51单片机课程设计：基于DS18B20的温度报警器

Posted 2020-08-25

51单片机课程设计：基于DS18B20的温度报警器

    本程序用于读取DS18B20温度，同时具备报警功能，工程分为3个文件，main.c、temp.c、temp.h，经本人修改部分代码，适用于吉林农业大学51开发板，其他朋友亦可移植到其他型号开发板。工程文件在文章最下方。

1.main.c文件

/*********************************说明******************************************
本程序用于读取温度检测模块DS18B20数值，并显示到数码管上
本程序分为两部分，一部分为主函数部分，文件名为main.c
另一部分为温度读取部分，文件名为temp.c
数码管以及蜂鸣器连接方法参照以下定义，DS18B20连接见temp.h（P3.7）
（本程序经修改适用于吉农51单片机开发板）
2016-12-29------------------------SWorld
*******************************************************************************/
#include<reg51.h>
#include"temp.h"
//--定义使用的IO--//
#define GPIO_DIG P0//位选以及段选数据输出端口定义
#define GPIO_KEY P1  //定义按键引脚   p1.0  ADD数值增加     p1.1  SUB  数值减少   p1.2 OK   确定
sbit DUC=P2^2;//   DUC段选信号
sbit WEC=P2^3;//WEC    位选信号
sbit BELL=P2^4;//  蜂鸣器连接  超出预警范围蜂鸣器响
//sbit LIGHT=P1^4;//定义LED灯闪烁引脚
char HIGH=30,LOW=20;//定义预警范围最大以及最低值  超出此数值将会报警
unsigned int ifset=0;//判断是否设置好最高以及最低温度
//--定义全局变量
unsigned char code DIG_CODE[19]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x38,0x76};
//0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F、L、H的显示码   L代表最低温度  H代表最高温度
unsigned char DisplayData[8];
//用来存放要显示的8位数的值
//--声明全局函数--//
void LcdDisplay(int temp);
void DigDisplay();
void Delay10ms(unsigned int c);
unsigned char Key_Scan();
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : main
* 函数功能   : 主函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void main()
{
DUC=0;WEC=0;BELL=1;      //初始化
while(1)
{
switch(ifset)
{
case 0://设置最高温度
DisplayData[7] = DIG_CODE[17];//显示H
if(HIGH>0)
{DisplayData[5]=0x00;}
else
{DisplayData[5]=0x40;}
switch(Key_Scan())//扫描键值
{
case 1://数值增加
if(HIGH>LOW)
HIGH-=1;
break;
case 2://数值减少
HIGH+=1;
break;
case 4://确定
ifset=1;
break;
}
//显示最大温度
DisplayData[4] = DIG_CODE[HIGH / 100];
DisplayData[3] = DIG_CODE[HIGH % 100 / 10];
DisplayData[2] = DIG_CODE[HIGH % 10];
break;
case 1://设置最低温度
DisplayData[7] = DIG_CODE[16];
if(LOW>0)
{DisplayData[5]=0x00;}
else
{DisplayData[5]=0x40;}
switch(Key_Scan())
{
case 1:
LOW-=1;
break;
case 2:
if(LOW<HIGH)
LOW+=1;
break;
case 4:
ifset=2;
break;
}
//显示最低温度
DisplayData[4] = DIG_CODE[LOW / 100];
DisplayData[3] = DIG_CODE[LOW % 100 / 10];
DisplayData[2] = DIG_CODE[LOW % 10];
break;
case 2://设置完成 开始监控
DisplayData[7]=0x00;
LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp());
break;
}
if(ifset!=2)
DigDisplay();
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : LcdDisplay()
* 函数功能   : LCD显示读取到的温度
* 输    入         : v
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void LcdDisplay(int temp)  //lcd显示
{
   float tp;  
  if(temp< 0)//当温度值为负数
  {
DisplayData[6] = 0x40; 
//因为读取的温度是实际温度的补码，所以减1，再取反求出原码
temp=temp-1;
temp=~temp;
tp=temp;
temp=tp*0.0625*100+0.5;
//留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点
//后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就
//算由?.5，还是在小数点后面。
 
  }
else
  {
DisplayData[6] = 0x00;
tp=temp;//因为数据处理有小数点所以将温度赋给一个浮点型变量
//如果温度是正的那么，那么正数的原码就是补码它本身
temp=tp*0.0625*100+0.5;
//留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点
//后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就
//算加上0.5，还是在小数点后面。
if(temp*100<LOW||temp>HIGH*100)//以下是判断是否超出预警范围
{
BELL=0;
}
else
{
BELL=1;
}
}
DisplayData[5] = DIG_CODE[temp / 10000];
DisplayData[4] = DIG_CODE[temp % 10000 / 1000];
DisplayData[3] = DIG_CODE[temp % 1000 / 100] | 0x80;
DisplayData[2] = DIG_CODE[temp % 100 / 10];
DisplayData[1] = DIG_CODE[temp % 10];
 DigDisplay();   //扫描显示
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DigDisplay
* 函数功能   : 使用数码管显示
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DigDisplay()
{
unsigned char i;
unsigned int j;
for(i=0;i<8;i++)
{
WEC=1;DUC=0;
switch(i) //位选，选择点亮的数码管，
{
case(0):
GPIO_DIG=0x7F; break;//显示第0位
case(1):
GPIO_DIG=0xBF; break;//显示第1位
case(2):
GPIO_DIG=0xDF; break;//显示第2位
case(3):
GPIO_DIG=0xEF; break;//显示第3位
case(4):
GPIO_DIG=0xF7; break;//显示第4位
case(5):
GPIO_DIG=0xFB; break;//显示第5位
case(6):
GPIO_DIG=0xFD; break;//显示第6位
case(7):
GPIO_DIG=0xFE; break;//显示第7位
}
WEC=0;DUC=1;
GPIO_DIG=DisplayData[i];//发送段码
j=50; //扫描间隔时间设定
while(j--);
GPIO_DIG=0x00;//消隐
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Key_Scan()
* 函数功能   : 扫描键盘
* 输    入         : 无
* 输    出         : 读取到的键值
*******************************************************************************/
unsigned char Key_Scan()
{
unsigned char keyValue = 0 , i; //保存键值
//--检测按键1--//
if (GPIO_KEY != 0xFF)//检测按键K1是否按下
{
Delay10ms(1);//消除抖动
if (GPIO_KEY != 0xFF)//再次检测按键是否按下
{
keyValue = ~GPIO_KEY;
i = 0;
while ((i<50) && (GPIO_KEY != 0xFF)) //检测按键是否松开
{
Delay10ms(1);
i++;
}
}
}
return keyValue;   //将读取到键值的值返回
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Delay10ms
* 函数功能   : 延时函数，延时10ms
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Delay10ms(unsigned int c)   //误差 0us
{
    unsigned char a, b;
//--c已经在传递过来的时候已经赋值了，所以在for语句第一句就不用赋值了--//
    for (;c>0;c--)
{
for (b=38;b>0;b--)
{
for (a=130;a>0;a--);
}
           
}       
}

2.temp.c文件

/*-----------------------------------------------------------------------------*/
/*----------------------------DS18B20操作函数----------------------------------*/
/*-----------------------------------------------------------------------------*/
#include"temp.h"
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Delay1ms
* 函数功能   : 延时函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Delay1ms(uint y)
{
uint x;
for( ; y>0; y--)
{
for(x=110; x>0; x--);
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds18b20Init
* 函数功能   : 初始化
* 输    入         : 无
* 输    出         : 初始化成功返回1，失败返回0
*******************************************************************************/
uchar Ds18b20Init()
{
uchar i;
DSPORT = 0; //将总线拉低480us~960us
i = 70;
while(i--);//延时642us
DSPORT = 1;//然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低
i = 0;
while(DSPORT)//等待DS18B20拉低总线
{
Delay1ms(1);
i++;
if(i>5)//等待>5MS
{
return 0;//初始化失败
}
}
return 1;//初始化成功
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds18b20WriteByte
* 函数功能   : 向18B20写入一个字节
* 输    入         : com
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Ds18b20WriteByte(uchar dat)
{
uint i, j;
for(j=0; j<8; j++)
{
DSPORT = 0;       //每写入一位数据之前先把总线拉低1us
i++;
DSPORT = dat & 0x01;  //然后写入一个数据，从最低位开始
i=6;
while(i--); //延时68us，持续时间最少60us
DSPORT = 1;//然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
dat >>= 1;
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds18b20ReadByte
* 函数功能   : 读取一个字节
* 输    入         : com
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
uchar Ds18b20ReadByte()
{
uchar byte, bi;
uint i, j;
for(j=8; j>0; j--)
{
DSPORT = 0;//先将总线拉低1us
i++;
DSPORT = 1;//然后释放总线
i++;
i++;//延时6us等待数据稳定
bi = DSPORT; //读取数据，从最低位开始读取
/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/
byte = (byte >> 1) | (bi << 7);  
i = 4;//读取完之后等待48us再接着读取下一个数
while(i--);
}
return byte;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds18b20ChangTemp
* 函数功能   : 让18b20开始转换温度
* 输    入         : com
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void  Ds18b20ChangTemp()
{
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc);//跳过ROM操作命令 
Ds18b20WriteByte(0x44);    //温度转换命令
//Delay1ms(100);//等待转换成功，而如果你是一直刷着的话，就不用这个延时了
   
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds18b20ReadTempCom
* 函数功能   : 发送读取温度命令
* 输    入         : com
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void  Ds18b20ReadTempCom()
{
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0xbe); //发送读取温度命令
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Ds18b20ReadTemp
* 函数功能   : 读取温度
* 输    入         : com
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
int Ds18b20ReadTemp()
{
int temp = 0;
uchar tmh, tml;
Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令
Ds18b20ReadTempCom();//然后等待转换完后发送读取温度命令
tml = Ds18b20ReadByte();//读取温度值共16位，先读低字节
tmh = Ds18b20ReadByte();//再读高字节
temp = tmh;
temp <<= 8;
temp |= tml;
return temp;
}

3.temp.h文件

#ifndef __TEMP_H_
#define __TEMP_H_
#include<reg51.h>
//---重定义关键词---//
#ifndef uchar
#define uchar unsigned char
#endif
#ifndef uint 
#define uint unsigned int
#endif
//--定义使用的IO口--//
sbit DSPORT=P3^7;
//--声明全局函数--//
void Delay1ms(uint );
uchar Ds18b20Init();
void Ds18b20WriteByte(uchar com);
uchar Ds18b20ReadByte();
void  Ds18b20ChangTemp();
void  Ds18b20ReadTempCom();
int Ds18b20ReadTemp();
#endif

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