数字温度计概要

1、12864因为汉字本身的特点，显示汉字始终是计算机在我国应用普及的一个障碍。随着单片 机和显示技术的发展，加上人们不满足单片机系统采用LED数码管的简单显示，利用单片机控制液晶显示成为当前显示系统的主流。本文主要介绍了89C51单片机为控制设备，液晶显示器为显示设备。实现的一个可以显示汉字、字符和动态显示汉字的液晶显示器设备。 通过汉字显示程序的地址，接着运行相应的程序取汉字机内码和西文字符的ASCII码，并在存储器中进行寻址找出相对应的显示代码或汉字字模，提取后作为阵显示信息送液晶显 示器显示。利用液晶显示器显示汉字操作灵活，汉字显示效果可以大大提高。而温度测量又在物理实验、医疗卫生、食品生

2、产等领域，尤其在热学试验中，有特别 重要的意义。随着人们生活水平的不断提高，人们对温度计的要求越来越高，传统的温 度计功能单一、精度低，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要 从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。数字温度计(DigitalThermometer)简称D温度是许多监控系统中的一个重要参数。TM它是采用数字化测量技术，把连续的温度值转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。采 用单片机控制的数字温度计，由于精度高、可扩展性强、集成方便、抗干扰能力强，得到 了广泛的应用。本设计以单片机和温度传感器为核心， 设计一个用LCD1286血示的数字

3、温度计。实现 对温度的采集和监视。在温度采集的实现中，使用了 AT89C51单片机和温度传感DS18B20 温度监视部分利用动态驱动技术，以单片机驱动 LCD12864显示。关键词：单片机 DS18B20 LCD12864液晶显示28第一章设计的意义及主要功能1.1 意义随着人们生活水平的不断提高，数字化无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。温度计是常用的热工仪表

4、，常用于工业现场作为过程的温度测量。 在工业生产过程中，不仅需要了解当前温度读数，而且还希望能了解过程中的温度变化情况。随着工业现代化的发展，对温度测量仪表的要求越来越高，而数字温度表具有结构简单，抗干扰能力强，功耗小，可靠性高，速度快等特点，更加适合于工业过程中以及科学试验中对温度进行在线测量的要求。近年来，数字温度表广泛应用在各个领域，它与模拟式温度表相比较，归纳起来有如下特点。准确度高，测量范围宽、灵敏度高，测量速度快，使用方便、操作简单，抗干扰能力强，自动化程度高，读数清晰、直观方便。数字温度计的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表。数字化是当前计量仪器仪表发

5、展的主要方向之一。而高准确度数字温度计的出现，又使温度计进入了精密标准测量领域。与此相适应，测量的可靠性、准确性显得越来越重要。1.2 主要功能 实时显示环境温度。LCD12864显示。 温度范围：-55125 C。 上电运行，实时显示温度。第二章液晶显示控制电路与程序方案设计1.1系统设计思路与框图液晶显示器YM12864R的控制器ST7920可以显示字母、数字符号、中文字型及自定 图形显示，只要一个最小的微处理系统，将液晶显示模块的接口作为I/O设备直接与之连 接，就可以进行控制液晶显示器和数据传输，从而达到理想的显示效果。使用P3 口给液晶显示器提供控制信号，P0 口给液晶显示器传送数据

6、。YM12864F液晶显示器的控制信号 有 PSB RS R/W E,其中 RS R/W E分别对应接在 AT89C51 的 P2.2、P2.1、P2.0 上, 而8位数据口 DB0DB7对应接在P0 口上。背光灯的电源正极、液晶显示器模块的电源正 极以及LCD驱动电压输入端都接在+5V的稳压电源上。背光灯负极和模块的电源负极统 接地。系统设计图框如下图2.1所示，主要由单片机的最小系统 AT89C51 YM12864R液晶显 示电路及外围电路构成。图2.1 系统设计框图1.2框图模块功能描述及技术指标分析时钟振荡器模块：利用晶体本身的特性，可以利用晶振与电容搭建振荡电路与 AT89C5引脚X

7、TAL1及 XTAL2 相连，向单片机提供一个频率定度较高的时钟脉冲，具体连接见原理图。开关复位电路模块：AT89C51的复位引脚RST外接开关复位电路，当电路工作后，闭合开关，只要在RST引 脚上出现2个机器周期以上的高电平，单片机即可复位。若 RS/台终保持高电平，贝U可对 AT89C51循环复位。开关复位电路的组成如原理图一一电阻 R2和开关S1串联后与电容C3并 联，然后与R1串联对+5V电压进行分压，RL端接地另一端接复位信号引脚RSTAT89C51模块:作为核心组成部件之一，AT89C5单片机给YM12864腋晶显示提供控制信号和进行数据 传输，从整体上实现液晶显示控制。AT89C

8、51片内ROM都采用FlashROM,具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行 调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔 插，所以不会对芯片造成损坏。AT89C51片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的（总线，并行和串行的输入/输出）管脚，便于扩展，很容易组成一定规模的计算机应用系统。具有丰富 的控制指令，控制功能强。此外其体积小，功耗低，价格便宜。YM12864R液晶显示模块：YM12864I液晶显示模块，在其控制芯片ST7920调控下用来显示最终结果。除显示液晶 块外，还包含两个重要外围电路一一开关复位电路及电源控制电路，具体如原理图所

9、示。 YM12684勺复位引脚RET外接开关复位电路，当开关闭合时，RETH脚接地，模块复位；当 开关断开时，复位信号无效。此外，外接电源电路利用滑动变阻器分压分别给YM12864的电源地引脚VS别LCtB动电压输入端引脚V0供电。1.4相关芯片介绍AT89C51:AT89C51是一个低功耗，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 4k Bytes ISP（I n-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用 ATMEI公司的高 密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和IS

10、P Flash存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S51可为 许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51引脚图如图2.3，其内部I/O部件包括：1、四个8位通用I/O端口，对应引脚P0、P1、P2和P3;2、 两个 16 位定时计数器；（TMOD TCON TLO, TH0 TL1，TH13、一个串行通信接口； （SCON SBUF4、一个中断控制器；（IE，IP ）12345百了8910Ti1213141517IB1320pl.0VCCFl.lPOOpl .2P0 IPl .3P02pl ,4P0.3pl-5PG4pl .6P0.5PG.6RSTP0.7RXD/P3.

11、0EAA?PPTXD/P3.1ALE/PROGINTO/P3PSENIHT1T3.3P27T0/P3.4P26T1/P3.5P2 5WR/P3.6P2 4P2.3XTAL2P2 2XTALLP2 1VSSP20ATS9C514039yF323F302E2827252423222?图2.3 AT89C51引脚图128X64HZ引脚说明：引脚号引脚名称方向功能说明1 VSS -模块的电源地2 VDD -模块的电源正端3 V0 - LCD 驱动电压输入端4 RS(CS) H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5 R/W(SID) H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6 E(CLK) H/L

12、并行的使能信号；串行的同步时钟7 DB0 H/L 数据 08 DB1 H/L 数据 19 DB2 H/L 数据 210 DB3 H/L 数据311 DB4 H/L 数据 412 DB5 H/L 数据 513 DB6 H/L 数据614 DB7 H/L 数据715 PSB H/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16 NC空脚17 /RET H/L复位低电平有效18 NC空脚19 LED_A -背光源正极（LED+5V20 LED_K -背光源负极（LED-OV 逻辑工作电压（VDD）: 4.55.5V 电源地（GND）: 0V128X64引脚图ST7920:ST7920是台湾矽创电子公司生产

13、的中文图形控制芯片，它是一种内置128*64-12汉字图形点阵的液晶显示控制模块，用于显示汉字及图形。该芯片共内置8192个中文汉字（16*16点阵）、128个字符的ASCII字符库（8*16点阵）及64*256点阵显示RAMGDRAM 为了能够简单、有效地显示汉字和图形，该模块内部设计有2MB勺中文字型CGRO和 64*256 点阵的GDRA绘图区域；同时，该模块还提供有 4组可编程控制的16*16点阵造字空间； 除此之外，为了适应多种微处理器和单片机接口的需要，该模块还提供了4位并行、8位并行、2线串行以及3线串行等多种接口方式。利用上述功能可方便地实现汉字、ASCII码、点阵图形、自造字

14、体的同屏显示，所有这些功能（包括显示 RAM字符产生器以及液晶驱动电路和控制器）都包含在集成电路芯 片里，因此，只要一个最基本的微处理系统就可以通过ST7920芯片来控制其它的芯片。ST7920的主要技术参数和显示特性如下：电源：VDD （- 2.7+ 5.5V） + 5V（内置升压电路，一般无需负压）;功耗：正常模式：450卩A,睡眠模式：3卩A,低功耗模式：30卩A;显示内容：128列*64行；显示颜色：蓝；显示角度：6:00钟直视；LCD类型：STN与MCI接口： 8位并行/3位串行； 配置有LED背光显示功能； 带有自动启动复位按钮（RESET）;在对ST7920读或写时，会用到两个8

15、位的寄存器，一个是数据寄存器DR另一个是指令寄存器IR。通过数据寄存器DR可以存取DDRAMCGRAMCGRO及IRAM的值。待存取 的目标RAM的地址可通过命令来选择，每次数据寄存器DR的操作应以上次选择的目标 RAM 为主体来进行读出或写入。通过 RS和RW的状态可以选择不同的读写模式，具体配置方法 如表1所列。表1 ST7920的寄存器读写状态RSRW功能说明低电平0低电平0MPU写指令到指令寄存器IR低电平0高电平1读出忙标志及地址计数器的状态高电平1低电平0MPU写指令到数据寄存器DR高电平1高电平1MPU从数据寄存器DR读出指令1.5程序主流程图以及子流程图整个程序除主函数外包含以

16、下几个子函数：ST7920初始化、写指令、写数据、汉字显示、延时、按键控制子程序。ST7920初始化子函数用来完成液晶显示模块的初始化操作 并设置显示的方式及必要的参数，为显示操作做好必要的准备；写指令函数向指令寄存器 写入不同的命令从而控制液晶显示芯片的显示。写数据函数向数据寄存器写入数据从而在 液晶显示屏上显示相应的或字符字符或此外写指令操作与写数据操作的过程基本一致，区 别在于写状态对RS及 RW的状态选择不同；汉字显示函数包含设置所要显示的汉字或字符 的显示的地址，向显示RAM（DDRA写）入所要显示汉字区码的高八位及低八位三个操作，从而实现在液晶屏上显示字符的功能；延时函数进行一定时

17、间的等待，代替判断忙标志函数， 使得上一个指令可以执行完毕，液晶屏处于空闲状态，以便于执行下一条指令；按键控制 子程序是用按键控制单片机从而实现汉字的左右移动；汉字显示主程序包含初始化和调用 汉字显示函数显示汉字，判断是或有按键安下而让汉字移动，三个操作，其完成整个汉字 送液晶显示的调度。汉字显示子函数流程、ST7920初始化、写指令、写数据子函数流程、按键子程序流程 图分别如图2.4、图2.5、图2.6、图2.7及图2.8所示。其中，图2.6流程向ST7920写 各种操作指令，图2.6流程向ST7920写各种操作数据，区别在于写状态对RS及RW的状态选择不同。图2.9为汉字显示主流程，其完成

18、整个汉字送液晶显示的调度。图2.4 汉字显示子函数图2.5 ST7920初始化开始写选通指令操作将数据送给P1 口使能信号有效关闭使能信号结束 图2.6写指令子函数图2.7 写数据子函数、ST7920指令说明ST7920的指令集包括基本指令和扩充指令，其中基本指令有 11条，扩充指令有7条。 每一个指令的长度都为8位。16X 8点阵的ASCII字符代码也是8位。但是16X 16点阵中 文字符的代码为16位，必须分为两次传送，先传送高 8位，再传送低8位。具体指令如 下：1、清除显示CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000000001功能：清除显示屏幕，把 DDR

19、AM位址计数器调整为“ 00H2、位址归位CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000000001X功能：把DDRAM位址计数器调整为“ 00H，游标回原点，该功能不影响显示 DDRAM3、进入设定点CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000000001I/DS功能：把DDRAM位址计数器调整为“00H,游标回原点，该功能不影响显示DDRAM功 能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意 一行。Z地址计数器具有循环计数功能，

20、用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。4、显示状态开/关CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCB功能：D=1 ;整体显示ON C=1游标ON B=1游标位置ON5、游标或显示移位控制CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/LXX功能：设定游标的移动与显示的移位控制位：这个指令并不改变DDRAM勺内容6、功能设定CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001DLX0REXX功能：DL=1 （必须设为1） RE=1 ;扩充指令集动作RE=0:基本指令集动作。7、设定 CGRAM

21、位址CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：设定CGRAM位址到位址计数器（AC）8、设定 DDRAM位址CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：设定DDRAM位址到位址计数器（AC）9、读取忙碌状态（BF和位址。CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：读取忙碌状态（BF）可以确认内部动作是否完成，同时可以读出位址计数器（AC 的值。10、写资料到RAMCODERW

22、RSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010D7D6D5D4D3D2D1D0功能：写入资料到内部的 RAM（ DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM11、读出RAM的值CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011D7D6D5D4D3D2D1D0功能：从内部RAM读取资料（DDRAM/CGRAM/TRAM/G）RAM12、待命模式（12H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000000001功能：进入待命模式，执行其他命令都可终止待命模式13、卷动位址或IRAM位址选择（13HCODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3

23、DB2DB1DB0000000001SR功能：SR=1允许输入卷动位址SR=0;允许输入IRAM位址14、反白选择（14H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000000001R1R0功能：选择4行中的任一行作反白显示，并可决定反白的与否15、睡眠模式（015H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001SLXX功能：SL=1;脱离睡眠模式SL=0;进入睡眠模式16、扩充功能设定（016H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000011X1REG0功能：RE=1扩充指令集动作RE=O;基本指令集动作G

24、=1 ;绘图显示ON G=0绘图显示OFF17、设定IRAM位址或卷动位址（017H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：SR=1 AC5AC0为垂直卷动位址 SR=0; AC3AC0写ICONRAM位。址18、设定绘图RAM位址（018H）CODERWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：设定GDRAM位址到位址计数器（A0当ST7920在接收指令前，MCI必须先确认ST7920处于空闲状态。即读取 BF=Q才能 接收新的指令；如果在送出一条指令前

25、不检查BF状态，则需要延时一段时间，确保上一条指令执行完毕。RE是基本指令集与扩充指令集的选择控制位，当更改 RE的状态后， 后续指令维持在最后状态。除非再次更改RE状态，否则使用相同指令集时，无需要重新 设置RE。3.2实验步骤完成硬件电路的设计及焊接完成软件的设计并编写具体程序1、新建工程在菜单 Project-New Project中新建工程 my1.uv2；2、选择CPU根据对话框选择CPU类型（公司、型号等）本次课程设计采用 ATMEL公司的AT89S51 点击确定按钮后出现如下对话框，选择“否”。3、新建文件点击File-New，新建文件，并保存为Icm.c ;4、添加源文件点击P

26、roject-Window 中Targetl文件夹右边的“ + ”号，显示子文件夹 Source Group 1,选中Source Group 1文件夹并点击鼠标“右键”,出现快捷菜单。点击Add Files To GroupSource Group 1 在对话框中完成源文件向工程的添加。添加完成后，在 Project Workspace 窗口的Source Group 1项前多了 “ + ”号，点 击“ + ”号即可看到所添加的文件“lcm.c ”源程序#in clude #i nclude vintrin s.h#defi ne uint un sig ned int#defi ne uc

27、har un sig ned charun sig ned char hight;void delay();sbit DQ=P3A0;sbit rs=P2A2;sbit rw=P2A1;sbit e=P2A0;uchar code shu=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,.,+,-;uchar code tible1=uchar code tible2=uchar code tible3=uchar code tible4=单片机温度测量仪;轮机116班 ;黄森林董学兴王俊杰;当前温度： C;void time_1ms(uchar a)uchar i;for(i=a;i0;i-)_no

28、p_();void delayer(uchar b)uchar i,j;for(i=b;i0;i-)for(j=140;j0;j-);void checkbusy() / 读忙rs=0;rw=1;e=1;P0=0xff;while(P0&0x80)=0x80);e=0;写指令void write_cmd(uchar cmd) /checkbusy();rs=0;rw=0;e=1;PO=cmd;time_1ms(5);e=0;time_1ms(5);写数据void write_shuju(uchar shuju) /checkbusy();rs=1;rw=0;e=1;P0=shuju;time_

29、1ms(5);e=0;time_1ms(5);void in it_12864() / 液晶初始化uchar i;write_cmd(0x30);write_cmd(0x02);write_cmd(0x0c);write_cmd(0x01);write_cmd(0x06);delayer(10);write_cmd(0x80);for(i=0;i16;i+)write_shuju(tible1i);delayer(5);write_cmd(0x90);for(i=0;i16;i+)write_shuju(tible2i);delayer(5);write_cmd(0x88);for(i=0;i

30、16;i+)write_shuju(tible3i);delayer(5);write_cmd(0x98);for(i=0;i16;i+)write_shuju(tible4i);delayer(5); void time( uint z)while(z-);*/*void in it_18b20()uchar nn;DQ=1;time(8);DQ=0;time(80);DQ=1;time(8);nn=DQ;time(20);void write_dsbit(uchar dsbit)uchar i;for(i=0;i=1; time(4);uchar ride_date(void)uchar

31、i,date;for(i=0;i=1;DQ=1;if(DQ=1)date|=0x80;time(4);return date;uchar dispose_18b20(void)uchar a,b;ini t_18b20();write_dsbit(0xcc);write_dsbit(0x44);time(300);ini t_18b20();write_dsbit(0xcc);write_dsbit(0xbe);a=ride_date();b=ride_date();b4);return b;void display(uchar wen)uchar i,as3;as0=we n/100;as1

32、=we n%100/10;as2=we n%10;write_cmd(0x9d);for(i=0;i3;i+)write_shuju(shuasi);delayer(5);void main (void)EA = 1; / 允许 CPU中断TMOD = 0x11; /设定时器0和1为16位模式1ET0 = 1; /定时器0中断允许？TH0 = 0xFF;TL0 = 0xE6; / 设定时值0为38K也就是每隔26us中断一次？hight=0;in it_12864();dohight=dispose_18b20();display(hight);delay();while(1);void delay