基于单片机及DSB温度传感器的数字温度计程序及详细注释优质资料.doc

基于单片机及DSB温度传感器的数字温度计程序及详细注释优质资料
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基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)

电路实物图如下图所示：

C语言程序如下所示：

/********************************************************************
zicreate
----------------------------- Copyright (C) zicreate --------------------------
* 程序名; 基于DS18B20的测温系统
* 功 能： 实时测量温度，超过上下限报警，报警温度可手动调整。K1是用来
* 进入上下限调节模式的，当按一下K1进入上限调节模式，再按一下进入下限
* 调节模式。在正常模式下，按一下K2进入查看上限温度模式，显示1s左右自动
* 退出；按一下K3进入查看下限温度模式，显示1s左右自动退出；按一下K4消除
* 按键音，再按一下启动按键音。在调节上下限温度模式下，K2是实现加1功能，
* K1是实现减1功能，K3是用来设定上下限温度正负的。
* 编程者：Jason
* 编程时间：2009/10/2
*********************************************************************/
#include<AT89X52.h> //将AT89X52.h头文件包含到主程序
#include<intrins.h> //将intrins.h头文件包含到主程序（调用其中的_nop_()空操作函数延时）
#define uint unsigned int //变量类型宏定义，用uint表示无符号整形（16位）
#define uchar unsigned char //变量类型宏定义，用uchar表示无符号字符型（8位）
uchar max=0x00,min=0x00; //max是上限报警温度，min是下限报警温度
bit s=0; //s是调整上下限温度时温度闪烁的标志位，s=0不显示200ms，s=1显示1s左右
bit s1=0; //s1标志位用于上下限查看时的显示
void display1(uint z); //声明display1（）函数
#include"ds18b20.h" //将ds18b20.h头文件包含到主程序
#include"keyscan.h" //将keyscan.h头文件包含到主程序
#include"display.h" //将display.h头文件包含到主程序
/***********************主函数************************/
void main()
{
beer=1; //关闭蜂鸣器
led=1; //关闭LED灯
timer1_init(0); //初始化定时器1（未启动定时器1）
get_temperature(1); //首次启动DS18B20获取温度（DS18B20上点后自动将EEPROM中的上下限温度复制到TH和TL寄存器）
while(1) //主循环
{
keyscan(); //按键扫面函数
get_temperature(0); //获取温度函数
keyscan(); //按键扫面函数
display(temp,temp_d*0.625);//显示函数
alarm(); //报警函数
keyscan(); //按键扫面函数
}
}
/********************************************************************
* 程序名; __ds18b20_h__
* 功 能： DS18B20的c51编程头文件
* 编程者：ZPZ
* 编程时间：2009/10/2
* 说 明：用到的全局变量是：无符号字符型变量temp(测得的温度整数部分),temp_d
* (测得的温度小数部分)，标志位f（测量温度的标志位‘0’表示“正温度”‘1’表
* 示“负温度”），标志位f_max（上限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表
* 示“负温度”），标志位f_min（下限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表
* 示“负温度”），标志位w(报警标志位‘1’启动报警‘0’关闭报警)。
*********************************************************************/
#ifndef __ds18b20_h__ //定义头文件
#define __ds18b20_h__
#define uint unsigned int //变量类型宏定义，用uint表示无符号整形（16位）
#define uchar unsigned char //变量类型宏定义，用uchar表示无符号字符型（8位）
sbit DQ= P2^3; //可位寻址变量定义，用DQ表示P2.3口
sbit beer=P1^0; //用beer表示P1.0
sbit led=P1^1; //用led表示P1.1
uchar temp=0; //测量温度的整数部分
uchar temp_d=0; //测量温度的小数部
bit f=0; //测量温度的标志位,0’表示“正温度”‘1’表示“负温度”）
bit f_max=0; //上限温度的标志位‘0’表示“正温度”‘1’表示“负温度”）
bit f_min=0; //下限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表示“负温度”）
bit w=0; //报警标志位‘1’启动报警‘0’关闭报警)
/*****************************延时子函数******************************/
void ds18b20_delayus(uint t) //延时几μs
{while(t--);}
void ds18b20_delayms(uint t) //延时1ms左右
{uint i,j;for(i=t;i>0;i--)for(j=120;j>0;j--);}
/**************************ds18b20初始化函数*************************/
void ds18b20_init() // DS18B20初始化
{
DQ=1; //拉高数据线
DQ=0; //控制器向DS18B20发低电平脉冲
ds18b20_delayus(30); //延时480μs左右
DQ=1; //控制器拉高总线，
while(DQ); //等待DS18B20拉低总线
ds18b20_delayus(20); //延时，等待上拉电阻拉高总线
DQ=1; //拉高数据线，准备数据传输；
}
/***************************ds18b20字节读函数************************/
uchar ds18b20_read() //DS18B20 字节读取
{
uchar i; //定义一个局部变量i(局部变量只在本函数中有效)
uchar d = 0; //定义一个局部变量d
DQ = 1; //准备读；
for(i=8;i>0;i--) //一位一位的读，循环8次
{
d >>= 1; //d左移一位，低位先发；
DQ = 0;
_nop_();_nop_();_nop_();
DQ = 1; //必须写1，否则读出来的将是不预期的数据；
if(DQ) //在12us处读取数据，送给d的最高位
d |= 0x80;
ds18b20_delayus(10);
} return d; //返回读取的值
}
/*************************ds18b20字节写函数**************************/
void ds18b20_write(uchar d) // ds18b20字节写
{
uchar i;
for(i=8;i>0;i--) //一位一位的写
{ DQ=0;
_nop_(); _nop_();_nop_(); DQ=d&0x01; //写数据
ds18b20_delayus(5); DQ=1; d >>= 1;
}
}
/***************************获取温度函数****************************/
void get_temperature(bit f)
{
uchar a=0,b=0,c=0,d=0;
uint i;
ds18b20_init(); //DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc);//向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0x44);//写启动DS18B20进行温度转换命令，转换结果存入内部RAM
if(f==1)
{ //首次启动DS18B20进行温度转换需要500ms,若转换时间不够就出错，读出的是85度的错误值。
display1(1); //用开机动画耗时
}
else
ds18b20_delayms(1);
ds18b20_init(); //DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0xbe); //写读内部RAM中9字节的内容命令
a=ds18b20_read(); //读内部RAM （LSB）
b=ds18b20_read(); //读内部RAM （MSB）
if(f==1) //局部位变量f=1时读上下线报警温度
{
max=ds18b20_read(); //读内部RAM （TH）
min=ds18b20_read(); //读内部RAM （Tl）
}
if((max&0x80)==0x80) //若读取的上限温度的最高位（符号位）为‘1’表明是负温度
{f_max=1;max=(max-0x80);} //将上限温度符号标志位置‘1’表示负温度，将上限温度装换成无符号数。
if((min&0x80)==0x80)//若读取的下限温度的最高位（符号位）为‘1’表明是负温度
{f_min=1;min=(min-0x80);}//将下限温度符号标志位置‘1’表示负温度，将下限温度装换成无符号数。
i=b;i>>=4;
if (i==0)
{
f=0; //i为0，表示读取的温度是正温度,设立正温度标记
temp=((a>>4)|(b<<4)); //整数部分
a=(a&0x0f);
temp_d=a; //小数部分
}
else
{
f=1; //i为1，表示读取的温度是负温度,设立负温度标记
a=~a+1; //负数的小数部分取反加1
b=~b; //负数的整数部分取反
temp=((a>>4)|(b<<4)); //整数部分
a=(a&0x0f); //小数部分
temp_d=a;
}
}
/*************************存储极限温度函数***************************/
void store_t()
{
if(f_max==1) //若上限温度为负，将上限温度转换成有符号数（最高1是负，0是正）
max=max+0x80;
if(f_min==1) //若下限温度为负，将上限温度转换成有符号数
min=min+0x80;
ds18b20_init(); //DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0x4e); //向DS18B20发写字节至暂存器2和3（TH和TL）命令
ds18b20_write(max); //向暂存器TH（上限温度暂存器）写温度
ds18b20_write(min); //向暂存器TL（下限温度暂存器）写温度
ds18b20_write(0xff); //向配置寄存器写命令，进行温度值分辨率设置
ds18b20_init(); //DS18B20初始化
ds18b20_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令
ds18b20_write(0x48); //向DS18B20发将RAM中2、3字节的内容写入EEPROM
} //DS18B20上电后会自动将EEPROM中的上下限温度拷贝到TH、TL暂存器
/**************************温度超限报警函数*************************/
void alarm()
{ //若上限值是正值
if(f_max==0)
{
if(f_min==0) //若下限值是正值
{
if(f==0) //若测量值是正值
{
if((temp+temp_d*0.0625)<=min||(temp+temp_d*0.0625)>=max)
{w=1;TR1=1;} //当测量值小于最小值或大于最大值时报警
if((temp+temp_d*0.0625)<max&&(temp+temp_d*0.0625)>min)
{w=0;} //当测量值大于最小值且小于最大值时不报警
} if(f==1){w=1;TR1=1;} //若测量值是负值时报警
}
if(f_min==1) //若下限值是负值
{ if(f==0) //若测量值是正值
{
if((temp+temp_d*0.0625)>=max)//当测量值大于最大值时报警
{w=1;TR1=1;}
if((temp+temp_d*0.0625)<max )//当测量值小于最大值时不报警
{w=0;}
}
if(f==1) //若测量值是负值
{ if((temp+temp_d*0.0625)>=min)//当测量值大于最小值时报警
{w=1;TR1=1;}
if((temp+temp_d*0.0625)<min)//当测量值小于最小值时不报警
{w=0;}
}
}
}
if(f_max==1) //若下限值是负值
{ if(f_min==1) //若下限值是负值
{ if(f==1) //若测量值是负值
{
if((temp+temp_d*0.0625)<=max||(temp+temp_d*0.0625)>=min)
{w=1;TR1=1;} //当测量值小于最大值或大于最小值时报警
if((temp+temp_d*0.0625)<min&&(temp+temp_d*0.0625)>max)
{w=0;} //当测量值小于最小值且大于最大值时不报警
}
if(f==0){w=1;TR1=1;} //若测量值是正值时报警
}
}
}
#endif
/**********************************************************************
* 程序名; __keyscan_H__
* 功 能： ds18b20键盘头文件，通过键盘设定设定上下限报警温度
* 编程者：ZPZ
* 编程时间：2009/10/2
**********************************************************************/
#ifndef __keyscan_H__ //定义头文件
#define __keyscan_H__
sbit key1=P2^2; //可位寻址变量定义，用key1表示P2.2口
sbit key2=P2^1; //用key2表示P2.1口
sbit key3=P2^0; //用key3表示P2.0口
sbit key4=P3^3; //用key4表示P3.3口
uchar i=0; //定义全局变量i用于不同功能模式的选择，‘0’正常模式，‘1’上限调节模式，‘2’下限调节模式
uchar a=0; //定义全局变量a用于不同模式下数码管显示的选择
bit k4=0; //K4按键双功能选择位，k4=0时K4按键选择消按键音的功能，k4=1时K4按键选择正负温度设定功能
bit v=0; //K2、K3按键双功能选择位，v=0时选择上下限查看功能，v=1时选择上下限温度加减功能
bit v1=0; //v1=1时定时1250ms时间到自动关闭报警上下限查看功能
bit v2=0; //消按键音功能调整位，为‘0’时开按键音，为‘1’时关按键音

/***************************读键盘延时子函数**************************/
void keyscan_delay(uint z) //延时1ms左右
{
uint i,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=120;j>0;j--);
}
/****************************温度调节函数******************************/
int temp_change(int count,bit f) //上下限温度调整
{
if(key2==0) //判断K2是否按下
{ if(v2==0)beer=0; //v2=0开按键音，否则消按键音
keyscan_delay(10); //延时10ms
if(key2==0) //再次判断K2是否按下（实现按按键时消抖）
{
beer=1; //K2按下关按键音
if(f==0) //若温度为正
{
count++; //每按一下K2温度上调1
if(a==1){if(count>125) count=125;}//当温度值大于125时不上调
if(a==2){if(count>125) count=125;}
}
if(f!=0) //若温度为负
{
count++; //每按一下K2温度下调1
if(a==1){if(count>55) count=55;}//当温度值小于-55时不再下调
if(a==2){if(count>55) count=55;}
}
}
while(key2==0); keyscan_delay(10); //K2松开按键时消抖
}
if(key3==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(10);
if(key3==0) //K3按按键时消抖
{
beer=1;
count--; //每按一下K3温度为正时下调1，为负时上调1
if(a==1){if(count<0) count=0;}//当温度值达到0时不再调
if(a==2){if(count<0) count=0;}
}
while(key3==0); keyscan_delay(10); //K3松开按键时消抖
}
return count;
}
/*****************************读键盘函数******************************/
void keyscan()
{if(key1==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(10);
if(key1==0) //K1按按键时消抖
{
beer=1;
TR1=1;//开定时器1，通过s标志位的变化，实现在上下限温度调整时温度显示时闪烁的功能
k4=1;//在上下温度调节功能模式下选择K4的调整上下限温度正负的功能
v=1; //在上下温度调节功能模式下选择K2、K3的温度加减功能
i++; //K1按一下i加1，i=‘0’进入正常模式，i=‘1’进入调上限模式，i=‘2’进入调下限模式
if(i>2) //K1按下三次后退出调节模式
{
i=0; //进入正常模式
TR1=0; //关定时器1
k4=0; //在正常模式下选择K4的消按键音功能
v=0; //在正常模式下选择K2、K3的查看上下限报警温度功能
store_t(); //存储调整后的上下限报警温度
}
switch(i) //显示选择
{
case 0:a=0;break; //a=0选择显示测得的温度
case 1:a=1;break; //a=1选择显示上限温度
case 2:a=2;break; //a=2选择显示下限温度
default:break;
}
}
while(key1==0); //K1松按键时消抖
keyscan_delay(10);
}
if(a==1&&v==1) //a=1选择显示上限温度且v=1时选择上下限温度加功能
{led=0;max=temp_change(max,f_max);}//显示上限温度
else if(a==2&&v==1) //a=2选择显示下限温度且v=1时选择上下限温度减功能
{led=1;min=temp_change(min,f_min);}
else;
if(k4==1) //k4=1时K4按键选择正负温度设定功能
{
if(key4==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(5);
if(key4==0)
{beer=1;
if(a==1)
{if(max>55) f_max=0;else f_max=~f_max;}//当温度大于55度时，只能设定为正温度
if(a==2)
{if(min>55) f_max=0;else f_min=~f_min;}//当温度大于55度时，只能设定为正温度
}
while(key4==0);keyscan_delay(10);
}
}

if(v==0) //v=0时选择上下限查看功能
{
if(key2==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(10);
if(key2==0)
{
beer=1;
a=1; //选择上限显示
TR1=1; //开定时器1开始定时一分钟左右
s1=1; //上限显示不闪烁，显示一分钟左右自动退出
}
while(key2==0);keyscan_delay(10);
}
if(key3==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(10);
if(key3==0)
{
beer=1;
a=2; //选择下限显示
TR1=1; //开定时器1开始定时1s
s1=1; //下限显示不闪烁，显示1s自动退出
}
while(key3==0);keyscan_delay(10);
}
if(v1==1) //v1=1时定时1s时间到自动关闭报警上下限查看功能
{a=0;v1=0;TR1=0;} //a=0显示实测温度，v1清零，关定时器1
if(k4==0) //k4=0时K4按键选择消按键音的功能
{
if(key4==0)
{
if(v2==0)beer=0;keyscan_delay(10);
if(key4==0)
{
beer=1; v2=~v2; //为‘0’时开按键音，为‘1’时关按键音
}
while(key4==0);
keyscan_delay(10);
}
}
}
}
#endif
/**********************************************************************
* 程序名; __ds18b20_display_H__
* 功 能： ds18b20数码管动态显示头文件，通过定时器0延时实现数码管动态显示
* 编程者：ZPZ
* 编程时间：2009/10/2
**********************************************************************/
#ifndef __ds18b20_display_H__ //定义头文件
#define __ds18b20_display_H__
#define uint unsigned int //变量类型宏定义，用uint表示无符号整形（16位）
#define uchar unsigned char //变量类型宏定义，用uchar表示无符号字符型（8位）
sbit wei1=P2^4; //可位寻址变量定义，用wei1表示P2.4口
sbit wei2=P2^5; //用wei2表示P2.5口
sbit wei3=P2^6; //用wei3表示P2.6口
sbit wei4=P2^7; //用wei4表示P2.7口
uchar num=0; //定义num为全局无符号字符型变量，赋初值为‘0’
uchar code temperature1[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //定义显示码表0~9
uchar code temperature2[]={ 0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,
0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; //带小数点的0.~9.
uchar code temperature3[]={ 0x00,0x80,0x40,0x76,0x38}; //依次是‘不显示’‘.’‘-’‘H’‘L’
/*****************************延时子函数******************************/
void display_delay(uint t) //延时1ms左右
{
uint i,j;
for(i=t;i>0;i--)
for(j=120;j>0;j--);
}
/**************************定时器1初始化函数***************************/
void timer1_init(bit t)
{
TMOD=0x10; //设定定时器1工作在方式1，最大定时65.53ms
TH0=0x3c; //定时器赋初值，定时50ms
TL0=0xb0;
EA=1; //开总中断
ET1=1; //开定时器1中断
TR1=t; // 局部变量t为1启动定时器1，为0关闭定时器1
}
/**************************定时器1中断函数*****************************/
void timer1() interrupt 3
{
TH0=0x3c; //重新赋初值，定时50ms
TL0=0xb0;
num++; //每进入一次定时器中断num加1（每50ms加1一次）
if(num<5)
{s=1;if(w==1){beer=1;led=1;}else{beer=1;led=1;}}
Else //进入4次中断，定时200ms时若报警标志位w为‘1’则启动报警，不为‘1’不启动
//实现间歇性报警功能
{s=0;if(w==1){beer=0;led=0;}else{beer=1;led=1;}}
if(num>20) //进入20次中断，定时1s
{
num=0; //num归0，重新定开始定时1s
s1=0; //定时1s时间到时自动关闭报警上下限显示功能
v1=1; //定时1s时间到时自动关闭报警上下限查看功能
}
}
/*********************调整报警上下限显示选择函数**********************/
void selsct_1(uchar f,uchar k) //消除百位的0显示，及正负温度的显示选择
{
if(f==0) //若为正温度，百位为0则不显示百位，不为0则显示
{
if(k/100==0) P0=temperature3[0]; else P0=temperature1[k/100];
}
if(f==1) //若为负温度，若十位为0，百位不显示，否则百位显示‘-’
{
if(k%100/10==0) P0=temperature3[0];else P0=temperature3[2];
}
}
void selsct_2(bit f,uchar k) //消除十位的0显示，及正负温度的显示选择
{
if(f==0) //若为正温度，百位十位均为0则不显示十位，否则显示十位
{if((k/100==0)&&(k%100/10==0))P0=temperature3[0];
elseP0=temperature1[k%100/10];
}
if(f==1) //若为负温度，若十位为0，十位不显示，否则十位显示‘-’
{if(k%100/10==0) P0=temperature3[2];
else P0=temperature1[k%100/10];
}
}
/****************************主显示函数********************************/
void display(uchar t,uchar t_d) //用于实测温度、上限温度的显示
{
uchar i;
for(i=0;i<4;i++) //依次从左至右选通数码管显示，实现动态显示
{
switch(i)
{
case 0: //选通第一个数码管
if(a==0){selsct_1(f,t);} //若a=0则在第一个数码管上显示测量温度的百位或‘-’
if(a==1)
{
P0