单片机MAX7219驱动显示的温度控制报警系统设计
单片机课程设计之温度控制及报警系统的设计
单片机课程设计之温度控制及报警系统的设计题目单片机温度控制及报警系统的设计一、设计目的学习温度的显示、控制及报警，实现了温度的实时显示及控制。
温度控制部分，提出了用DS18B20、89C52单片机及LED的硬件电路完成对温度的实时检测及显示，利用DS18B20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现实时控制及超出设定的上下限温度的报警系统。
课题设计的目的：1.掌握用51单片机控制LCD显示字符的方法。
2.掌握用单片机进行显示系统开发的方法。
3.掌握单片机软件、硬件调试技术。
4.了解单线器件DS18B20的驱动方法。
5.了解LCD显示器的一般驱动原理二、使用主要电子元件1．单片机89C522. 温度传感器DS18B203. 显示器LCD16024. 排插5.发光二极管6.电容若干7.电阻若干8.按钮开关若干。
9.导线若干10. 12MHZ晶振1个三．系统设计思想及主要应用器件3.1 系统设计的总体思想根据单片机温度控制要实现的功能，设计了基于ATMEL公司的AT89C52芯片的温度测量系统。
这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路。
整个系统硬件部分包括温度检测系统、信号放大系统、A/D转换、单片机、I/O设备、控制执行系统等.。
温度控制部分用DS18B20、89C52单片机及LED的硬件电路完成对温度的实时检测及显示。
3.2系统硬件简介硬件大致构成：核心控制器件AT89C52 ，温度传感器DS18B20，显示器1602A报警控制LED。
3.2.1 硬件设计思想本设计是以AT89C52为单片机作为控制核心，提出了一种基于DS18B20的单总线多点温度测控系统，多个温度传感节点经过单总线与单片机相联形成分布式系统。
单片机经过实时监控温度的变化，经过LCD1602字符型液晶显示各节点温度的数值，当温度值超出所设定的值时，报警器开始报警，从而远程实现对整个温度系统的管理和控制。
这种分布式温度测量系统具有成本低廉、传感精度高、系统稳定、易于管理等优点。
大尺寸LED数码显示驱动电路设计与应用
大尺寸LED数码显示驱动电路设计与应用Maxim公司的MAX7219芯片用于动态扫描显示驱动，芯片内有可存储显示信息的8x8静态RAM、动态扫描电路以及段、位驱动器。
它与通用微处理器有3根串行线相连，最多可驱动8个共阴数码管或64个发光二极管。
采用MAX7219芯片实现LED数码显示，具有电路紧凑、可节省CPU的I／O接口、芯片功能强大、编程简单等优点，得到了广大电路设计者认可。
然而MAX7219的工作电压为5 V，共阴极LED显示驱动，只适用于3.5 V以下电压驱动的LED数码管，限制了其使用范围。
本文提出一种基于MAX7219芯片，具有扩展驱动能力的LED数码显示电路。
主要应用在大尺寸、高亮度LED数码管的显示电路。
1 电路器件功能简介1.1 MAX7219功能简介MAX7219为24引脚芯片，如图1所示。
有+5 V电源和2个GND引脚；DIG 0～DIG 7引脚为8位数字驱动线，输出位选信号；SEG A～SEG G和SEG DP引脚为LED 7段驱动线和小数点线，供给显示器驱动电流；SET引脚外接电阻调整LED显示亮度；DIN（数据输入端）、CLK（时钟输入端）、LOAD（锁存信号）引脚，构成与通用微处理器3线串行线相连，接收的数据和命令格式为16位数据包；DOUT 引脚是串行数据输出端口，用于多片MAX7219级联扩展显示。
图1 MAX7219的引脚分布16位数据采用串行移位接收方式，即单片机将16位二进制数逐位发送到DIN 端。
在CLK上升沿到来前准备就绪，CLK的每个上升沿将一位数据移入MAX7219内移位寄存器，当16位数据移入完毕，在LOAD引脚信号上升沿将16位数据装入MAX7219内的相应位置，在MAX7219内部硬件动态扫描显示控制电路作用下实现动态显示。
对MAX7219的控制操作很方便，其片内具有8个位寄存器和6个控制寄存器。
位寄存器对应LED的具体显示内容，控制寄存器决定LED的工作方式。
MAX7219在单片机系统显示电路中的应用
摘要：介绍８位串行ＬＥＤ显示驱动￣ＭＡＸ７２１９的特性，并给出了单片机系统中ＭＡＸ７２１９与ＭＣＳ--５１的硬件接口设计，以及相应的软件流程图和编程实现。
关键词：ＭＡＸ７２１；单片机；显示电路单片机系统通常需要有ＬＥＤ对系统的状态进行观测，而很多工业控制用单片机ＦＩＭＣＳ51系列本身并无显示接口部分，需要外接显示的译码驱动电路。
在ＭＣＳ51单片机的控制系统中，采用ＭＡｘＩＭ公司的ＭＡＸ７２１９构成显示接口电路，仅需使用单片机３个引脚，即可实现对８位ＬＥＤ数码管的显示控制和驱动，线路简单，控制方便。
１ＭＡｘ７２１９与单片机的连接ＭＡＸ７２１９与ＭＣＳ一５１单片机连接时可根据具体的系统要求和系统资源占用情况选用２种驱动方式：串行口移位驱动ＭＡＸ７２１９或Ｉ／０口模拟三线协议时序驱动ＭＡＸ７２１９。
通常单片机系统的串口要用作其他用途，比如和上位机联机通信等。
故本系统利用单片机的Ｉ／Ｏ口来模拟ＭＡＸ７２１９的时序，应用电路如图１所示。
其中，Ｐ２．０作串行数据输出，连接￣ＩＤＩＮ端，Ｐ２．１和Ｐ２．２连扫描电路选通某字时，相引脚ＤＩＧ×为低电平。
显示接至ＣＬＫ和ＬＯＡＤ，通过程序分别模拟ＭＡＸ７２１９的时钟数据串行输入ＭＡＸ７２１９，移位存入数字寄存器，片内多脉ＣＬＫ及数据加载ＬＯＡＤ信号。
ＩＳＥＴ管脚接ｌ０ｋＱ电阻路扫描电路顺序扫描，分时选通各字，被选通字的引脚用于限定峰值段电流。
置为低电平，ＬＥＤ发光显示数字，未选通的字引脚保持本系统的设计中，只需要５个ＬＥＤ，所以ＤＩＧ５～ＤＩＧ７高电平。
未用悬空。
显示电路中，所有ＬＥＤ显示器的同名段（ａ～ｆ，系统设计中，应用ＭＡＸ７２１９芯片时需要注意如下ｄｐ）连接在一起并与ＭＡＸ７２１９的同名段引脚（ＳＡ～ＳＧ，几个关键问题：ＳＤＰ）Ｈ连，各ＬＥＤ显示器的共阴极分别与ＭＡＸ７２１的相（１）３根信号线。
应字引脚（ＤＩＧ０一ＤＩＧ４）相连，以实现位选，当ＭＡＸ７２１９在强干扰环境中，如大功率电机的启停或高压发生过程中，干扰源可能通过供电电源或３根信号线串入显示电路，造成显示器的不稳定，从而出现段闪烁、显示不全、甚至全暗或全亮的现象。
max7219驱动程序。doc
MAX7219驱动程序2007-04-27 10:21/***************************************************************** * 常用符号定义******************************************************************/#define uchar unsigned char/****************************************************************** * 定义MAX7219寄存器*******************************************************************/ #define REG_NO_OP 0x00 // 定义空操作 register #define DIG_1 0x01 // 定义数码管1 register #define DIG_2 0x02 // 定义数码管2 register #define DIG_3 0x03 // 定义数码管3 register #define DIG_4 0x04 // 定义数码管4 register #define DIG_5 0x05 // 定义数码管5 register #define DIG_6 0x06 // 定义数码管6 register #define DIG_7 0x07 // 定义数码管7 register#define DIG_8 0x08 // 定义数码管8 register #define REG_DECODE 0x09 // 定义解码控制 register #define REG_INTENSITY 0x0a // 定义显示亮度register #define REG_SCAN_LIMIT 0x0b // 定义扫描限制 register #define REG_SHUTDOWN 0x0c // 定义"shutdown"模式 register #defineREG_DISPLAY_TEST 0x0f // 定义"display test"模式 register #define INTENSITY_MIN 0x00 // 定义最低显示亮度 #define INTENSITY_MAX 0x0f // 定义最高显示亮度/******************************************************************** * * 定义硬件引脚连接********************************************************************* */ #define DATA P2^3; //定义P3_5连接MAX7219 DATA引脚 #define CLK P2^5; //定义P3_4连接MAX7219 CLK 引脚 #define CS P2^4; //定义P3_3连接MAX7219 CS 引脚(实际按7221设)/******************************************************************** *** * 共阴极七段数码管显示对应段查询表（数字0-9分别对应code_table[0]-[9]）********************************************************************* **/ uchar code code_table[10]={0x7e,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0x7f,0x7b}; /*采用数组*//******************************************************************** *** * MAX7219_SendByte() * * 描述: 向MAX7219传送一字节数据 * Arguments : dataout = data to send * Returns : none********************************************************************* ****/ void MAX7219_SendByte (uchar dataout) { char i; for (i=8; i>0; i--) { uchar mask = 1 << (i - 1); // 设置掩码 CLK=0; // CLK 置低 if (dataout & mask) // 判断并输出一位 DATA=1; // 输出"1" else // 或 DATA=0; // "0" CLK=1; // CLK 置高 } }/******************************************************************** *** * MAX7219_Write() * * 描述: 向 MAX7219 写命令 * Arguments :reg_number = register to write to * dataout = data to write to MAX7219* Returns : none********************************************************************* ****** */ void MAX7219_Write (uchar reg_number, uchar dataout) { CS=0; // CS置低选通 MAX7219 MAX7219_SendByte(reg_number); // 写 register number 到 MAX7219 MAX7219_SendByte(dataout); // 写 data 到 MAX7219 CS=1; // 利用CS上升沿锁存以上移位进输入的16位数据 }/******************************************************************** ****** * MAX7219_DisplayChar() * * 描述: 使某一位显示一个数字 * Arguments : digit = digit number (0-7) * character = character to display (0-9, A-Z) * Returns : none********************************************************************* *****/ void MAX7219_DisplayChar (char digit, char character){ MAX7219_Write(digit, character); }/******************************************************************** ****** * MAX7219_Clear() * * 描述: 清除所有位的显示 * Arguments : none * Returns : none********************************************************************* ******/ void MAX7219_Clear (void) { uchar i; for (i=0; i < 8; i++) MAX7219_Write(i, 0x00); // 清除所有位的显示 }/******************************************************************** ****** * MAX7219_SetBrightness() * * 描述: 设置数码管显示亮度 * Arguments : brightness (0-15) * Returns : none********************************************************************* ******/ void MAX7219_SetBrightness (char brightness) { brightness &= 0x0f; // 屏蔽高位字节 MAX7219_Write(REG_INTENSITY, brightness); // 设置数码管显示亮度 }/******************************************************************** ****** * MAX7219_DisplayTestStart() * * 描述: 进入 test 模式 * Arguments : none * Returns : none********************************************************************* ******/ void MAX7219_DisplayTestStart (void){ MAX7219_Write(REG_DISPLAY_TEST, 1); // 置 MAX7219 为 test 模式 }/******************************************************************** ****** * MAX7219_DisplayTestStop() * * 描述: 退出 test 模式 * Arguments : none * Returns : none********************************************************************* ******/ void MAX7219_DisplayTestStop (void){ MAX7219_Write(REG_DISPLAY_TEST, 0); // 置 MAX7219 为正常显示模式 } /******************************************************************** ****** * MAX7219_ShutdownStart() * * 描述: 进入 shutdown 模式 * Arguments : none * Returns : none********************************************************************* ******/ void MAX7219_ShutdownStart (void) { MAX7219_Write(REG_SHUTDOWN, 0); // 置 MAX7219 为 shutdown 模式 }/******************************************************************** ****** * MAX7219_ShutdownStop() * * 描述: 退出 shutdown 模式 * Arguments : none * Returns : none********************************************************************* ******/ void MAX7219_ShutdownStop (void) { MAX7219_Write(REG_SHUTDOWN, 1); // 置 MAX7219 为正常显示模式 }/******************************************************************** ****** * MAX7219_Init() * * Des cription: MAX7219初始化模块; 应该先于其他MAX7219函数而被调用 * Arguments : none * Returns : none********************************************************************* ******/ void MAX7219_Init (void) { DATA=1; // 置DATA为1 CLK=1; // 置CLK 为1 CS=1; // 置CS 为1 MAX7219_Write(REG_SCAN_LIMIT, 7); // 设置为全显示 MAX7219_Write(REG_DECODE, 0x00); // 所有位设置为非解码方式MAX7219_ShutdownStop(); // 置 MAX7219 为正常显示模式 (非shutdown模式) MAX7219_DisplayTestStop(); // 置 MAX7219 为正常显示模式 (非test模式) MAX7219_Clear(); // 清除所有位的显示MAX7219_SetBrightness(INTENSITY_MAX); // 置最大亮度 }。
MAX7219工作原理简介
MAX7219工作原理简介MAX7219是一个采用3线串行接口的8位共阴极7段LED显示驱动器。
本文分析了MAX7219各个寄存器的功能,并结合MAX7219的工作时序,给出了MAX7219在Motorola MC68HC908单片机系统中的一个应用实例。
关键词： MCU;MAX7219;LED Motorola MC68HC908MAX7219工作时序及其寄存器MAX7219是一个高性能的多位LED显示驱动器,可同时驱动8位共阴极LED或64个独立的LED。
其内部结构框图如图1所示,主要包括移位寄存器、控制寄存器、译码器、数位与段驱动器以及亮度调节和多路扫描电路等。
MAX7219 采用串行接口方式,只需LOAD、DIN、CLK三个管脚便可实现数据传送。
DIN管脚上的16位串行数据包不受LOAD状态的影响,在每个CLK的上升沿被移入到内部16位移位寄存器中。
然后,在LOAD的上升沿数据被锁存到数字或控制寄存器中。
LOAD必须在第16个时钟上降沿或之后,但在下一个时钟上升沿之前变高,否则数据将会丢失。
DIN端的数据通过移位寄存器传送,并在16.5个时钟周期后出现在DOUT端,随CLK 的下降沿输出。
MAX7219的操作时序如图2所示。
MAX7219的串行数据标记为D15~D0,其中低8位表示显示数据本身,最高的4位D15~D12未使用,寻址内部寄存器的地址位占用D11~D8,选择14个内部寄存器,见表1。
图1 MAX7219内部结构框图图2 MAX7219的数据传送时序MAX7219 内部具有14个可寻址数字和控制寄存器。
其中的8个数字寄存器由一个片内8×8双端口SRAM实现。
它们可直接寻址,因此可对单个数进行更新并且通常只要 V+超过2V数据就可保留下去。
除8个数位寄存器之外,还有无操作、译码方式、亮度调整、扫描位数、睡眠模式和显示器测试6个控制寄存器。
无操作寄存器用于多片MAX7219级联,在不改变显示或不影响任意控制寄存器条件下,它允许数据从DIN传送到DOUT。
单片机恒温箱温度控制系统的设计说明
课程设计课题：单片机培养箱温控系统设计本课程设计要求：温度控制系统基于单片机，实现对温度的实时监控，实现控制的智能化。
设计了培养箱温度控制系统，配备温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数字传输，采用PID控制技术，可保持温度在要求的恒定范围内，配备键盘输入设定温度；配备数码管L ED显示温度。
技术参数及设计任务：1、使用单片机AT89C2051控制温度，使培养箱保持最高温度110 ℃ 。
2、培养箱温度可预设，干燥过程恒温控制，控温误差小于± 2℃.3、预设时显示设定温度，恒温时显示实时温度。
采用PID控制算法，显示精确到0.1℃ 。
4、当温度超过预设温度±5℃时，会发出声音报警。
和冷却过程没有线性要求。
6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数传7 、人机对话部分由键盘、显示器、报警三部分组成，实现温度显示和报警。
本课程设计系统概述一、系统原理选用AT89C2051单片机作为中央处理器，通过温度传感器DS18B20采集培养箱的温度，并将采集的信号传送给单片机。
驱动培养箱的加热或冷却。
2、系统整体结构总体设计应综合考虑系统的总体目标，进行初步的硬件选型，然后确定系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。
经过反复推敲，总体方案确定以爱特梅尔公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统核心，选用低功耗、低成本的存储器、数显等元器件。
总体规划如下：图1 系统总体框图2、硬件单元设计一、单片机最小系统电路Atmel公司的AT2051作为89C单片机，完全可以满足本系统所需的采集、控制和数据处理的需要。
单片机的选择在整个系统设计中非常重要。
该单片机具有与MCS-51系列单片机兼容性高、功耗低、可在接近零频率下工作等诸多优点。
广泛应用于各种计算机系统、工业控制、消费类产品中。
AT 89C2051 是 AT89 系列微控制器中的精简产品。
max7219驱动数码管程序(51单片机+STM32 MAX7219数码管程序案例)
SPI1_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB; //高位MSB在先
SPI1_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //选择了串行时钟的稳态，时钟悬空高
*功能：STM32_SPI1硬件配置初始化
*入口参数：无
*出口参数：无
*说明：STM32_SPI1硬件配置初始化，使用3V3
****************************************************************************/
void SPI1_Init（void）
SPI1_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//数据捕获于第二个时钟沿
SPI1_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;CPolynomial = 7;//CRC值计算的多项式
RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_SPI1，ENABLE）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init（GPIOA，GPIO_InitStructure）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;//SPI1相关引脚
单片机温度报警器课程设计报告
单片机温度报警器课程设计报告课程设计报告：单片机温度报警器一、设计背景温度是一个非常重要的物理量，在生活和工作中有广泛的应用。
当温度超过一定范围时，可能会对人体健康和设备运行产生危害。
因此，设计一个能够监测温度并能及时报警的装置对我们的生活和工作具有重要意义。
二、设计目标本设计的目标是通过单片机来实现一个基于温度的报警器。
当温度超过设定的阈值时，通过报警器发出警报，并能够显示实时的温度值。
三、设计硬件本设计所需的硬件主要包括：1.单片机：采用常用的单片机型号，如51系列单片机。
2.温度传感器：常用的温度传感器有LM35、DS18B20等，可以根据具体需求选择合适的温度传感器。
3.蜂鸣器：用来发出报警声音。
4.显示器：可以选择液晶显示器或数码管等来显示实时的温度值。
四、设计步骤1.初始化单片机和相关模块：通过编程初始化单片机和温度传感器，使其准备好接收温度数据。
2.读取温度值：通过单片机读取温度传感器输出的模拟信号，并进行相应的数字处理。
3.判断温度是否超过阈值：将读取到的温度值与设定的阈值进行比较，判断是否需要发出报警。
4.发出报警信号：当温度超过阈值时，通过蜂鸣器发出报警声音，提醒用户温度异常。
5.显示实时的温度值：将读取到的温度值通过显示器进行显示，使用户能够实时了解温度情况。
五、预期效果通过本设计，可以实现一个简单而实用的单片机温度报警器。
当温度超过设定的阈值时，蜂鸣器会发出报警声音，同时温度值还可以通过显示器进行实时显示。
这样可以帮助用户及时发现温度异常情况，采取相应的措施，保证个人和设备的安全。
六、总结本设计通过单片机、温度传感器、蜂鸣器和显示器等硬件的组合，实现了一个基于温度的报警器。
在实际应用中，可以根据实际需要进行进一步的功能扩展，如添加温度记录功能、设置多个温度报警阈值等。
这个设计体现了单片机的应用能力和灵活性，在学生的学习过程中起到了很好的锻炼作用。
单片机温度报警器程序
单片机温度报警器程序单片机温度报警器程序是一种针对特定应用场景的嵌入式系统程序。
该程序可以实现自动感知环境温度并发出警报，以便提醒用户及时采取适当的措施，避免温度对设备或人体造成不良影响。
下面是该程序的具体实现步骤。
一、系统硬件设计首先需要设计温度传感器电路，并将其与单片机相连。
当传感器检测到环境温度变化时，它会发出电信号，单片机通过读取该信号可以获取环境温度数值并进行处理。
同时，还需要在单片机上连接发声器，这样就可以实现在发生温度异常时发出警报的功能。
二、程序代码设计该程序的核心代码是用C语言编写的，主要包括以下几个模块：1. 初始化模块该模块主要完成一些系统初始化工作，如设置各个端口的输入输出状态、设定系统运行模式和时钟频率等。
其中还需要初始化温度传感器，并设置它的输出精度和采样率。
2. 温度读取模块该模块主要负责读取温度传感器的数值，并进行数据处理。
具体实现方式可以采用IIC总线通信协议或SPI通信协议，通过读取传感器的寄存器值来获取环境温度。
为了保证数据的准确性，还需要对传感器读取出来的数据进行校验和处理。
该模块主要负责监控环境温度变化情况，并根据预设的阈值判断是否需要发出警报。
一般来说，当环境温度超出正常范围时，就会发出报警信号。
这里的阈值可以通过程序调整或在系统启动时由用户输入。
4. 报警模块该模块主要负责发出警报信号，以便提醒用户注意安全。
具体实现方式可以使用发声器或LED指示灯等设备。
当温度异常时，程序会自动触发该模块，并按照事先设定的方式发出相应的警报信号。
三、测试与应用系统设计完成后，需要进行系统测试和性能评估。
可以通过模拟环境温度变化情况，检验系统的灵敏度和准确性，并在实际使用时对系统进行调整和优化。
最后，该程序可以应用于各种环境温度监测场景，如家庭、办公室、实验室、医院等场所。
通过监控温度变化情况，可以及时发现问题并采取相应的措施，保证设备和人体的安全和稳定。
温度报警器单片机课程设计
温度报警器单片机课程设计1. 引言温度报警器是一种常见的应用设备，用于监测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报。
本次课程设计旨在利用单片机技术，设计并实现一个基于温度传感器的温度报警器。
2. 设计要求设计一个温度报警器单片机系统，具体要求如下：1.使用单片机作为控制核心，选择合适的型号和开发工具；2.组装、连接和配置温度传感器，用于实时监测环境温度；3.设定温度阈值，当环境温度超过该阈值时，触发报警；4.报警方式可以是附带蜂鸣器发出声音、或者通过LCD显示器显示警报信息。
3. 系统设计3.1 硬件设计3.1.1 单片机选择根据需求，我们需要选择适合的单片机作为控制核心。
在此推荐使用STM32系列的单片机，如STM32F103C8T6等。
3.1.2 温度传感器选择温度传感器是用于实时监测环境温度的重要组成部分。
常用的温度传感器有LM35、DS18B20等。
3.1.3 蜂鸣器和LCD显示器选择根据报警方式的要求，我们需要选择合适的蜂鸣器和LCD显示器。
一般可选用闹钟蜂鸣器和16x2字符LCD显示器。
3.1.4 电路连接和组装根据硬件设计需求，将单片机、温度传感器、蜂鸣器和LCD显示器等组装并连接成一个完整的电路系统。
3.2 软件设计3.2.1 环境搭建在电脑上安装相应的开发工具，如Keil uVision等，并将其与单片机进行连接。
3.2.2 编写初始化代码首先，我们需要编写初始化代码，用于设置单片机的引脚和外设等。
具体包括设置温度传感器引脚、蜂鸣器引脚和LCD引脚。
3.2.3 编写温度读取代码编写代码以实时读取温度传感器的数值，并将其转换为实际温度值。
常用的温度传感器具有线性输出特性，可以利用单片机的模拟输入引脚进行读取。
3.2.4 编写报警触发代码根据设定的温度阈值，编写代码以实时监测温度数值，并在超过设定阈值时触发报警。
报警可以通过控制蜂鸣器发出声音、或者控制LCD显示器显示警报信息来实现。
温度控制系统
温度控制系统一、系统分析 (2)1、系统功能 (2)2、系统分析 (2)（1）温度测量 (2)（2）键盘输入 (3)（3）显示 (3)（4）加热器件控制 (4)（5）A T89C51 (4)二、系统功能框图 (4)三、系统硬件设计 (5)1、进行系统设计所需的元件 (5)2、芯片介绍 (5)（1）温度传感器DS18B20（见附录1） (5)（2）LED驱动MAX7219（见附录2） (5)3、电路原理图 (5)四、系统软件设计 (6)1、程序流程图 (6)（1）主函数流程图 (6)（2）按键值显示子程序流程图 (7)(3) 继电器控制子程序流程图 (8)2、C程序文本 (9)（1）按键扫描子程序 (10)（2）MAX7219控制子程序 (11)（3）DS18B20控制子程序 (13)（4）按键值显示子程序 (15)（5）继电器控制子程序 (17)（6）主函数 (18)五、系统调试与仿真 (20)六、收获与建议 (22)七、附录 (23)1、温度传感器DS18B20 (23)2、LED驱动MAX7219 (23)温度控制系统一、系统分析1、系统功能本系统最主要的功能是要实现对一个小环境内温度的自动控制。
具体实现过程为通过键盘向系统输入一个高温值与一个低温值，即设定小环境内的温度上限与下限，并可以通过显示器将设定的温度显示出来。
当环境内的温度值低于设定的温度下限时，系统自动控制加热器件工作，使温度升高。
温度值低于设定的温度下限时，系统自动控制加热器件断开停止工作，通过环境向外界散发热量的形式达到降温的作用。
2、系统分析系统要实现预期的功能硬件上需要由温度测量、键盘输入、显示、加热器件控制、单片机AT89C51五大部分组成。
（1）温度测量温度测量部分的主要组成部件是数字温度传感器DS18B20。
DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。
与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
单片机温度报警课程设计
单片机温度报警课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基本工作原理和温度传感器的功能。
2. 学生能掌握温度报警系统的设计流程和编程方法。
3. 学生能了解在实际应用中，如何通过单片机实现温度的监测与报警。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建简单的单片机温度报警系统。
2. 学生能编写程序，实现温度的采集、处理和报警功能。
3. 学生能通过实验操作，培养动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对单片机应用产生兴趣，激发学习热情，提高自主学习能力。
2. 学生在实验过程中，培养解决问题的耐心和毅力，增强克服困难的信心。
3. 学生通过课程学习，认识到科技在生活中的应用，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，通过理论教学与实验操作相结合，培养学生动手能力、编程能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的电子基础和编程知识，对单片机有一定了解，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生在实验过程中的参与度和思考能力，培养创新精神和实践能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机基础知识回顾：主要包括单片机的结构、工作原理，重点复习I/O口控制、定时器、中断系统等基础知识。
2. 温度传感器原理：介绍温度传感器的工作原理，如热敏电阻、数字温度传感器等，以及传感器与单片机的接口技术。
3. 温度报警系统设计：详细讲解温度报警系统的设计流程，包括硬件设计、软件编程、调试与优化等。
- 硬件设计：讲解如何选择合适的温度传感器、单片机、报警器等元件，并设计电路图。
- 软件编程：介绍单片机编程方法，包括C语言编程、汇编语言编程等，实现温度的采集、处理和报警功能。
- 调试与优化：教授学生如何进行系统调试，找出问题并优化程序，确保系统稳定运行。
4. 实践操作：组织学生进行实验操作，按照教学大纲分阶段完成任务，巩固所学知识。
- 第一阶段：搭建温度报警系统的硬件电路。
MAX7219及单片机的SPI接口设计[教育]
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串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI接口设计在单片机的应用系统中，为了便于人们观察和监视单片机的运行情况，常常需要用显示器显示运行的中间结果及状态等等。
因此显示器往往是单片机系统必不可少的外部设备之一。
常用的显示器有很多种，其中LED（发光二极管显示器）是应用较多的一种，它特别适用于强光和光线极弱的场合。
要使LED显示，必须提供段选码和位选码。
传统的硬件译码显示接口广泛采用由中央处理器CPU（如：Intel 8031）扩展I／O口（如：8255），然后再使用逻辑门驱动芯片（如7407等）驱动相应的位码和段码。
这种设计，芯片间连线十分复杂，系统工作可靠性不高，已越来越不适应单片机系统集成化、小型化的发展要求。
特别是系统并行扩展I／O，其缺点十分明显（1）连线太多，系统连线复杂，印制板布线不方便；（2）并行总线上挂靠的器件太多，系统工作的稳定性和可靠性低；（3）体积较大，集成度不高。
正是由于上述原因，近年来，各厂家相继开发出了集成度较高、驱动能力较强、驱动位数较多、功能齐全的LED显示驱动器。
本文介绍一种低价位、高性能的多位LED显示驱动器PS7219芯片，以及它与单片机89C51具体的SPI接口设计与应用软件。
1PS7219简介PS7219是一种新型的串行接口的8位数字静态显示芯片。
它是由武汉力源公司新推出的24脚双列直插式芯片，采用流行的同步串行外设接口（SPI），可与任何一种单片机方便接口，并可同时驱动8位LED （或64只独立LED），其引脚图如图1所示。
PS7219内部具有15×8RAM功能控制寄存器，可方便选址，对每位数字可单独控制、刷新、不需重写整个显示器。
显示数字亮度可由数字进行控制，每位具有闪烁使能控制位。
当引脚CON（13脚）置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，但同时并不影响对控制寄存器的修改。
PS7219还有一个掉电模式、一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有LED接通的测试模式。
基于单片机的温度显示报警系统的设计
摘要随着现代工农业技术的发展及生活环境的提高，人们迫切的需要检测与控制温度。
如大气及空调房中温度的高低，直接影响人们身体健康；在工业生产中，温控制也会起到关键性的作用。
本文设计了一个先进的温度测量及报警系统。
本设计主要根据单片机原理及应用，设计了一个温度显示报警系统，介绍了各种硬件器材及简单的软件设计方案。
如AT89S2052单片机、ADC0809、LED数码管显示屏、7805三端稳压集成芯片、蜂鸣器、发光二极管、按键以及阻值不等的电阻、电容等一些外部扩展设备。
重点介绍了单片机的内部结构和工作过程，详细叙述了整个系统的原理和工作过程以及软件编程思想及实现过程。
结合程序进行了相应的分析，对结果进行了说明。
本设计最终可实现室温水温等很多温度的检测，以及当实际温度超过上限或者低于下限时系统发出声光报警的主要功能。
关键词：单片机；LED数码管显示；稳压集成芯片AbstractWith the development of modern industry and agricultural technology and the improvement of people's living environment, the detection and control of the temperature is now seriously needed. For example, the temperature in the atmosphere and air-conditioned rooms directly effects on the health of people. In the process of the industrial producing, the temperature control also plays an important role. In this paper, an advanced temperature measurement and alarm system is designed.In this paper, basing on the principle of single chip microcomputer (SCM), some kinds of hardware equipments are introduced, such as AT89S2052 SCM, ADC0809, LED nixie display, 7805 three-regulator integrated chip, buzzer, light-emitting diode, button, resistance, and other external expanded devices. This paper mainly focuses on the internal structure and working process of SCM, the principle and applications of the nixie display. The 2 X2-keys- keyboard and a reset button are adopted. In this paper, detailedly describes the principle and working process of the entire system, introduces the idea of the software programming and realizing process, analyses the results combining with the program.It can reliaze measuring the temperature of the room and the water finally. Once the actual temperature exceeding the upper and lower limit, the function of the sound and light alarm can be obtained.Key words：Single chip microcomputer; LED nixie display; Regulators integrated chip目录摘要 (I)Abstract (II)目录 ........................................................................................................................................ I II 1 绪论 . (1)1.1设计背景 (1)1.2设计思想 (1)1.3硬件工作过程 (2)2AT89S52单片机 (3)2.189系列单片机简述 (3)2.1.189 系列单片机的特点 (3)2.1.289 系列单片机的结构状况 (4)2.2AT89S52简介 (4)2.2.1 主要性能 (4)2.2.2 功能特性概述 (5)2.3AT89S52的结构框图 (5)2.4AT89S52的引脚说明 (6)2.5特殊功能寄存器 (9)2.5.1 定时器2 寄存器 (9)2.5.2 中断寄存器 (9)2.5.3 双数据指针寄存器 (9)2.6掉电标志位 (11)2.7存储器结构 (11)2.7.1 程序存储器 (12)2.7.2 数据存储器 (12)2.8看门狗定时器 (12)2.8.1 WDT的使用 (13)2.8.2 掉电和空闲方式下的WDT (13)2.9定时器 (14)2.9.1 定时器0 和定时器1 (14)2.9.2 定时器2 (14)2.9.3 捕捉方式 (15)2.9.4 自动重载 (15)2.9.5 波特率发生器 (16)2.9.6 可编程时钟输出 (18)2.10中断 (19)2.11晶振特性 (19)2.12空闲模式 (19)2.13掉电模式 (20)2.14程序存储器的加密位 (20)3 硬件的设计 (23)3.1LED数码管显示部分 (23)3.1.1 LED性能特点 (23)3.1.2 数码管的检测 (23)3.1.3 数码管驱动 (24)3.1.4 数码管的显示电路设计 (26)3.2温度传感器 (28)3.2.1 温度传感器LM35 (28)3.2.2 LM35测温电路设计 (29)3.3A/D转换电路 (29)3.3.1 AD0809 的逻辑结构 (29)3.3.2 AD0809 的工作原理 (30)3.3.3 AD0809应用说明 (32)3.3.4 AD0809电路的设计 (32)3.4报警电路部分 (32)3.5键盘部分 (33)3.6时钟电路 (33)3.7复位电路 (34)3.8电源电路 (34)4 软件设计 (36)4.1开发环境 (36)4.2系统程序整体设计思路 (36)4.3温度测量报警系统设计的要求 (36)4.4软件整体设计 (37)4.4.1 软件设计的五个模块 (37)4.4.2 主程序流程图 (37)5 调试部分 (39)5.1硬件静态调试 (39)5.2软件调试 (39)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录 (44)附录A 英文原文 (44)附录B 中文翻译 (50)附录C 单片机内部结构图 (55)附录D 电路原理图 (56)附录E 总体程序流程图 (57)附录F 系统PCB板图 (58)1 绪论在人们日常的工作与生活中，温度与我们每一个人都有非常密切的关系。
单片机时钟设计MAX7219驱动数码管
单片机时钟设计MAX7219驱动数码管#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DIN=P0^1; //"显示串行数据输入端"sbit LOAD=P0^2; //"显示数据锁存端"sbit CLK=P0^3; //"显示时钟输入端"#define DecodeMode 0x09 //"译码模式"#define Intensity 0x0a //"亮度"#define ScanLimit 0x0b //"扫描界限"#define ShutDown 0x0c //"掉电模式"#define DisplayTest 0x0f //"显示测试"uchar code seg_data[]={0x7E,0x30,0x6D,0x79,0x33,0x5B,0x5F,0x70,0x7F,0x7B}; //"0,1,2,3,4,5,6,7,8,9" uchar disp_buf[5];uchar code bit_tab[]={0x01,0x02,0x03,0x04};uchar hour=12,min=0,sec=0,count=0;bit flag;void delay (uint a) //" 毫秒延时函数"{uint i;while( --a != 0){for(i = 0; i < 110; i++);}}void write_max7219_byte(uchar temp){uchar i;for(i=0;i<8;i++){CLK=0;DIN=(bit)(temp&0x80);temp<<=1;CLK=1;}}void write_max7219(uchar address,uint dat){LOAD=0;write_max7219_byte(address);write_max7219_byte(dat);LOAD=1;}void Init_max7219 (void){write_max7219(ScanLimit,0x07); //*"设置扫描界限"*/write_max7219(DecodeMode,0xff); //*"设置译码模式"*/ write_max7219(Intensity,0x04); //*"设置亮度"*/write_max7219(ShutDown,0x01); //*"设置电源工作模式"*/ write_max7219(DisplayTest,0x01);delay(5);write_max7219(DisplayTest,0x00);}void conv(uchar in1,in2){disp_buf[0]=in1/10;disp_buf[1]=in1%10;disp_buf[2]=in2/10;if(flag==0)disp_buf[3]=(in2%10)|0x80;elsedisp_buf[3]=in2%10;}void display( ){write_max7219(bit_tab[0],disp_buf[0]); write_max7219(bit_tab[1],disp_buf[1]); write_max7219(bit_tab[2],disp_buf[2]); write_max7219(bit_tab[3],disp_buf[3]); }void init(){TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;}void timer0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count++;if(count==20){count=0;flag=~flag;sec++;if(sec==60) {sec=0;min++;if(min==60) {min=0;hour++;if(hour==24) {hour=0;min=0;sec=0;}}}}}void main() {init();Init_max7219 ( ); while(1){conv(hour,min); display( );}}。
单片机课程设计之---温度控制及报警系统的设计
题目单片机温度控制及报警系统的设计一、设计目的学习温度的显示、控制及报警，实现了温度的实时显示及控制。
温度控制部分，提出了用DS18B20、89C52单片机及LED的硬件电路完成对温度的实时检测及显示，利用DS18B20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现实时控制及超出设定的上下限温度的报警系统。
课题设计的目的：1.掌握用51单片机控制LCD显示字符的方法。
2.掌握用单片机进行显示系统开发的方法。
3.掌握单片机软件、硬件调试技术。
4.了解单线器件DS18B20的驱动方法。
5.了解LCD显示器的一般驱动原理二、使用主要电子元件1．单片机89C522.温度传感器DS18B203.显示器LCD16024. 排插5.发光二极管6.电容若干7.电阻若干8.按钮开关若干。
9.导线若干10. 12MHZ晶振1个三．系统设计思想及主要应用器件3.1 系统设计的总体思想根据单片机温度控制要实现的功能，设计了基于ATMEL公司的AT89C52芯片的温度测量系统。
这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路。
整个系统硬件部分包括温度检测系统、信号放大系统、A/D转换、单片机、I/O设备、控制执行系统等.。
温度控制部分用DS18B20、89C52单片机及LED的硬件电路完成对温度的实时检测及显示。
3.2系统硬件简介硬件大致构成：核心控制器件AT89C52 ，温度传感器DS18B20，显示器1602A 报警控制LED。
3.2.1 硬件设计思想本设计是以AT89C52为单片机作为控制核心，提出了一种基于DS18B20的单总线多点温度测控系统，多个温度传感节点通过单总线与单片机相联形成分布式系统。
单片机通过实时监控温度的变化，通过LCD1602字符型液晶显示各节点温度的数值，当温度值超出所设定的值时，报警器开始报警，从而远程实现对整个温度系统的管理和控制。
这种分布式温度测量系统具有成本低廉、传感精度高、系统稳定、易于管理等优点。
max7219资料及电路图
MAX7219是MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极数码管显示驱动芯片，一片MAX7219可驱动8个7段（包括小数点共8段）数字LED、LED条线图形显示器、或64个分立的LED发光二级管。
该芯片具有10MHz传输率的三线串行接口可与任何微处理器相连，只需一个外接电阻即可设置所有LED的段电流。
它的操作很简单，MCU只需通过模拟SPI三线接口就可以将相关的指令写入MAX7219的内部指令和数据寄存器，同时它还允许用户选择多种译码方式和译码位。
此外它还支持多片7219串联方式，这样MCU就可以通过3根线（即串行数据线、串行时钟线和芯片选通线）控制更多的数码管显示。
MAX7219的外部引脚分配如图1所示及内部结构如图2所示。
图1 MAX7219的外部引脚分配图2 MAX7219的内部引脚分配各引脚的功能为：DIN：串行数据输入端DOUT：串行数据输出端，用于级连扩展LOAD：装载数据输入CLK：串行时钟输入DIG0~DIG7：8位LED位选线，从共阴极LED中吸入电流SEG A~SEG G DP 7段驱动和小数点驱动ISET：通过一个10k电阻和Vcc相连，设置段电流MAX7219有下列几组寄存器：（如图3）MAX7219内部的寄存器如图3，主要有：译码控制寄存器、亮度控制寄存器、扫描界限寄存器、关断模式寄存器、测试控制寄存器。
编程时只有正确操作这些寄存器，MAX7219才可工作。
图 3 MAX7219内部的相关寄存器分别介绍如下：（１）译码控制寄存器（X9H）如图4所示，MAX7219有两种译码方式：B译码方式和不译码方式。
当选择不译码时，8个数据为分别一一对应7个段和小数点位；B译码方式是BCD译码，直接送数据就可以显示。
实际应用中可以按位设置选择B译码或是不译码方式。
图4 MAX7219的译码控制寄存器（２）扫描界限寄存器（XBH）如图5所示，此寄存器用于设置显示的LED的个数（1~8），比如当设置为0xX4时，LED 0~5显示。
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摘要本系统为基于单片机芯AT89C51的温度控制报警系统，能够测量0~100°的温度值，采用四位液晶显示测量数值。
系统主要由51单片机最小系统、A/D转换电路、模拟量输入电路、数码管驱动电路、数码管显示电路以及温度报警电路这几部分组成。
单片机最小系统设计采用AT89C51单片机作为主控芯片，配以RC 上电复位电路和12MHz震荡电路；本次设计功能简单，利用可调电阻RV1代替温度传感器AD590，利用ADC0808模数转换芯片转换温度测量值；为使系统更加稳定、简洁，采用MAX7219驱动数码管LED显示。
本文对测控系统的硬件、软件的组成进行了分项、模块化逐步分析设计，通过硬件与软件的相结合，完成了本次系统设计的功能与参数。
关键字：单片机、MAX7219、温度控制、ADC0808目录摘要 ............................................................................................................................................. - 1 - 关键字：...................................................................................................................................... - 1 - 目录 ............................................................................................................................................. - 2 - 1 系统方案.................................................................................................................................. - 3 -1.1设计目的........................................................................................................................ - 3 -1.2设计任务与要求............................................................................................................ - 3 -1.3设计原理与分析............................................................................................................ - 3 - 2系统理论分析与计算............................................................................................................... - 4 -2.1 设计芯片选择及功能简介........................................................................................... - 4 -2.1.1AT89C51简介 ..................................................................................................... - 4 -2.1.2AT89C51的主要特性 ......................................................................................... - 5 -2.1.3AT89C51引脚功能 ............................................................................................. - 5 -2.2.1 ADC0808功能介绍 ........................................................................................ - 7 -2.2.2 ADC0808的内部逻辑结构................................................................................ - 7 -2.2.3ADC0808引脚结构 ............................................................................................ - 8 -2.3.1 MAX7219功能介绍 ....................................................................................... - 9 -2.3.2 MAX7219各引脚的功能 ................................................................................ - 11 -2.3.3 MAX7219内部的寄存器 ................................................................................ - 11 -2.3.4 MAX7219读写时序说明 ............................................................................. - 13 - 3电路与程序设计..................................................................................................................... - 14 -3.1电路的设计.................................................................................................................. - 14 -3.1.1系统总体框图................................................................................................... - 14 -3.1.2单片机最小系统电路原理图........................................................................... - 15 -3.1.3ADC0808模数转换系统电路原理图 .............................................................. - 16 -3.1.3MAX7219显示系统电路原理图...................................................................... - 16 -3.1.4报警系统电路原理图....................................................................................... - 17 -3.2程序的设计.................................................................................................................. - 17 -3.2.1程序功能描述与设计思路............................................................................... - 17 -3.2.2程序流程图....................................................................................................... - 17 - 4测试方案与测试结果............................................................................................................. - 19 -4.1测试方案...................................................................................................................... - 19 -4.2 测试条件与仪器......................................................................................................... - 19 -4.3 测试结果及分析......................................................................................................... - 19 -4.3.1测试结果(数据) ................................................................................................ - 19 -4.3.2测试分析与结论............................................................................................... - 19 - 参考文献.................................................................................................................................... - 20 - 附录1：电路原理图................................................................................................................. - 21 - 附录2：电路源程序................................................................................................................. - 22 -1 系统方案本统主要由51单片机最小系统模块、A/D转换模块、数码管驱动模块、数码管显示模块以及温度报警模块这几部分组成。