畢業設計畢業論文基于89c51單片機的電子溫度計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 狀態字， “0”為寄生電源狀態， “1”為外部電源狀態。 DS18B20 要求有嚴格的時序來保證數據的完整。在單線 DQ 上，存在復位脈沖、存在脈沖、寫“ 0”、寫“ 1”、讀“ 0”和讀“ 1”幾種信號類型。其中，除了存在脈沖之外，均由單片機產生。而數據位的讀和寫則是通過使用讀、寫時隙實現的。 ○ 1 寫時 隙 寫時間隙分為寫“ 0”和寫“ 1”，時序如圖 36。在寫數據時間隙的前 15us, 單片機把 總線 拉至 低電平， 接下來 芯片 對 總線 進行 數據 采樣 ，采樣時間 為 15~60us，在 采樣時間內 ， 總線拉高則表示寫“ 1”，總線拉低則表示寫“ 0”。每發送 一位數據， 都 至少 應該有一個 15us 的低電平起始位，隨后的數據“ 0”或“ 1” 應該在45us 內完成。整個位的發送時間 應該保持在 60~120us，否則不能保證 正常 的通信 。 圖 36 寫時隙示意圖 ○ 2 讀時隙 讀時間隙必須先由主機產生至少 1us 的低電平 來 表示讀時間的起始。隨后在總線被釋放后的 15us 中 ， DS18B20 會發送內部數據位，如果發現總線為高電平表示讀出 “1”，如果總線為低電平 ， 則表示讀出數據 “0”。每一位 在 讀取之前都由控制器加一個起始信號。如圖 37 所示，必須在讀間隙開始的 15us 內讀取數據位才可以保證通信的正確。在通信時以 8 位 “0”或 “1”為一個字節，字節的讀或寫 9 從 A7 到 A0。 圖 37 讀時隙示意圖 3 系統液晶顯示設計 LCD1602 簡介 本設計所用的液晶顯示屏為長沙太陽人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器。該 字符型液晶模塊是用 57 點陣圖形來顯示字符 ，可以顯示 2 行 16 個字。在 LCD1602 液晶模塊內部的字符發生存儲器 中， 已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：英文字母的大小寫、 日文假名、阿拉伯數字 、和 常用的符號 等，每一個字符都 對應 一個固定的代碼，其代碼與標準的 ASCII 字符代碼一致。因此，我們只要寫入顯示字符的 ASCII 碼 即 可，這種標準化的設計給使 用帶來 了 很大的方便 。 液晶顯示器 LCD1602 管腳簡介 LCD1602 管腳分布 LCD1602 管腳分布如圖 31 所示。 圖 31 LCD1602 液晶顯示器管腳圖 10 LCD1602 管腳功能 LCD1602 管腳功能如表 31 所示。 表 31 LCD1602 管腳信號說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源 2 VDD 電源正極 3 VL 液晶顯示偏壓信號 4 RS 數據 /命令選擇端（ H/L） 5 R/W 讀 /寫選擇端 (H/L) 6 E 使能信號 7 D0 Data I/O 8 D1 Data I/O 9 D2 Data I/O 10 D3 Data I/O 11 D4 Data I/O 12 D5 Data I/O 13 D6 Data I/O 14 D7 Data I/O 15 BLA 背光源正極 16 BLK 背光源負極 LCD1602 工作原理 LCD1602 基本操作時序 ：輸入 時 RS=L， RW=H， E=H 輸出 時 D0~D7=狀態字 ：輸入時 RS=H， RW=H， E=H 輸出時 D0~D7=數據 令：輸入 時 RS=L， RW=L， D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 時沒有。 ：輸入 時 RS=H， RW=L， D0~D7=數據， E=高脈沖 輸出 時沒有。 11 LCD1602 狀態字說明 LCD1602 狀 態 字如表 32 所示。 表 32 LCD1602 狀態字說明 STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 STA0~6 為當前數據地址指針的數值； STA7 為讀寫使能操作，其為 1 時禁止，為 0 時允許。 LCD1602RAM 地址映射圖 控制器內部帶有 808 位（ 80 字節）的 RAM 緩沖區，對應關系如圖 32 所示。 L C D 1 6 字 X 2 行0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 A 0 B 0 C 0 D 0 E 0 F 1 0? ?2 74 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 A 4 B 4 C 4 D 4 E 4 F 5 0? ?6 7 圖 32 LCD1602RAM地址映射圖 12 LCD1602 指令說明 1 初始化設置 LCD1602開始 使用時 必須進行初始化 ,否則模塊無法正常顯示 ,下面介紹兩種初始化方法 。 ○ 1 利用內部復位電路進行初始化 下面指令是在初始化過程中執行的。 清屏 (DISPLAY CLEAR)。 功能設置 (FUNCTION SET)。 DL = 1: 8Bit 接口數據 。 N = 0: 1 行顯示 。 F = 0:57dot 字形 。 顯示開 /關控制 (DISPLAY ON/OFF CONTROL) D = 0: 顯示關 。 C = 0: 光標關 。 B = 0: 消隱關 輸入方式設置 (ENTRY MODE SET ) I/D = 1:(增量 ): S = 0: 無移位 : ○ 2 軟件復位 如果電路電源不能滿足復位電路的要求 ,那么 就需要用 軟件來實現 初始化 ,其初始化 過程如下 : 八位接口初始化流程圖 如下 13 電 源 開V D D 上 升 到 4 . 5 V 后 等 待 1 5R S R / W D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 00 0 0 0 1 1 X X X XR S R / W D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 00 0 0 0 1 1 X X X XR S R / W D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 00 0 0 0 1 1 X X X XR S R / W D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 00 0 0 0 1 1 N F X XR S R / W D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 00 0 0 0 0 0 1 0 X XR S R / W D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1R S R / W D B 7 D B 6 D B 5 D B 4 D B 3 D B 2 D B 1 D B 00 0 0 0 0 0 0 1 1 / 0 S初 始 化 結 束等 待 4 . 1 m s等 待 1 0 0 u s檢 查 忙 標 志 或 延 時 4 0 u s檢 查 忙 標 志 或 延 時 4 0 u s檢 查 忙 標 志 或 延 時 4 0 u s檢 查 忙 標 志 或 延 時 1 , 6 4檢 查 忙 標 志 或 延 時 4 0 14 2 顯示模式設置 顯示模式設計指令及功能如表 33 所示。 表 33 顯示模式設置指令 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設置 162 顯示， 57 點陣， 8 位數據接口 3 顯示開 /關及光標設置 顯示模式設計指令及功能如表 34 所示。 表 34 顯示開 /關及光標設置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D 為開關顯示位，為 1 時開顯示，為 0 時關顯示 。 C 為光標顯示位，為 1 時顯示光標，為 0時不顯示光標 。 B 為光標閃爍位，為 1 時光標 閃爍，為 0時不顯示 。 0 0 0 0 0 1 N S N 為指針控制位，為 1 時，讀或者寫一個字符后地址指針自動加一，且光標也加一。為 0 時，讀或者寫一個字符后地址指針自動減一，且光標也相應減一。 S 為移動位，為 1 時，每寫入一個字符，并且當 N 為 1 時整個顯示屏幕左移，為 0 時整個顯示屏幕右移。為 0 時，整個顯示屏幕不移動。 15 4 數據控制 控制器內部設有一個 固定的 數據地址指針， 因此 用戶可通過它來訪問 RAM內部的全部 80 字節。 數據指針指令及 其 功能如表 35 所示。 表 35 數據指針指令 指令碼 功能 80H+地 址碼（ 027H， 4067H） 設置數據地址指針 其他指令設置如表 36 所示。 表 36 其他指令設置 指令碼 功能 01H 顯示清屏： 02H 顯示回車：數據指針清零 LCD1602 初始化過程（復位過程） 首先 延時 15ms，然后寫指令 38H，接著延時 5ms，再寫指令 38H， 重復前兩次操作一次 。 以后每次寫指令，讀數據，寫數據之前都需要檢測忙信號 。 然后寫指令 38H，設置顯示模式，然后寫指令 08H，這是關閉顯示 。 接下來寫指令06H，顯示清屏，再寫指令 06H，顯示移動光標的設置，最后寫指令 0CH，打開顯示和光標設置。 4 系統軟件設計 主程序 構成及功能 系統程序主要包括 報警子程序、顯示溫度子程序、外部中斷 0 服務子程序、延時子程序、外部中斷 1 服務子程序、主程序等。 主程序的功能為： 主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20 的測量的當前溫度值， 每 1s 進行一次 溫度測量。 當溫度高于上線或者 16 低于下線的時候， 通過發光二極管的閃爍和蜂鳴器的鳴響來報警 。 主程序流程圖 DS18B20 的軟件設計 DS18B20 器件要求采用嚴格的通信協議，以保證數據的完整性。該協議定義了 四 種信號類型：復位脈沖 ； 應答脈沖時隙；寫 0、 寫 1 時隙；讀 0、 讀 1 時隙。 單片機 與 DS18B20 的通信，是通過操作時隙 在 單總線上 完成 數據傳輸。發送所有的命令和數據時，都是低位 字節 在前，高位 字節 在后。 的初始化 先將數據線 位 置 為 高電平 “ 1”，然后將 數據線 位 拉到低電平 “ 0”， 延時750us 后，再將 數據線 位 拉到高電 平“ 1” 。 此時 若 CPU 讀到了數據線上的低電平 “ 0” 后，還要做延時，其延時的時間從發出的高電平算起最少要 480us。 最后 將數據線 位 再次拉到高電平 “ 1” 后結束。 DS18B20 初始化程序為： void Init_DS18B20(void) 開始顯示當前溫度溫度大于上限 ？紅燈亮 ， 蜂鳴器響 溫度小于下限 ？藍燈亮 ， 蜂鳴器響結束YNYN 17 { unsigned char x=0。 DQ = 1。 //DQ 復位 Delay_DS18B20(8)。 //稍做延時