水温测量课程设计

水温测量摘要：设计一种基于AT89C51单片机的温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。

关键词：温度测量；DS18B20；AT89C511. 引言1.1 问题的提出随着人们生活水平的提高，对生活环境的要求也越来越高，家用电器越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，针对目前家庭的实际需要，自动控制水温报警系统比较方便实用，本文通过51系列单片机来实现一种控制水温报警系统的设计。

1.2 设计目的1. 巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。

2. 培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力。

3. 通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。

2. 系统设计与原理2.1 结构设计与分析[1]系统基本方框图1.主控制器图1：AT89C51单片机部分单片机A T89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要。

2.温度传感器图2：数字温度传感器DS18B20温度传感器采用DS18B20温度传感器。

DS18B20输出信号全数字化。

便于单片机处理及控制，在0—100 摄氏度时，最大线形偏差小于1 摄氏度，采用单总线的数据传输，可直接与计算机连接。

3.报警电路图3：上下限报警电路采用两个LED发光二级管，超出设定范围二极管发光。

4.显示电路图4：LED显示模块显示电路采用LED液晶显示数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码。

显示电路是使用的串口显示，这种显示最大的优点就是使用口资源比较少，只用p3口的RXD,和TXD,串口的发送和接收，四只数码管采用74LS164右移寄存器驱动，显示比较清晰。

3. 设计结果与数据3.1 单元电路调试图5：程序调试、编译图6：LED测试正常图7：温度报警显示正常3.2 系统联调1.当温度在正常范围内时，LED显示温度，二极管不发光2.当温度低于报警下限（40°C）时，LED显示温度，绿色二极管发光。

3.当温度高于报警上限（90°C）时，LED显示温度，红色二极管发光。

4. 结论与心得4.1 设计结论4.2 心得参考文献[1] 李群芳，张士军，黄建.单片微型计算机与接口技术[M].第三版，北京：电子工业出版社，2008.5[2] 胡键.单片机原理及接口技术实践教程[M].第一版，北京：机械工业出版社，2004.8[3] 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例：基于8051+Proteus仿真[M].第一版，北京：电子工业出版社，2009.6附件：完整电路图程序：#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar i;sbit lcdrs=P3^0;sbit lcdrw=P3^1;sbit lcden=P3^2;sbit d1=P1^0;sbit d2=P1^1;uchar code t0[]="the temperature ";uchar code t1[]=" is ";uchar code wendu[]="0123456789"; //利用一个温度表解决温度显示乱码sbit DQ = P3^7;//定义ds18B20总线IO//液晶显示模块void delay(uint z){uint x,y;for(x=100;x>1;x--)for(y=z;y>1;y--);}void write_com(uchar com) {lcdrs=0;P2=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void write_date(uchar date) {lcdrs=1;P2=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void init_lcd(){lcden=0;lcdrw=0;write_com(0x38);write_com(0x01);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x80);for(i=0;i<16;i++){write_date(t0[i]);delay(0);}write_com(0x80+0x40);for(i=0;i<16;i++){write_date(t1[i]);delay(0);}}//温度采集模块void tmpDelay(int num)//延时函数{while(num--) ;}/******************************************************************************/ void Init_DS18B20()//初始化ds1820{unsigned char x=0;DQ = 1; //DQ复位tmpDelay(8); //稍做延时DQ = 0; //单片机将DQ拉低tmpDelay(80); //精确延时大于 480usDQ = 1; //拉高总线tmpDelay(14);x=DQ; //稍做延时后如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败tmpDelay(20);}unsigned char ReadOneChar()//读一个字节{unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i--){DQ = 0; // 给脉冲信号dat>>=1;DQ = 1; // 给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;tmpDelay(4);}return(dat);}void WriteOneChar(unsigned char dat)//写一个字节{unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0;DQ = dat&0x01;tmpDelay(5);DQ = 1;dat>>=1;}}unsigned int Readtemp()//读取温度{unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned int t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器a=ReadOneChar(); //连续读两个字节数据 //读低8位b=ReadOneChar(); //读高8位t=b;t<<=8;t=t|a; //两字节合成一个整型变量。

tt=t*0.0625; //得到真实十进制温度值，因为DS18B20可以精确到0.0625度，所以读回数据的最低位代表的是0.0625度t= tt*10+0.5; //放大十倍，这样做的目的将小数点后第一位也转换为可显示数字，同时进行一个四舍五入操作。

return(t);}void display(){unsigned int num,num1; //定义的时候用uchar宏定义就会出错unsigned int shi,ge,xiaoshu; //这里的num,shi,ge,xiaoshu 必须用unsigned int 无符号整数来表示，用unshigned char 字符型则显示错误num=Readtemp();num1=num/10;if(num1>90){d1=0;d2=1;delay(500);}if(num1<40){d1=1;d2=0;delay(500);}else{d1=1;d2=1;}shi=num/100;ge=num/10%10;xiaoshu=num%10;write_com(0x80+0x40+5);write_date(wendu[shi]);write_com(0x80+0x40+6);write_date(wendu[ge]);write_com(0x80+0x40+7);write_date(0x2e);write_com(0x80+0x40+8);write_date(wendu[xiaoshu]); }void main(){init_lcd();while(1){display();delay(10);}}。