基于C51单片机的温度检测模块

基于C51单片机的温度检测模块

主讲：雷道仲

第一章 MCS—51单片机硬件结构及指令系统

第15章 1

基于C51单片机的温度检测模块

模块功能描述2

必备知识3

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设计案例

45

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第一章 MCS—51单片机硬件结构及指令系统

本章概述1.任务 设计并制作一智能小车的温度检测电路；运用单片机的C语言编程实现智能 小车行走过程中的温度显示。 2.要求 (1) 实现智能小车行走过程中的实时温度显示； (2) 要求显示的温度值精确到小数点后一位，误差控制在±0.5℃;

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15.1 模块功能描述

本案例模块的主要内容是：通过利用单片机的 通用I/O口与单总线器件DS18B20(温度传感器)设 计出轮式教育机器人的温度检测模块这一具体设计 实例来讲述单片机单总线技术方面的应用。通过该 项目的学习与实践,可以让读者获得如下知识和技能： 掌握单片机单总线技术的通信协议和应用方法； 掌握单总线器件DS18B20的工作原理及使用方法； 掌握C51对单总线器件的控制方法；

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第一章 MCS—51单片机硬件结构及指令系统

15.2 必备知识15.2.1 关于温度传感器 温度传感器是检测温度的器件，其种类多，应用最广，发展快。 目前最常用有热电阻类温度传感器、热电偶类温度传感器、单总线温度传 感器等。本设计采用DS18B20作为智能小车行驶过程中的温度检测器件。 DS18B20是一种一线式数字温度传感器，具有体积小、功耗低、测温精度 高、抗干扰能力强等优点，非常适用于多点温度检测系统。并且它无需任 何外围接口及A/D转换电路，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极 管的集成电路内，可直接将采集到的室温转化成串行数字信号送单片机处 理。温度测量范围为-55℃~+125℃,测量精度保持在±0.5℃左右，完全 满足日常的一般环境温度检测的要求[1]。

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统

15.3 设计案例15.3.1 系统设计方案 轮式教育机器人温度检测模块如图15—1所示，主要由：左、右轮控制 电机、1602LCD显示器、温度传感器DS18B20三个部分组成。各个组成部 分的功能如下：左右轮电机控制着智能小车的行进方向，在行进的同时温 度传感器DS18B20将采集温度数据经内部转换后传送至单片机，单片机将 接收到的温度数值从P0口输出，将待显示的温度数据送入到1602LCD的数 据输入线上(DB0—DB7);P2口再输出1602LCD显示屏显示所需的控制信 号；这样便完成了整个温度采集并显示的过程。

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15.3 设计案例15.3.1 系统设计方案显示数据输出 左、右轮 控制电机 P0 1602LCD显示屏

AT89C51

复位系统

P2

控制信号输出

时钟电路

温度传感器 DS18B20

图15—1 轮式教育机器人温度检测模块构成框图

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15.3 设计案例15.3.2 硬件电路设计 根据图15—1所示的轮式教育机器人温度检测模块构成框图设计 出如图15—2所示的轮式教育机器人的温度检测电路。该电路采用5V供电， 当电源接通后，小车开始运动，同时温度传感器开始采集温度。由于 DS18B20温度传感器是单线操作，所以必须精确操作时序。首先P3.5通过拉 低480us进入请求模式，然后释放该线, 进入接收模式，DS18B20检测到该上 升沿后, 延时15~60us, 通过拉低总线60~240us来产生应答脉冲。扫描P3.5口， 确定应答。当检测到应答脉冲, 便可向P3.5发送温度转换命令。然后再次请 求、接收、应答，之后就可向P3.5发送读取温度命令。最后将读取的温度数 据通过P0口发送到液晶上显示出来。 以上便是轮式教育机器人行走过程中检测温度的工作过程。

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15.3 设计案例15.3.2 硬件电路设计左轮驱动电机 M M 右轮驱动电机 1 2 AT89C51 P1.0 P1.1 VCC P0.0 P0.0 P0.0 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.2 P2.1 P2.0 40 5V

1602LCD GDN Vcc V0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RS R/W E BLA BLK DS18B20

22UF/10V

C3

+ -

GND

4 P1.3 5 P1.4 6 P1.5 9 RST

R1 10K C1 30PF

18

XTA1 12MHZ C2 30PF 20 GND 19 XTA2 GND

5V P3.5

图15—2 轮式教育机器人温度检测电路原理图

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15.3 设计案例15.3.3 软件设计 1. 源程序 //DS18B20温度检测及其液晶显示 #include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件 #include<intrins.h> //包含_nop_()函数定义的头文件 unsigned char code digit[10]={"0123456789"}; //定义字符数组显示数字

unsigned char code Str[]={"Temp by DS18B20"}; //说明显示的是温度 unsigned char code Error[]={"Error!"}; unsigned char code Te

mp[]={" Temp:"}; //说明没有检测到DS18B20 //说明显示的是温度

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15.3 设计案例15.3.3 软件设计 1. 源程序unsigned char code Cent[]={"C"}; //温度单位 /*******************************************************/ 以下是对液晶模块的操作程序 /******************************************************/ sbit RS=P2^5; sbit RW=P2^6; sbit E=P2^7; sbit BF=P0^7; //寄存器选择位，将RS位定义为P2.5引脚 //读写选择位，将RW位定义为P2.6引脚 //使能信号位，将E位定义为P2.7引脚 //忙碌标志位，,将BF位定义为P0.7引脚

/***************** …… 此处隐藏：3150字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……