[基单片机高精度温度检测控制系统设计实现]
[基单片机高精度温度检测控制系统设计实现]
摘
温度检测控制系统渐渐日常生活中愈发重日常生活领域国家方量涉单片机温度检测控制温度计酒店紧急火灾报警温度感应器等等现研究第课题针基单片机温度检测控制系统应进行设计实现难题单片机实现高精度
研究课题采stc89c51单片机传感器作数字温度控制器检测芯片ds18b20相说较济检测精度相较高采数字温度传感器ds18b20进行温度检测报警lcd1602液晶显示检测温度数保存单片机eeprom中样达断电数存储佳效果图示数字温度传感器中采集数字温度检测值超单片机设定值时候系统通控制蜂鸣器ledrom发出光声进行报警做传感器设计相说价格低廉程度达高检测精度
关键字：DS18B20温度传感器高精度温度预警
[Design and Implementation of High Precision Temperature Detection and Control System Based on Single Chip Computer]
ABSTRACT
The temperature detection and control system is gradually becoming more and more important in our lives There are many places in our life that are involved in temperature detection and control such as thermometers hotel fire alarm sensors etc The subject of my research is mainly for the design and implementation of temperature detection and control system based on single chip microcomputer the main problem is how to achieve high precision This subject mainly uses STC89C51 singlechip microcomputer as the main control chip Because DS18B20 is relatively economical and has relatively high precision it uses digital temperature sensor DS18B20 for temperature detection alarm and LCD1602 liquid crystal to display the detected temperature All data is stored in the EEPROM of the singlechip microcomputer so as to achieve the effect of poweroff storage When the temperature collected by the sensor exceeds our set value the system will control the buzzer and an LED to emit a photoacoustic alarm The design I made is relatively inexpensive and achieves maximum precision Keywords DS18B20 temperature sensor high precision temperature warning
目 录
1 前言 1
11 设计选题背景 1
12 设计研究现状分析 1
13 设计研究容 2
2 系统硬件方案选择 1
21 硬件方案选择 1
211 控芯片选择 1
212 显示器件选择 2
213 温度传感器选择 2
214 报警模块选择 3
22 系统总体方案 3
3 系统硬件电路设计 5
31 STC89C51单片机系统设计 5
311 STC89C51概述 5
312 STC89C51引脚说明 5
313 STC89C51单片机系统 7
32 LCD1602液晶显示介绍 9
321 LCD1602概述 9
322 LCD1602引脚说明 10
323 LCD1602工作原理 11
33 DS18B20温度传感器设计 12
331 DS18B20概述 12
332 DS18B20工作原理 13
34 蜂鸣器电路设计 16
35 独立键电路设计 16
36 原理图绘制软件介绍 17
4 系统软件部分设计 18
41 软件开发环境介绍 18
42 系统重函数介绍 18
421 函数设计 18
422 LCD1602显示函数设计 19
423 DS18B20温度采集函数设计 20
43 系统软件测试 21
5 结 23
参考文献 24
1 前言
11 设计背景
温度检测控制系统目前非常广泛存生产生活现手动简单温度计检测控制加热者冷温度样仅仅控制精度低实时性差操作工作量加现户半导体二极作温度传感器互换性差理想温度检测控制系统世界行业里温度求非常高常会发生适宜工作环境温度导致事工业生产生活员安危忽视问题处理潜隐患设计高精度温度检测控制系统设计采较新兴单片机温度传感器设计简单温度检测控制系统价格低廉操作简单测量精度较高操作性强优点作类似生活医疗者工业生产等等方面作参考进行温度检测控制测量机柜中温度超出限制情况进行控制调节报警确保环境保持限温度
12 设计研究现状分析
目前全世界温度检测控制系统求越越强烈生活生产时时刻刻离开温度检测控制系统温度检测精度求愈发高全世界已非常重视温度检测全世界范围非常广泛目前全世界温度控制系统发展非常迅速效果显著单片机等微处理器性日益提高现单片机价格越越低性价格优势非常明显样更单片机技术应测试温度动控制领域已吸引非常制造商目前先进发达国家种窑炉单片机具高测试动化温度控制水配备完整测试温度控制仪器先进计算机动控制系统超规模集成电路技术进步发展导致单片机诞生产品具身体积较强温度控制功高性价等诸优点非常广泛应种类似计算机电子仪器家电器军事设备机器工业程控制等种应领域单片机产品更巧更符合智改善产品温度控制功提高产品质量降低制造成简化产品设计
13 设计研究容
单片机通单条总线温度传感器传输数收集数转换实际温度进行相应处理
2 系统硬件方案选择
章介绍系统中设备选择较 进行全面较考虑选择适合设计组解决方案
21 硬件方案选择
构建硬件电路前必须明确定义设计计划通较模块选择适合该设计硬件程度提高器件效率
211 选择控芯片
方案：
选择STC89C51单片机作设计控制芯片 STC89C51宏景科技限公司生产低功耗高性八位CMOS微处理器具8k线编程片闪存 STC89C51微控制器核MCS51核指令MCS51完全兼容 该微控制器已升级芯片具传统51微控制器没许功 例该芯片具4K EEPROM存储 需断电存储数时直接单片机部存储需存储外部存储芯片中 STC89C51微控制器具简单开发载线编程低成优点非常选择
方案二：
选择PIC16F877A单片机作设计控芯片 PIC16F877AMicrochip生产开发新产品 属PICmicro系统8位单片机 具闪存程序存储功重复擦写入程序 开发成高难度较
基描述考虑资源合理利成开发难度终决定采宏景科技STC89C51微控制器作设计控制芯片
212 选择显示器件
方案：
选择LED数码动态扫描显示 LED数码价格适中会贵更适合显示数字简单字母 动态扫描方法连接单片机时会占更CPU I O端口单片机IO端口输出电流足需驱动器放通驱动电路电流需电路控制数字果显示显示容会更 电路焊接机会增加 极少出现焊接错误
方案二：
选择LCD1602液晶显示器 LCD1602液晶做LCD1602字符液晶 液晶显示器功强时显示16 * 232字符中包括数字字母符号者定义字符 LCD1602液晶显示器中字符5 * 7点矩阵组成 LCD1602采行数传输串行数传输 控制简单基HD44780液晶控制原理市场基差
方案三：
选择LCD12864液晶显示器 带汉字库128X644位 8位行2线3线串行接口模式显示分辨率128×64置8192汉字具16 * 16点 128 16 * 8点ASCII字符集 该模块灵活界面模式简单方便操作说明形成完整中文机交互图形界面 显示8×4行16×16点矩阵汉字完成图形显示 低电压低功耗重特征 LCD12864液晶显示器功强显示容太造成显示空间浪费进导致液晶成高
数表明LCD1602符合设计实验求
213 选择温度传感器
方案：
选择热敏电阻传感器作设计温度传感器利热敏电阻特性分压值传感器温度发生变化收集两热敏电阻温度分压值进行相应ad转换种简单设计方式需基ad转换集成电路会增加设计硬件成热敏电阻特性温度敏感电阻特性曲线严格线性会容易引起较测量误差
方案二：
选择模拟温度传感器AD590作设计温度传感器传感器输出电流会温度变化变化需设计电路转换成电压变化然A D转换连接单片机 种方法非常麻烦成高会电流电压转换A D转换中产生误差
方案三：
选择数字温度传感器DS18B20作设计温度传感器 种类型传感器数字传感器需条数线进行数传输 较容易单片机连接起 卸A D模块减少硬件成简单化系统电路 外数字温度传感器具测量精度高测量范围广优点
选择DS18B20作设计温度传感器
214 选择报警模块
方案：
动脉蜂鸣器种源信号蜂鸣器部工作理想脉信号直流电通常标记脉信号vdcvdd等动蜂鸣器部简单振荡电路振荡器恒定直流电信号转换定电压频率脉交流电信号蜂鸣器表面交变磁场蜂鸣器驱动钼振动某源蜂鸣器允许特定交流脉信号正常工作交流脉信号理想脉电压振荡频率高通常适合种蜂鸣器工作方法
方案二：
动蜂鸣器 动蜂鸣器没部驱动电路 公司工厂称蜂鸣器国家标准称蜂鸣器 动蜂鸣器操作理想信号方波 果蜂鸣器响应直流前信号磁路恒定钼板法振动
推荐采源信号输入位置较固定方便日常操作种源信号蜂鸣器
22 设计系统总体方案
根统计数分析家讨终决定采温度传感ds18b20单片机采stc89c51lcd1602显示屏采源蜂鸣器作电源进行报警led灯光传感器实现灯光报警键传感器动设置传感器报警限传感器限检测温度检测报警数设置温度值存储单片机stc89c51eeprom中(传感器具动断电保护功)
设计具体系统方案图21示
图21 系统方案
3 系统硬件电路设计
书第章节介绍系统设计中模块部分集成电路结构设计工作原理通集成模块电路功结构描述解设计工作原理基系统设计中发挥作
31 STC89C51单片机系统设计
311 STC89C51概述
stc89c51款美国戴尔stc仪器公司开发生产种低功耗成功耗高性cmos8位闪存微控制器带8k节系统外编程8位闪存非常典stmcs51核已开始装载现新stc89c51新核已基开始更新发展重改进芯片具编程单片机没类似51单片机没具备功stc89c51需具标准功8k字4节编程闪存512字节闪存ram325位io线门狗中断定时器置4kbeeprommax810复位中断电路3616位门狗定时器中断计数器47外部中断a7量4k级中断结构(市场传统51量59级2中断计数器结构兼容)全双工串行中断端口外stc89c51动降低频率0hz进行静态逻辑中断操作支持2*软件选择省电保护模式动空闲掉电保护模式cpu动停止卫星中断工作允许ram计时器中断计数器串行中断端口外部中断电路继续时工作动掉电保护模式会动保存ram然动冻结机振荡器停止机微控制器逻辑中断工作直次串行中断计数器硬件复位结束止工作频率选择356mhz6t12t完全选
312 STC89C51引脚说明
STC89C51采PDIP（40pin）PLCC（44pin）封装 设计中DIP40串联封装 封装焊接时先IC插座焊接然焊接然芯片插入IC插座 样方便更换芯片避免芯片 高温焊接时损坏 STC89C5140引脚中32控制引脚P0P1P2P3 引脚单独时控制IO端口某位 控制期间定义输入输出非常方便 分配IO值时IO端口动更改输出读取IO端口时IO端口动更改输入
STC89C51单片机引脚作表31示
表31 STC89C51单片机引脚功表
引脚
引脚名称
应功作
1~8引脚
P10~P17（P1）
P1端口带部拉电阻8位双I O端口 P1端口缓器接收输出4TTL门电流 1写入P1端口引脚部拉高电作输入 外部P1端口拉低电时部拉输出输出电流 闪存编程验证期间端口P1接收第八址
9引脚
RST
复位输入引脚振荡器复位需保持两机器周期高电
1017引脚
P30~P37（P3）
P3端口引脚带部拉电阻8双I O端口接收输出4TTL栅极电流 P3端口写 1时部拉高高电作输入 作输入外部拉电阻较低P3端口输出电流（ILL） 拉引起 P3端口作51单片机某特殊功端口
18引脚
XTAL2
部时钟电路输入反振荡放器输入口
19引脚
XTAL1
反振荡器输出
20引脚
GND
单片机电源
21~28引脚
P20~P27（P2）
P2端口带部拉电阻8位双I O端口 P2端口缓器接收输出4TTL门电流 P2端口写 1时引脚部拉电阻High拉作输入 作输入P2端口引脚外部拉输出电流 部拉引起
29引脚
PSEN
改引脚外部程序存储器选通信号口时般没
30引脚
ALE
设计没做解释
31引脚
EAVPP
设计中直接该引脚截VCC处直高电状态工作部程序存储器
32~39引脚
P07~00（P0）
P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流P0口脚第次写1时定义高阻输入
40引脚
VCC
单片机电源45~55V正极
STC89C51单片机P3口第二功表表32示
表32 STC89C51单片机P3口第二功表
引脚
引脚名称
应功作
10
RXD
该引脚特殊功串行输入口单片机载程序时需
11
TXD
该引脚特殊功串行输出口样单片机载程序时需
12
INT0
该引脚作单片机外部中断0触发引脚触发方式进行配置相应寄存器实现
13
INT1
该引脚作单片机外部中断1触发引脚触发方式进行配置相应寄存器实现
14
T0
该引脚作单片机外部计数器0触发引脚
15
T1
该引脚作单片机外部计数器1触发引脚
16
WR
该引脚作单片机外部数写选通口
17
RD
该引脚作单片机外部数读选通口
313 STC89C51单片机系统
单片机操作系统中熟悉容易理解词单片机少量控制元件正常工作系统次介绍51单片机系统必组成基功第电子产品缺两部分变压器电源电源振荡器系统量动力源系统设计中目前选单片机振荡器45~55v间正常电压工作直接通采usb电源输出线插头连接普通电源数线插头5v移动电源系统进行供电接xtal1者xtal2独立两输入正相版独立输出反相版信号放器独立两石英晶体振荡器配置片定时振荡器者外部时钟直接放器驱动图31中晶振电路采部时钟驱动模式说部振荡器完全直接利时钟驱动芯片部振荡电路芯片xtal1者xtal2两引脚分连接定时振荡元件(串联石英晶体两联电容器)产生激防止振荡实验时钟驱动装置采12米石英晶体振荡器振荡器尺寸频率影响微微晶体振荡器联两晶体电容器尺寸功作频率微调采石英晶体时电容选择020~40pf(设计采30pf)间采陶瓷谐振器时电容应适增030~50pf间通常考虑选择30pf型陶瓷谐振电容器
图31 晶振电路
复位动控制电路致细分电源供电动控制复位输出电路控制z电源开关动控制复位图32示动快速复位开关控制电路功包括xx两种动快速复位控制模式通电时电容器两端电流正极负电压突然发生变化时电容器正负极通漏电连接动进行复位电压全部施加电阻复位输入高芯片复位然+50V电源电容器开始充电电阻复位电压渐渐降低数值等00芯片复位电路工作正常联复位器连接电容器两端第复位电阻钮复位钮时电路两端实现电复位芯片正常工作复位钮vrst引脚电路出现定高电达手动电复位理想效果般说电容器brst引脚电路保持010ms定高电读写器效实现电复位nmcu图中示两典数值读写器复位电阻钮电容两数量级电阻复位电容实际生产中进行代时读写器行计算arc充电时间正常工作环境中进行测量效确保整单片机复位电路
图32 复位电路
完整STC89C51单片机系统系统电路图图33示
图33 单片机STC89C51系统
32 LCD1602液晶显示介绍
321 LCD1602简单概述
lcd1602液晶显示模块实种液晶模块 采点阵字符位专门模块显示字母数字符号05x75x911等点阵字符位模块组成点阵字符分点阵字符显示点阵字符空间存点阵字符间点阵行间点阵行空间功作显示字符串点空间行点空间显示点阵图形lcd1602液晶显示模块搭载hd44780控制器hd44780具简单强指令集指令控制功控制点阵字符移动闪烁lcd16023液晶液晶单片机间视频通信数选择采q8位4位行传输hd44780控制器两8位数寄存器指令寄存器(eir)数显示寄存器(rdr)忙显示标志(tbf)显示标志数寄存器ram(ddram)字符数发生器roma(cgorom)字符数发生器cgram(cgram)址计数器cgram(ac)模块组成pir分时存储指令码指令码数时读写进行时读出bdr分时存储指令码数部操作动分写入选时ddram时cgram时分存储ddram时cgram模块读出指令码数外pirbf1时液晶显示控制器模块然处部工作模式动响应外部操作指令动接收数ddtam时存储显示字符时存储80字符代码cgrom5×7点阵字符1605×10点阵字符分生成432种8位点阵字符编码cgram户址码编写特殊字符址码容量通常664字节您户选择定义485*7点阵字符345*10点阵字符ac时存储gddramcgram户址果您址码指令动写入irir寄存器会动您址码加载ac中时您选择ddramcgram
LCD1602液晶实物图图34示
图34 fLCD1602液晶实物图
322 LCD1602引脚说明
lLCD1602液晶显示器引脚功描述表33
表33 LCD1602引脚
排号
名称
定义
排号
名称
定义
1
Vss
工作电压负极
9
D2
数端
2
Vcc
工作电压正极
10
D3
数端
3
VL
液晶调节端
11
D4
数端
4
RS
数命令端（HL）
12
D5
数端
5
RW
读写端（HL）
13
D6
数端
6
E
信号端
14
D7
数端
7
D0
数端
15
Bla
背景灯正端
8
D1
数端
16
Blk
背景灯负端
2组电源：组液晶背光灯电源组液晶工作电源两5V供电
rs读出输入数命令端口输出输入数选择端引脚低高电时进行数写入读出数命令传输时引脚低高电时进行读入写出数传输命令
RW读写选择端端口高时液晶外围执行读操作引脚低时单片机液晶执行写操作
vo功作作显示颜色度调节端硬件户直接通调节显示加速度显示电位器硬件接口行手动控制调节软件显示电位器软件度硬件显示电位器接口接调节显示电位器软件度动调节端
e引脚通常提供数处理功终端e引脚通电路接收外部高功率脉数信号传送出液晶电视显示
D0—D78位数总线
323 LCD1602工作原理
lcd1602单片机具11条字符指令想完成特定显示功利11条字符指令单片机发送达成目开关清屏显示等lcd1602带字库指令需进行显示时候直接调字库指令进行显示假字母库中没定义字符话直接定义字符写入cgrom中满足单片机需定义字符分辨率5*8定义字符数量限需合理空间进行安排单片机字库中定义8字符加入定义字符通字模写入lcd字符写入cgrom中已意进行调调字符操作方式前显示字符操作方式摸样
控制器LCD1602液晶显示器会LCD1602进行写入读写数指令操作状态写入操作写读入数读读指令操作状态写入操作读数读写指令操作状态写入操作写读读数指令操作读读具体群体数状态读读操作应引脚工作状态电图表34示
表34 LCD1602操作指令应引脚电
读状态
写指令
读数
写数
输入
RSLRWHEH
RSLRWLD0D7指令码E高脉
RSHRWHEH
RSHRWLD0D7数E高脉
输出
D0D7状态
D0D7数
表中e寄存器端rs指令寄存器选择寄存器rsh时h表示选择相应数寄存器rsl时表示选择指令寄存器rw寄存器信号线rwh时信号线执行读指令写操作rwl时信号线执行指令写操作lcd1602具体指令读操作时序表图35写操作时间序列表图36示
图35 LCD1602读操作时序图
图36 LCD1602写操作时序图
单片机时候d0~d7连接51单片机p0方便单片机进行信号数存储传输单片机vl口需连接调节电位器进行调节电器位器改变时接入vl电压发生变化进行电压显示时候清晰度发生变化实际时采固定电位器采固定阻值器方式调节电阻样电阻够方便进行调节信号电压应场合具体电路olcd1602电路结构图设计图37示
图37 LCD1602电路图
33 DS18B20温度传感器设计
331 DS18B20简单概述
ds18b20温度传感器种美国达拉斯加半导体公司开发种新型智高温度传感器ds18b20性设计特点唯单调数线接口需端口引脚进行数通信端口vds18b20三十条单调数线实现点行通信连接具备点时组网功需外部设备单调数线温度计进行供电电压范围般30~55v机功耗般零设计9位12位二进制数字温度量表示温度户定义温度报警搜索命令设置报警搜索命运令识动标记具超温度报警程序定义温度(温度报警必条件)报警设备温度计电源负电压特性非负电压极性发生颠倒温度计正常工作温度计会电源发热损坏DS18B20温度传感器引脚图图38示
图38 DS18B20温度传感器引脚图
332 DS18B20工作原理
表35 DS18B20 ROM指令表
指令
约定代码
功
读ROM
33H
读DS1820温度传感器ROM中编码（64位址）
符合ROM
55H
发出命令接着发出 64 位 ROM 编码访问单总线该编码相应 DS1820 作出响应步该 DS1820 读写作准备
搜索ROM
0FOH
确定挂接总线 DS1820 数识 64 位 ROM 址操作器件作准备
跳ROM
0CCH
忽略 64 位 ROM 址直接 DS1820 发温度变换命令适单片工作
告警搜索命令
0ECH
执行温度超设定值限限片子做出响应
表36 DS18B20 RAM指令表
指 令
约定代码
功
温度变换
44H
启动DS1820进行温度转换12位转换时长750ms（9位9375ms）结果存入部9字节RAM中
读暂存器
0BEH
读部RAM中9字节容
写暂存器
4EH
发出部RAM34字节写限温度数命令紧该命令传送两字节数
复制暂存器
48H
RAM中第34字节容复制EEPROM中
重调 EEPROM
0B8H
EEPROM中容恢复RAM中第23字节
读供电方式
0B4H
读DS1820供电模式寄生供电时DS1820发送0外接电源供电 DS1820发送1
DS18B20单总线控制时序图图39示
图39 DS18B20单总线操作时序图
表37 DS18B20输出温度值
温度值
二进制输出
十六进制输出
+125℃
0000 0111 1101 0000
07D0h
+85℃
0000 0101 0101 0000
0550h
+250625℃
0000 0001 1001 0001
0191h
+10125℃
0000 0000 1010 0010
00A2h
+05℃
0000 0000 0000 1000
0008h
0℃
0000 0000 0000 0000
0000h
05℃
1111 1111 1111 1000
FFF8h
10125℃
1111 1111 0101 1110
FF5Eh
250625℃
1111 1110 0110 1111
FF6Fh
55℃
1111 1100 1001 0000
FC90h
时候DS18B20IO引脚接10K拉电阻电路图图310示
图310 DS18B20电路图
34 蜂鸣器电路设计
黄蜂式轰鸣器般采5v高频电磁波源高频蜂鸣器产生电磁波源器蜂鸣器两工作输出电流般非较单片机两io口通常缺点直接全开关电路板驱动应该优先考虑直接三极晶体开关电路控制元件直接驱动产生电磁波源电蜂鸣器里般建议选08550三极体导PNP型三极1K电阻底座串联连接MCUIO端口时IO端口低功率时三极开蜂鸣器开始鸣响IO端口输出高功率时三极关闭停止鸣响蜂鸣器电路文211示
图211 蜂鸣器电路
35 独立键电路设计
电路设计里面钥匙键接电路机交互操作通独立钥匙键接电路交互进行钥匙通单片机io口进行接种电路设计单片机需输出空气情况IO默认高电果未该键相IO处空气状态IO端口电K拉低样需循环检查IO口否低电判断单片机否键然关键处金属释放会抖动纹波必程序中加入短延时起消抖动效果具体电路图212示
图212 独立键电路
三键功分
第简单设置键直接进入手动设置设定限时值hxxx整数码进行设置动显示次直接进入手动设置设定限时值lxxx整数码进行设置动显示退出恢复正常显示
第二工作键系统设置工作模式应键参数二加
第三键系统设置键模式应键参数样减加二者减
36 原理图绘制软件介绍
Altiumdesigner该软件基altiumc公司2004年推出款物理电路设计软件版实际该软件电路设计功非常全面帮助户实现概念说明书设计顶层系统架构设计数输出生产数分析验证设计数采集理protel98protel99segnerproteldxp实际前电路设计版现非常流行Altiumdesigner2004仅该软件pcupcb(嵌入式印刷电路板)系统设计工具该软件物理电路模块设计软件组成系统工具包括sch(嵌入式原理电路图)设计sch(嵌入式原理电路图)仿真pcb(嵌入式印刷电路板)设计版动路器FPGA设计嵌入式软件开发覆盖范围包哦pcapcb软件设计核心整物理电路设计步设计软件结合项目理原理图pcb电路结构图双步设计技术通道电路设计拓扑动电路布线集成电路仿真电路设计开发提供力技术支持现protel99早期步设计版软件相altiumdesigner2004仅软件外观豪华强非常提高电路设计双步性集成先进VHDLFPGA设计理系统结构功改善增强
4 系统软件部分设计
41 软件开发环境介绍
42 系统重函数介绍
421 函数设计
main函数maivoidmain()应程序入口函数必须包含完整应程序中函数开始通常需进行初始化重新分配完整变量入口mcu需进行初始化外围设备然样正常投入初始化进入死循环果退出意味着进入次死循环果继续循环意味着已加入死执行循环样直接达实时检测控制程序执行目基程序操作系统设计中程序函数中需留太执行代码程序允许具体执行代码通常程序函数进行封装然相应程序函数中进行调读取修改报错较方便具体流程图41示
图41 函数流程图
422 LCD1602显示函数设计
LCD1602项液晶电视显示设备程序工作严格国液晶电视显示设备厂家规定工作进行时序技术求严格进行编程程序正常完成lcd602液晶电视显示器执行程序理需执行时序命令行数重新写入现实重新重复显示数执行位置文件址然现实时序命令执行序重新次写入重复显示数址写入显示第容址会动增加函数名 lcd1602﹐write﹐character(ucharxucharyuchar*p)参数xy*s中xy分表示液晶屏位置坐标*s表示屏幕显示字符数组显示软件根户需设定显示位置坐标计算址显示软件函数流程图42示
图42 显示子函数流程图
423 DS18B20温度采集函数设计
第温度传感器DS18b20需台电脑板功传感器开始时进行初始化传感器初始化工作目通配置功传感器寄存器ds18b20转换精度达12位样进行初始化寄存器已直接读取传感器ds18b20转换温度果开始时需直接读取传感器ds18b20转换温度第步需复位DS18B20第二步果总线传感器跳读取序列号开始温度转换复位跳序列号匹配然发送读取温度指令第三步读取写入数温度寄存器数读取寄存器会写入数温度转换实际温度具体流程图示图43示
图43 DS18B20温度采集流程图
43 系统软件测试
系统软件调试中遇问题：（1）LCD1602液晶发送清屏 命令时LCD1602没成功清屏解决方案：参LCD1602说明书发现清屏指令确实0x01程序摸样显示屏显示容说明程序发送指令没错误没显示清楚发送清屏指令否进入容显示值怀疑lLCD1602处理速度够清屏 指令没实际执行添加40毫秒延迟然发现载程序次执行清屏幕命令思想然仔细翻阅说明书发现LCD1602清屏确实需164ms执行时间终程序采4ms延时（2） EEPROM存储错误解决方案：开始读写数前没进行操作样完成数存储然通查阅数知写入数前STC MCU部EEPROM必须擦扇区然话程序里面写入数会擦结果身数匹配然数写入程序前添加擦扇区数正常存储
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[基单片机高精度温度检测控制系统设计实现]
[基单片机高精度温度检测控制系统设计实现]
摘
温度检测控制系统渐渐日常生活中愈发重日常生活领域国家方量涉单片机温度检测控制温度计酒店紧急火灾报警温度感应器等等现研究第课题针基单片机温度检测控制系统应进行设计实现难题单片机实现高精度
研究课题采stc89c51单片机传感器作数字温度控制器检测芯片ds18b20相说较济检测精度相较高采数字温度传感器ds18b20进行温度检测报警lcd1602液晶显示检测温度数保存单片机eeprom中样达断电数存储佳效果图示数字温度传感器中采集数字温度检测值超单片机设定值时候系统通控制蜂鸣器ledrom发出光声进行报警做传感器设计相说价格低廉程度达高检测精度
关键字：DS18B20温度传感器高精度温度预警
[Design and Implementation of High Precision Temperature Detection and Control System Based on Single Chip Computer]
ABSTRACT
The temperature detection and control system is gradually becoming more and more important in our lives There are many places in our life that are involved in temperature detection and control such as thermometers hotel fire alarm sensors etc The subject of my research is mainly for the design and implementation of temperature detection and control system based on single chip microcomputer the main problem is how to achieve high precision This subject mainly uses STC89C51 singlechip microcomputer as the main control chip Because DS18B20 is relatively economical and has relatively high precision it uses digital temperature sensor DS18B20 for temperature detection alarm and LCD1602 liquid crystal to display the detected temperature All data is stored in the EEPROM of the singlechip microcomputer so as to achieve the effect of poweroff storage When the temperature collected by the sensor exceeds our set value the system will control the buzzer and an LED to emit a photoacoustic alarm The design I made is relatively inexpensive and achieves maximum precision Keywords DS18B20 temperature sensor high precision temperature warning
目 录
1 前言 1
11 设计选题背景 1
12 设计研究现状分析 1
13 设计研究容 2
2 系统硬件方案选择 1
21 硬件方案选择 1
211 控芯片选择 1
212 显示器件选择 2
213 温度传感器选择 2
214 报警模块选择 3
22 系统总体方案 3
3 系统硬件电路设计 5
31 STC89C51单片机系统设计 5
311 STC89C51概述 5
312 STC89C51引脚说明 5
313 STC89C51单片机系统 7
32 LCD1602液晶显示介绍 9
321 LCD1602概述 9
322 LCD1602引脚说明 10
323 LCD1602工作原理 11
33 DS18B20温度传感器设计 12
331 DS18B20概述 12
332 DS18B20工作原理 13
34 蜂鸣器电路设计 16
35 独立键电路设计 16
36 原理图绘制软件介绍 17
4 系统软件部分设计 18
41 软件开发环境介绍 18
42 系统重函数介绍 18
421 函数设计 18
422 LCD1602显示函数设计 19
423 DS18B20温度采集函数设计 20
43 系统软件测试 21
5 结 23
参考文献 24
1 前言
11 设计背景
温度检测控制系统目前非常广泛存生产生活现手动简单温度计检测控制加热者冷温度样仅仅控制精度低实时性差操作工作量加现户半导体二极作温度传感器互换性差理想温度检测控制系统世界行业里温度求非常高常会发生适宜工作环境温度导致事工业生产生活员安危忽视问题处理潜隐患设计高精度温度检测控制系统设计采较新兴单片机温度传感器设计简单温度检测控制系统价格低廉操作简单测量精度较高操作性强优点作类似生活医疗者工业生产等等方面作参考进行温度检测控制测量机柜中温度超出限制情况进行控制调节报警确保环境保持限温度
12 设计研究现状分析
目前全世界温度检测控制系统求越越强烈生活生产时时刻刻离开温度检测控制系统温度检测精度求愈发高全世界已非常重视温度检测全世界范围非常广泛目前全世界温度控制系统发展非常迅速效果显著单片机等微处理器性日益提高现单片机价格越越低性价格优势非常明显样更单片机技术应测试温度动控制领域已吸引非常制造商目前先进发达国家种窑炉单片机具高测试动化温度控制水配备完整测试温度控制仪器先进计算机动控制系统超规模集成电路技术进步发展导致单片机诞生产品具身体积较强温度控制功高性价等诸优点非常广泛应种类似计算机电子仪器家电器军事设备机器工业程控制等种应领域单片机产品更巧更符合智改善产品温度控制功提高产品质量降低制造成简化产品设计
13 设计研究容
单片机通单条总线温度传感器传输数收集数转换实际温度进行相应处理
2 系统硬件方案选择
章介绍系统中设备选择较 进行全面较考虑选择适合设计组解决方案
21 硬件方案选择
构建硬件电路前必须明确定义设计计划通较模块选择适合该设计硬件程度提高器件效率
211 选择控芯片
方案：
选择STC89C51单片机作设计控制芯片 STC89C51宏景科技限公司生产低功耗高性八位CMOS微处理器具8k线编程片闪存 STC89C51微控制器核MCS51核指令MCS51完全兼容 该微控制器已升级芯片具传统51微控制器没许功 例该芯片具4K EEPROM存储 需断电存储数时直接单片机部存储需存储外部存储芯片中 STC89C51微控制器具简单开发载线编程低成优点非常选择
方案二：
选择PIC16F877A单片机作设计控芯片 PIC16F877AMicrochip生产开发新产品 属PICmicro系统8位单片机 具闪存程序存储功重复擦写入程序 开发成高难度较
基描述考虑资源合理利成开发难度终决定采宏景科技STC89C51微控制器作设计控制芯片
212 选择显示器件
方案：
选择LED数码动态扫描显示 LED数码价格适中会贵更适合显示数字简单字母 动态扫描方法连接单片机时会占更CPU I O端口单片机IO端口输出电流足需驱动器放通驱动电路电流需电路控制数字果显示显示容会更 电路焊接机会增加 极少出现焊接错误
方案二：
选择LCD1602液晶显示器 LCD1602液晶做LCD1602字符液晶 液晶显示器功强时显示16 * 232字符中包括数字字母符号者定义字符 LCD1602液晶显示器中字符5 * 7点矩阵组成 LCD1602采行数传输串行数传输 控制简单基HD44780液晶控制原理市场基差
方案三：
选择LCD12864液晶显示器 带汉字库128X644位 8位行2线3线串行接口模式显示分辨率128×64置8192汉字具16 * 16点 128 16 * 8点ASCII字符集 该模块灵活界面模式简单方便操作说明形成完整中文机交互图形界面 显示8×4行16×16点矩阵汉字完成图形显示 低电压低功耗重特征 LCD12864液晶显示器功强显示容太造成显示空间浪费进导致液晶成高
数表明LCD1602符合设计实验求
213 选择温度传感器
方案：
选择热敏电阻传感器作设计温度传感器利热敏电阻特性分压值传感器温度发生变化收集两热敏电阻温度分压值进行相应ad转换种简单设计方式需基ad转换集成电路会增加设计硬件成热敏电阻特性温度敏感电阻特性曲线严格线性会容易引起较测量误差
方案二：
选择模拟温度传感器AD590作设计温度传感器传感器输出电流会温度变化变化需设计电路转换成电压变化然A D转换连接单片机 种方法非常麻烦成高会电流电压转换A D转换中产生误差
方案三：
选择数字温度传感器DS18B20作设计温度传感器 种类型传感器数字传感器需条数线进行数传输 较容易单片机连接起 卸A D模块减少硬件成简单化系统电路 外数字温度传感器具测量精度高测量范围广优点
选择DS18B20作设计温度传感器
214 选择报警模块
方案：
动脉蜂鸣器种源信号蜂鸣器部工作理想脉信号直流电通常标记脉信号vdcvdd等动蜂鸣器部简单振荡电路振荡器恒定直流电信号转换定电压频率脉交流电信号蜂鸣器表面交变磁场蜂鸣器驱动钼振动某源蜂鸣器允许特定交流脉信号正常工作交流脉信号理想脉电压振荡频率高通常适合种蜂鸣器工作方法
方案二：
动蜂鸣器 动蜂鸣器没部驱动电路 公司工厂称蜂鸣器国家标准称蜂鸣器 动蜂鸣器操作理想信号方波 果蜂鸣器响应直流前信号磁路恒定钼板法振动
推荐采源信号输入位置较固定方便日常操作种源信号蜂鸣器
22 设计系统总体方案
根统计数分析家讨终决定采温度传感ds18b20单片机采stc89c51lcd1602显示屏采源蜂鸣器作电源进行报警led灯光传感器实现灯光报警键传感器动设置传感器报警限传感器限检测温度检测报警数设置温度值存储单片机stc89c51eeprom中(传感器具动断电保护功)
设计具体系统方案图21示
图21 系统方案
3 系统硬件电路设计
书第章节介绍系统设计中模块部分集成电路结构设计工作原理通集成模块电路功结构描述解设计工作原理基系统设计中发挥作
31 STC89C51单片机系统设计
311 STC89C51概述
stc89c51款美国戴尔stc仪器公司开发生产种低功耗成功耗高性cmos8位闪存微控制器带8k节系统外编程8位闪存非常典stmcs51核已开始装载现新stc89c51新核已基开始更新发展重改进芯片具编程单片机没类似51单片机没具备功stc89c51需具标准功8k字4节编程闪存512字节闪存ram325位io线门狗中断定时器置4kbeeprommax810复位中断电路3616位门狗定时器中断计数器47外部中断a7量4k级中断结构(市场传统51量59级2中断计数器结构兼容)全双工串行中断端口外stc89c51动降低频率0hz进行静态逻辑中断操作支持2*软件选择省电保护模式动空闲掉电保护模式cpu动停止卫星中断工作允许ram计时器中断计数器串行中断端口外部中断电路继续时工作动掉电保护模式会动保存ram然动冻结机振荡器停止机微控制器逻辑中断工作直次串行中断计数器硬件复位结束止工作频率选择356mhz6t12t完全选
312 STC89C51引脚说明
STC89C51采PDIP（40pin）PLCC（44pin）封装 设计中DIP40串联封装 封装焊接时先IC插座焊接然焊接然芯片插入IC插座 样方便更换芯片避免芯片 高温焊接时损坏 STC89C5140引脚中32控制引脚P0P1P2P3 引脚单独时控制IO端口某位 控制期间定义输入输出非常方便 分配IO值时IO端口动更改输出读取IO端口时IO端口动更改输入
STC89C51单片机引脚作表31示
表31 STC89C51单片机引脚功表
引脚
引脚名称
应功作
1~8引脚
P10~P17（P1）
P1端口带部拉电阻8位双I O端口 P1端口缓器接收输出4TTL门电流 1写入P1端口引脚部拉高电作输入 外部P1端口拉低电时部拉输出输出电流 闪存编程验证期间端口P1接收第八址
9引脚
RST
复位输入引脚振荡器复位需保持两机器周期高电
1017引脚
P30~P37（P3）
P3端口引脚带部拉电阻8双I O端口接收输出4TTL栅极电流 P3端口写 1时部拉高高电作输入 作输入外部拉电阻较低P3端口输出电流（ILL） 拉引起 P3端口作51单片机某特殊功端口
18引脚
XTAL2
部时钟电路输入反振荡放器输入口
19引脚
XTAL1
反振荡器输出
20引脚
GND
单片机电源
21~28引脚
P20~P27（P2）
P2端口带部拉电阻8位双I O端口 P2端口缓器接收输出4TTL门电流 P2端口写 1时引脚部拉电阻High拉作输入 作输入P2端口引脚外部拉输出电流 部拉引起
29引脚
PSEN
改引脚外部程序存储器选通信号口时般没
30引脚
ALE
设计没做解释
31引脚
EAVPP
设计中直接该引脚截VCC处直高电状态工作部程序存储器
32~39引脚
P07~00（P0）
P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流P0口脚第次写1时定义高阻输入
40引脚
VCC
单片机电源45~55V正极
STC89C51单片机P3口第二功表表32示
表32 STC89C51单片机P3口第二功表
引脚
引脚名称
应功作
10
RXD
该引脚特殊功串行输入口单片机载程序时需
11
TXD
该引脚特殊功串行输出口样单片机载程序时需
12
INT0
该引脚作单片机外部中断0触发引脚触发方式进行配置相应寄存器实现
13
INT1
该引脚作单片机外部中断1触发引脚触发方式进行配置相应寄存器实现
14
T0
该引脚作单片机外部计数器0触发引脚
15
T1
该引脚作单片机外部计数器1触发引脚
16
WR
该引脚作单片机外部数写选通口
17
RD
该引脚作单片机外部数读选通口
313 STC89C51单片机系统
单片机操作系统中熟悉容易理解词单片机少量控制元件正常工作系统次介绍51单片机系统必组成基功第电子产品缺两部分变压器电源电源振荡器系统量动力源系统设计中目前选单片机振荡器45~55v间正常电压工作直接通采usb电源输出线插头连接普通电源数线插头5v移动电源系统进行供电接xtal1者xtal2独立两输入正相版独立输出反相版信号放器独立两石英晶体振荡器配置片定时振荡器者外部时钟直接放器驱动图31中晶振电路采部时钟驱动模式说部振荡器完全直接利时钟驱动芯片部振荡电路芯片xtal1者xtal2两引脚分连接定时振荡元件(串联石英晶体两联电容器)产生激防止振荡实验时钟驱动装置采12米石英晶体振荡器振荡器尺寸频率影响微微晶体振荡器联两晶体电容器尺寸功作频率微调采石英晶体时电容选择020~40pf(设计采30pf)间采陶瓷谐振器时电容应适增030~50pf间通常考虑选择30pf型陶瓷谐振电容器
图31 晶振电路
复位动控制电路致细分电源供电动控制复位输出电路控制z电源开关动控制复位图32示动快速复位开关控制电路功包括xx两种动快速复位控制模式通电时电容器两端电流正极负电压突然发生变化时电容器正负极通漏电连接动进行复位电压全部施加电阻复位输入高芯片复位然+50V电源电容器开始充电电阻复位电压渐渐降低数值等00芯片复位电路工作正常联复位器连接电容器两端第复位电阻钮复位钮时电路两端实现电复位芯片正常工作复位钮vrst引脚电路出现定高电达手动电复位理想效果般说电容器brst引脚电路保持010ms定高电读写器效实现电复位nmcu图中示两典数值读写器复位电阻钮电容两数量级电阻复位电容实际生产中进行代时读写器行计算arc充电时间正常工作环境中进行测量效确保整单片机复位电路
图32 复位电路
完整STC89C51单片机系统系统电路图图33示
图33 单片机STC89C51系统
32 LCD1602液晶显示介绍
321 LCD1602简单概述
lcd1602液晶显示模块实种液晶模块 采点阵字符位专门模块显示字母数字符号05x75x911等点阵字符位模块组成点阵字符分点阵字符显示点阵字符空间存点阵字符间点阵行间点阵行空间功作显示字符串点空间行点空间显示点阵图形lcd1602液晶显示模块搭载hd44780控制器hd44780具简单强指令集指令控制功控制点阵字符移动闪烁lcd16023液晶液晶单片机间视频通信数选择采q8位4位行传输hd44780控制器两8位数寄存器指令寄存器(eir)数显示寄存器(rdr)忙显示标志(tbf)显示标志数寄存器ram(ddram)字符数发生器roma(cgorom)字符数发生器cgram(cgram)址计数器cgram(ac)模块组成pir分时存储指令码指令码数时读写进行时读出bdr分时存储指令码数部操作动分写入选时ddram时cgram时分存储ddram时cgram模块读出指令码数外pirbf1时液晶显示控制器模块然处部工作模式动响应外部操作指令动接收数ddtam时存储显示字符时存储80字符代码cgrom5×7点阵字符1605×10点阵字符分生成432种8位点阵字符编码cgram户址码编写特殊字符址码容量通常664字节您户选择定义485*7点阵字符345*10点阵字符ac时存储gddramcgram户址果您址码指令动写入irir寄存器会动您址码加载ac中时您选择ddramcgram
LCD1602液晶实物图图34示
图34 fLCD1602液晶实物图
322 LCD1602引脚说明
lLCD1602液晶显示器引脚功描述表33
表33 LCD1602引脚
排号
名称
定义
排号
名称
定义
1
Vss
工作电压负极
9
D2
数端
2
Vcc
工作电压正极
10
D3
数端
3
VL
液晶调节端
11
D4
数端
4
RS
数命令端（HL）
12
D5
数端
5
RW
读写端（HL）
13
D6
数端
6
E
信号端
14
D7
数端
7
D0
数端
15
Bla
背景灯正端
8
D1
数端
16
Blk
背景灯负端
2组电源：组液晶背光灯电源组液晶工作电源两5V供电
rs读出输入数命令端口输出输入数选择端引脚低高电时进行数写入读出数命令传输时引脚低高电时进行读入写出数传输命令
RW读写选择端端口高时液晶外围执行读操作引脚低时单片机液晶执行写操作
vo功作作显示颜色度调节端硬件户直接通调节显示加速度显示电位器硬件接口行手动控制调节软件显示电位器软件度硬件显示电位器接口接调节显示电位器软件度动调节端
e引脚通常提供数处理功终端e引脚通电路接收外部高功率脉数信号传送出液晶电视显示
D0—D78位数总线
323 LCD1602工作原理
lcd1602单片机具11条字符指令想完成特定显示功利11条字符指令单片机发送达成目开关清屏显示等lcd1602带字库指令需进行显示时候直接调字库指令进行显示假字母库中没定义字符话直接定义字符写入cgrom中满足单片机需定义字符分辨率5*8定义字符数量限需合理空间进行安排单片机字库中定义8字符加入定义字符通字模写入lcd字符写入cgrom中已意进行调调字符操作方式前显示字符操作方式摸样
控制器LCD1602液晶显示器会LCD1602进行写入读写数指令操作状态写入操作写读入数读读指令操作状态写入操作读数读写指令操作状态写入操作写读读数指令操作读读具体群体数状态读读操作应引脚工作状态电图表34示
表34 LCD1602操作指令应引脚电
读状态
写指令
读数
写数
输入
RSLRWHEH
RSLRWLD0D7指令码E高脉
RSHRWHEH
RSHRWLD0D7数E高脉
输出
D0D7状态
D0D7数
表中e寄存器端rs指令寄存器选择寄存器rsh时h表示选择相应数寄存器rsl时表示选择指令寄存器rw寄存器信号线rwh时信号线执行读指令写操作rwl时信号线执行指令写操作lcd1602具体指令读操作时序表图35写操作时间序列表图36示
图35 LCD1602读操作时序图
图36 LCD1602写操作时序图
单片机时候d0~d7连接51单片机p0方便单片机进行信号数存储传输单片机vl口需连接调节电位器进行调节电器位器改变时接入vl电压发生变化进行电压显示时候清晰度发生变化实际时采固定电位器采固定阻值器方式调节电阻样电阻够方便进行调节信号电压应场合具体电路olcd1602电路结构图设计图37示
图37 LCD1602电路图
33 DS18B20温度传感器设计
331 DS18B20简单概述
ds18b20温度传感器种美国达拉斯加半导体公司开发种新型智高温度传感器ds18b20性设计特点唯单调数线接口需端口引脚进行数通信端口vds18b20三十条单调数线实现点行通信连接具备点时组网功需外部设备单调数线温度计进行供电电压范围般30~55v机功耗般零设计9位12位二进制数字温度量表示温度户定义温度报警搜索命令设置报警搜索命运令识动标记具超温度报警程序定义温度(温度报警必条件)报警设备温度计电源负电压特性非负电压极性发生颠倒温度计正常工作温度计会电源发热损坏DS18B20温度传感器引脚图图38示
图38 DS18B20温度传感器引脚图
332 DS18B20工作原理
表35 DS18B20 ROM指令表
指令
约定代码
功
读ROM
33H
读DS1820温度传感器ROM中编码（64位址）
符合ROM
55H
发出命令接着发出 64 位 ROM 编码访问单总线该编码相应 DS1820 作出响应步该 DS1820 读写作准备
搜索ROM
0FOH
确定挂接总线 DS1820 数识 64 位 ROM 址操作器件作准备
跳ROM
0CCH
忽略 64 位 ROM 址直接 DS1820 发温度变换命令适单片工作
告警搜索命令
0ECH
执行温度超设定值限限片子做出响应
表36 DS18B20 RAM指令表
指 令
约定代码
功
温度变换
44H
启动DS1820进行温度转换12位转换时长750ms（9位9375ms）结果存入部9字节RAM中
读暂存器
0BEH
读部RAM中9字节容
写暂存器
4EH
发出部RAM34字节写限温度数命令紧该命令传送两字节数
复制暂存器
48H
RAM中第34字节容复制EEPROM中
重调 EEPROM
0B8H
EEPROM中容恢复RAM中第23字节
读供电方式
0B4H
读DS1820供电模式寄生供电时DS1820发送0外接电源供电 DS1820发送1
DS18B20单总线控制时序图图39示
图39 DS18B20单总线操作时序图
表37 DS18B20输出温度值
温度值
二进制输出
十六进制输出
+125℃
0000 0111 1101 0000
07D0h
+85℃
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时候DS18B20IO引脚接10K拉电阻电路图图310示
图310 DS18B20电路图
34 蜂鸣器电路设计
黄蜂式轰鸣器般采5v高频电磁波源高频蜂鸣器产生电磁波源器蜂鸣器两工作输出电流般非较单片机两io口通常缺点直接全开关电路板驱动应该优先考虑直接三极晶体开关电路控制元件直接驱动产生电磁波源电蜂鸣器里般建议选08550三极体导PNP型三极1K电阻底座串联连接MCUIO端口时IO端口低功率时三极开蜂鸣器开始鸣响IO端口输出高功率时三极关闭停止鸣响蜂鸣器电路文211示
图211 蜂鸣器电路
35 独立键电路设计
电路设计里面钥匙键接电路机交互操作通独立钥匙键接电路交互进行钥匙通单片机io口进行接种电路设计单片机需输出空气情况IO默认高电果未该键相IO处空气状态IO端口电K拉低样需循环检查IO口否低电判断单片机否键然关键处金属释放会抖动纹波必程序中加入短延时起消抖动效果具体电路图212示
图212 独立键电路
三键功分
第简单设置键直接进入手动设置设定限时值hxxx整数码进行设置动显示次直接进入手动设置设定限时值lxxx整数码进行设置动显示退出恢复正常显示
第二工作键系统设置工作模式应键参数二加
第三键系统设置键模式应键参数样减加二者减
36 原理图绘制软件介绍
Altiumdesigner该软件基altiumc公司2004年推出款物理电路设计软件版实际该软件电路设计功非常全面帮助户实现概念说明书设计顶层系统架构设计数输出生产数分析验证设计数采集理protel98protel99segnerproteldxp实际前电路设计版现非常流行Altiumdesigner2004仅该软件pcupcb(嵌入式印刷电路板)系统设计工具该软件物理电路模块设计软件组成系统工具包括sch(嵌入式原理电路图)设计sch(嵌入式原理电路图)仿真pcb(嵌入式印刷电路板)设计版动路器FPGA设计嵌入式软件开发覆盖范围包哦pcapcb软件设计核心整物理电路设计步设计软件结合项目理原理图pcb电路结构图双步设计技术通道电路设计拓扑动电路布线集成电路仿真电路设计开发提供力技术支持现protel99早期步设计版软件相altiumdesigner2004仅软件外观豪华强非常提高电路设计双步性集成先进VHDLFPGA设计理系统结构功改善增强
4 系统软件部分设计
41 软件开发环境介绍
42 系统重函数介绍
421 函数设计
main函数maivoidmain()应程序入口函数必须包含完整应程序中函数开始通常需进行初始化重新分配完整变量入口mcu需进行初始化外围设备然样正常投入初始化进入死循环果退出意味着进入次死循环果继续循环意味着已加入死执行循环样直接达实时检测控制程序执行目基程序操作系统设计中程序函数中需留太执行代码程序允许具体执行代码通常程序函数进行封装然相应程序函数中进行调读取修改报错较方便具体流程图41示
图41 函数流程图
422 LCD1602显示函数设计
LCD1602项液晶电视显示设备程序工作严格国液晶电视显示设备厂家规定工作进行时序技术求严格进行编程程序正常完成lcd602液晶电视显示器执行程序理需执行时序命令行数重新写入现实重新重复显示数执行位置文件址然现实时序命令执行序重新次写入重复显示数址写入显示第容址会动增加函数名 lcd1602﹐write﹐character(ucharxucharyuchar*p)参数xy*s中xy分表示液晶屏位置坐标*s表示屏幕显示字符数组显示软件根户需设定显示位置坐标计算址显示软件函数流程图42示
图42 显示子函数流程图
423 DS18B20温度采集函数设计
第温度传感器DS18b20需台电脑板功传感器开始时进行初始化传感器初始化工作目通配置功传感器寄存器ds18b20转换精度达12位样进行初始化寄存器已直接读取传感器ds18b20转换温度果开始时需直接读取传感器ds18b20转换温度第步需复位DS18B20第二步果总线传感器跳读取序列号开始温度转换复位跳序列号匹配然发送读取温度指令第三步读取写入数温度寄存器数读取寄存器会写入数温度转换实际温度具体流程图示图43示
图43 DS18B20温度采集流程图
43 系统软件测试
系统软件调试中遇问题：（1）LCD1602液晶发送清屏 命令时LCD1602没成功清屏解决方案：参LCD1602说明书发现清屏指令确实0x01程序摸样显示屏显示容说明程序发送指令没错误没显示清楚发送清屏指令否进入容显示值怀疑lLCD1602处理速度够清屏 指令没实际执行添加40毫秒延迟然发现载程序次执行清屏幕命令思想然仔细翻阅说明书发现LCD1602清屏确实需164ms执行时间终程序采4ms延时（2） EEPROM存储错误解决方案：开始读写数前没进行操作样完成数存储然通查阅数知写入数前STC MCU部EEPROM必须擦扇区然话程序里面写入数会擦结果身数匹配然数写入程序前添加擦扇区数正常存储
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