧.8051单片机课程设计实训教材[M].北京:
清华大学出版社,2003年9月:
45-59.
[2]吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].第一版.北京:
清华大学出版社,2002:
120-140.
[3]冯博琴,微型计算机原理与接口技术[M].北京:
清华大学出版社,2004:
96-106.
附录程序源代码
DATA_BUSBITP3.3
FLAGBIT00H;标志位
TEMP_LEQU30H;温度值低字节
TEMP_HEQU31H;温度值高字节
TEMP_DPEQU32H;温度小数
TEMP_INTEQU33H;温度值整数
TEMP_BAIEQU34H;温度百位数
TEMP_SHIEQU35H;温度十位数
TEMP_GEEQU36H;温度个位数
DIS_BAIEQU37H;显示百位数
DIS_SHIEQU38H;显示十位数
DIS_GEEQU39H;显示个位数
DIS_DPEQU3AH;显示小数位
DIS_ADDEQU3BH;显示地址
ORG0000H
AJMPSTART
ORG0050H;初始化
START:
MOVSP,#40H
MAIN:
LCALLREAD_TEMP;调读温度程序
LCALLPROCESS;调数据处理程序
AJMPMAIN
;读温度程序
READ_TEMP:
LCALLRESET_PULSE;调用复位脉冲程序
MOVA,#0CCH;跳过ROM命令
LCALLWRITE
MOVA,#44H;读温度
LCALLWRITE
LCALLDISPLAY;显示温度
LCALLRESET_PULSE;调用复位脉冲程序
MOVA,#0CCH;跳过ROM命令
LCALLWRITE
MOVA,#0BEH;读缓存命令
LCALLWRITE
LCALLREAD
RET
;复位脉冲程序
RESET_PULSE:
RESET:
SETBDATA_BUS
NOP
NOP
CLRDATA_BUS
MOVR7,#255
DJNZR7,$
SETBDATA_BUS
MOVR7,#30
DJNZR7,$
JNBDATA_BUS,SETB_FLAG
CLRFLAG
AJMPNEXT
SETB_FLAG:
SETBFLAG
NEXT:
MOVR7,#120
DJNZR7,$
SETBDATA_BUS
JNBFLAG,RESET
RET
;写命令
WRITE:
SETBDATA_BUS
MOVR6,#8
CLRC
WRITING:
CLRDATA_BUS
MOVR7,#5
DJNZR7,$
RRCA
MOVDATA_BUS,C
MOVR7,#30H
DJNZR7,$
SETBDATA_BUS
NOP
DJNZR6,WRITING
RET
;循环显示段位
DISPLAY:
MOVR4,#200
DIS_LOOP:
MOVA,DIS_DP
MOVP2,#0FFH
MOVP0,A
CLRP2.7
LCALLDELAY2MS
MOVA,DIS_GE
MOVP2,#0FFH
MOVP0,A
SETBP0.7
CLRP2.6
LCALLDELAY2MS
MOVA,DIS_SHI
MOVP2,#0FFH
MOVP0,A
CLRP2.5
LCALLDELAY2MS
MOVA,DIS_BAI
MOVP2,#0FFH
MOVP0,A
MOVA,TEMP_BAI
CJNEA,#0,SKIP
AJMPNEXTT
SKIP:
CLRP2.4
LCALLDELAY2MS
NEXTT:
NOP
DJNZR4,DIS_LOOP
RET
;读命令
READ:
SETBDATA_BUS
MOVR0,#TEMP_L
MOVR6,#8
MOVR5,#2
CLRC
READING:
CLRDATA_BUS
NOP
NOP
SETBDATA_BUS
NOP
NOP
NOP
NOP
MOVC,DATA_BUS
RRCA
MOVR7,#30H
DJNZR7,$
SETBDATA_BUS
DJNZR6,READING
MOV@R0,A
INCR0
MOVR6,#8
SETBDATA_BUS
DJNZR5,READING
RET
;数据处理
PROCESS:
MOVR7,TEMP_L
MOVA,#0FH
ANLA,R7
MOVTEMP_DP,A
MOVR7,TEMP_L
MOVA,#0F0H
ANLA,R7
SWAPA
MOVTEMP_L,A
MOVR7,TEMP_H
MOVA,#0FH
ANLA,R7
SWAPA
ORLA,TEMP_L
MOVB,#64H
DIVAB
MOVTEMP_BAI,A
MOVA,#0AH
XCHA,B
DIVAB
MOVTEMP_SHI,A
MOVTEMP_GE,B
MOVA,TEMP_DP
MOVDPTR,#TABLE_DP
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#TABLE_INTER
MOVCA,@A+DPTR
MOVDIS_DP,A
MOVA,TEMP_GE
MOVDPTR,#TABLE_INTER
MOVCA,@A+DPTR
MOVDIS_GE,A
MOVA,TEMP_SHI
MOVDPTR,#TABLE_INTER
MOVCA,@A+DPTR
MOVDIS_SHI,A
MOVA,TEMP_BAI
MOVDPTR,#TABLE_INTER
MOVCA,@A+DPTR
MOVDIS_BAI,A
RET
DELAY2MS:
MOVR6,#3
LOOP3:
MOVR5,#250
DJNZR5,$
DJNZR6,LOOP3
RET
TABLE_DP:
DB00H,01H,01H,02H,03H,03H,04H,04H,05H,06H
DB06H,07H,08H,08H,09H,09H
TABLE_INTER:
DB03FH,006H,05BH,04FH,066H
DB06DH,07DH,07H,07FH,06FH
END
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