传感器技术课程设计指导书(5)

来源：网络收集时间：2026-08-01

导读：显示：“最高温度为XX℃”，“完成请按设置键”。等待用户第二次按下设置键，液晶显示器显示：“现设置最低温度”，用户此时通过“增加”“减� 卑醇柚米畹臀露龋谝壕允酒魃舷允荆骸白畹臀露任猉X℃”，“完成

显示：“最高温度为XX℃”，“完成请按设置键”。等待用户第二次按下设置键，液晶显示器显示：“现设置最低温度”，用户此时通过“增加”“减小”按键设置最低温度，在液晶显示器上显示：“最低温度为XX℃”，“完成请按设置键”。等待用户设置好最低温度，第三次按下设置键后，液晶屏幕上显示：“设置已完成”，“当前温度为XX℃”。当温度低于最低温度值或者高于最高温度值，报警器报警，单片机控制其它执行机构采取相应措施，同时在液晶显示器上提示“温度过低”，或者“温度过高”。

四个按键

1 温度检测模块

DS18B20是美国DALLAS公司推出的一种改进型智能温度传感器，与传统温度传感器相比，它能直接读出被测温度值。它的测量范围为-55～125℃，可编程设置９-12位的A/D转换精度，对应的温度分辨率分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃。在转换精度为12位时，转换时间小于等于750ms。当DS1820上电后，对其进行初始化，发送温度转换命令“44H”，然后芯片就可读温度，读出的温度存储在８位寄存器ＴH和ＴL中，如图3.2所示。

图3.1 温度测控器整体设计思想

控制模块 DS18B20温度检测 STC89C51RC 报警器 JHD12232D液晶显示ＴＬＴＨ图3.2 温度寄存器格式

当ＴH的高五位为０时，温度值大于零，实际温度值为：

Temprature?(((T?TH)??8)|TL)10?0.0625 ?C

其中，T为16位二进制变量。( )10表示把二进制数字转化为十进制。当ＴH的高五位为１时，温度值小于零，实际温度值为：

Temprature?((((T?TH)??8)|TL)?1)10?0.0625 ?C

~例如测得TH?11111110，TL?01011010,经过式(2)，计算实际温度过程为：

~T1?(11111110 00000000|00000000 01011010)?1?00000001 10100110 87521T??(1?2?1?2?1?2?1?2?1?2)?0.0625??26.375?C

单片机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位；复位成功后发送一条ROM指令；最后发送RAM操作指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。单片机把温度寄存器的值读出来，经过公式（1）、（2）的运算，就得到当前温度是实际值。 2 液晶显示模块

JHD12232D是由JHD公司生产的一种小型液晶显示器，不仅可以显示字符，汉字，数字，还可以显示图形，具有滚屏功能，价格便宜，性能稳定。JHD12232D液晶显示器为122×32点阵，内部由SED1520驱动，可以显示2行16×16点阵的汉字，或者显示２行8×16点阵的ASCAL码，或者显示４行大小为8×8的字符。由于一个SED1520只能驱动61×32列点阵，故需要左右两块SED1520，分别驱动列地址0-60（主控），61-121（从控），共122列。同时，JHD12232D共32行，分为４页：Page０，Page１，Page２，Page3。由列地址和页地址就可确定字符显示的位置，如表3.2所示。JHD12232D本身不带字库，需要自定义字库，每页上的每列有８个点阵，按照从下到上的顺序构成，由此可以设计JHD12232D的字库。为方便获得各种字库，可以采用字库生成软件，比如字模软件Zimo21，只需输入所需要的汉字、字符或图片，就可得到相应的字库。

表3.2 JHD12232D位置表页地址 Page0 Page0 Page1 Page1 Page2 Page2 Page3 Page3

列地址 0~60 61~121 0~60 61~121 0~60 61~121 0~60 61~121

字符位置第一页左边第一页右边第二页左边第二页右边第三页左边第三页右边第四页左边第四页右边

JHD12232D显示原理：首先由字模软件生成字库，把JHD12232D初始化，按照页码从Page0到Page3，列地址从０到121的顺序显示字库。一个16×16的汉字，需要Page0，Page1（或者Page2，Page3）两页，Page0（或者Page2）显示汉字上半部分，Page1（或者Page3）显示汉字下半部分。或者一幅122×32的图片，分为４页显示，每页显示图片的1/4。 3 单片机控制模块

系统用STC89C51RC单片机作为主控制芯片。该芯片是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗单片机。其指令代码完全兼容传统8051单片机，工作频率范围为0-40MHz，相当于8051的0-80MHz，内部有４K程序空间，片上集成1280字节RAM。系统集成看门狗技术，用户程序用ISP/IAP机制写入，一边写一边校验，无读出命令，彻底无法解密。与传统的51单片机相比，该芯片价格便宜，性能稳定，同时完全能够满足温度检测与控制的要求，既提高了稳定性，安全性，也降低了成本。 4 按键模块

系统中共用了四个按键，其中一个作系统复位用，另三个按键为功能按键，设置报警温度的最高值和最低值，直接接在单片机的I/O口上。这四个按键的具体功能如表3.3所示。

表3.3 按键功能表

按键按键１按键２按键３按键４

5 报警和控制模块

当检测温度超过设定温度值时，单片机控制控制系统就采取相应的操作。比如在智能家居中，当温度高于设定值时，单片机控制空调的制冷系统开始工作；当温度低于设定值时，控制空调的制热系统工作。在恒温水龙头系统中，单片机可控制冷水和热水的混合比例，使水达到恒温[3]。同时，报警器发出报警信号。当检测到的温度在设定值范围内时，报警器停止报警，控制系统也不采取相应措施。

功能

单片机系统复位

设置报警最高、最低温度的开关（按一次设置最高温度，按两次设置最低温度）温度增加１℃ 温度减少１℃

3.3温度测控器参考设计

1、硬件设计

系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主板电路等，如图3.3所示。

图3.3中有四个独立式按键可以分别调整温度计的上下限报警设置，图中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时LCD将没有被测温度值显示，这时可以调整报警上下限，从而测出被测的温度值。

图3.3 中的按健复位电路是上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复

位，这样就不用在重起单片机电源，就可以实现复位。

2、软件设计

整个软件系统采用模块化设计，主要包括DS18B20温度检测和处理，JHD12232D显示，报警温度上下限设置，报警及智能控制等。其中DS18B20温度检测和处理包括：DS18B20初始化子程序，DS18B20读字节子程序，DS18B20写字节子程序，DS18B20读温度子程序，DS18B20温度转化子程序。JHD12232D显示主要包括： JHD12232D主控发送命令子程序，JHD12232D主控发送数据子程序，JHD12232D从控发送命令子程序，JHD12232D从控发送数据子程序，JHD12232D初始化子程序，JHD12232D列地址设置子程序，JHD12232D页地址设置子程序，JHD12232D静态显示子程序，JHD12232D动态显示子程序。报警温度上下限设置包括：报警温度设置提示子程序，键盘扫描子程序，报警温度上限调整子程序，报警温度下限调整子程序，报警温度动态显示子程序。报警及智能控制包括：温度对比子程序，报警子程序等。系统主程序流程图如图3.4所示。

图3.3 温度测控器硬件参考电路

3.4 仿真调试

调试方法：写好一段程序后不能急于上机调试，而是先进行逻辑分析、可行性分析。用KeilμVision 4软件进行调试，不能出现错误，警告可以有，只要不影响生成HEX文件即可。理解其实现的功能，预想程序应该出现的结果。先进行软件仿真，出现错误马上修改，不断进行。先一个模块一个模块的仿真，准确后再连线总体仿 …… 此处隐藏：2261字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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