智能水杯软件设计范本

智能水杯软件设计（共11页）-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-.前言 错误!未定义书签。.总体设计框架 错误!未定义书签。实现的功能 错误!未定义书签。总体程序流程图 错误!未定义书签。.水温采集模块程序设计 错误!未定义书签。DS18B20简介 错误!未定义书签。DS18B20的初始化 错误!未定义书签。DS18B20写周期 错误!未定义书签。DS18B20读周期 错误!未定义书签。温度读取程序 错误!未定义书签。.显示模块程序设计 错误!未定义书签。LCD1602初始化 错误!未定义书签。LCD1602写周期 错误!未定义书签。.定时模块程序设计 错误!未定义书签。定时器设置 错误!未定义书签。定时器中断子程序 错误!未定义书签。.中断模块程序设计 错误!未定义书签。外部中断设置 错误!未定义书签。键盘扫描中断子程序 错误!未定义书签。.整体编程的实现 错误!未定义书签。.设计过程中的问题及解决方案 错误!未定义书签。.收获与感悟 错误!未定义书签。#.前言随着社会进步与经济发展，人们对生活质量的要求越来越高，每天的饮水量是衡量健康的重要指标。但有多少人因为忙碌的工作而全天忘记喝水当你感到口渴想要喝水的时候，体内的失水已经达到2%，口渴本身其实是体内已经严重缺水的表现，这是造成“亚健康”状态的致命习惯之一。同时，越不注意喝水，喝水的欲望就会越低，人就会变得越来越缺水。研究表明，通常情况下，正常人每次喝水应控制在300ml，间隔时间为30到60分钟。本课程设计就此设计出一款智能水杯，用来智能显示水温和提醒喝水，既方便了生活，又保持了健康。本报告针对智能水杯的软件系统进行阐述，软件编程在keil上操作。.总体设计框架实现的功能图1硬件结构简图（1）水温检测使用DS18B20温度传感器，完成水温的时时检测功能。（2）水温及定时时间显示使用LCD1602液晶显示屏，完成水温及定时时间的显示功能。

（3）智能提醒使用定时器0，开启定时器中断，蜂鸣器提醒。（4）定时时间设置使用外部中断0扩展电路，用三个按键触发中断，完成对应定时开启和定时时间加减的功能。总体程序流程图总体程序流程图分为主程序和中断程序两部分，其中中断程序分为外部中断程序和定时器中断程序。流程图如下图所示。图2主程序流程图TR0=0 Y，

开启计时器，LCD

显示定时器符号图2主程序流程图TR0=0 Y，

开启计时器，LCD

显示定时器符号关闭计时器图3外部按键中断流程图图4定时器中断程序设计流程图3.水温采集模块程序设计DS18B20简介DS18B20单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：（1）采用单总线的接口方式，与微处理器连接时，仅需要一条口线即可实现微处理器与口518820的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。（2）测量温度范围宽，测量精度高DS18B20的测量范围为-55℃~+125℃；在-10~+85°C范围内，精度为±°C。（4）持多点组网功能多个DS18B20可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。（5）供电方式灵活DS18B20可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。（6）测量参数可配置DS18B20的测量分辨率可通过程序设定9~12位。DS18B20的初始化主机首先发出一个480—960微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应图5DS18B20初始化时序图器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480—960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15—60微秒后将总线电平拉低60—240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。初始化时序图如图5所示。/ *jl^/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/

/unsignedcharDs18b20Init(){unsignedinti;Desport=0;

冈时柔年HPTYP冈时柔年HPTYP示模块程序设计LCD1602初始化表1LCD1602指令表指令码功能00001DCBD=1开显示； D=0关显示C=1显示光标；C=0不显示光标B=1光标闪烁；B=0光标不显示000001NSN=1当读或写一个字符后地址指针加一，且光标加一N=0当读或写一个字符后地址指针减一，且光标减一S=1当写一个字符时，整屏显示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光标不移动而屏幕移动的效果

SR当写一个字符，整屏显示不移动01H显示清屏：所有显示清零80H+地址码（0-27H，40H-67H）设置数据地址//函数名 ：LcdInit()函数功能 ：初始化LCD屏输入 ：无输出 ：无/

/voidLcdInit()时模块程序设计定时/计数器实质上是一个加1计数器。它随着计数器的输入脉冲进行自加1,也就是每来一个脉冲，计数器就自动加1,当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使相应的中断标志位置1,向CPU发出中断请求(定时/计数器中断允许时)。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。与定时器相关的寄存器如下:TCOND7D6D5D4D3D2D1D0功能TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TF1和TF0：T1和T0的溢出标志位，溢出后由硬件自动置1发出定时器中断请求。中断响应后标志位自动清零。IE1和IE0：INT1和INTO的标志位，引脚状态变化后由硬件自动置1发出外部中断请求，中断响应后标志位自动清零。IT1和IT0：INT1和INT0的触发方式选择位。TMODD7D6D5D4D3D2D1D0功能GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0GATE：门控制为0时仅有运行控制位TRx来控制定时/计数器的开启。为1时由TRx和外部中断脉冲计数。（用于计算外部中断负跳变的次数）C/T：计数器模式和定时器模式选择为0时选择定时器模式，为1时选为计数器模式。方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器。如图9所示。定时器设置//**********函数名 : Timer函数功能 : 设置定时器并开始计时输入 : 无输出 : 无*****************************************************************//voidTimer(){TMOD=0X01;断模块程序设计

中断是指CPU在执行当前程序的过程中，由于某种随机出现的外设请求或CPU内部的异常事件，使CPU暂停正在执行的程序而转去执行相应的服务处理程序；当服务处理程序运行完毕后，CPU再返回到暂停处继续执行原来的程序。51单片机的中断系统如图10所示。TI+noTFOmTFlL^Jr^r^r"trp』TI+noTFOmTFlL^Jr^r^r"trp』IAolol-DlolT.高绷中撕请求小疑皴中断请求出图10中断系统结构图外部中断设置//**********函数名 ：IntConfiguration()函数功能 ：设置外部中断输入 ：无输出 ：无kJ^*****************************************************************//voidIntConfiguration(){IT0=1;体编程的实现软件编程在keil上操作，在各个模块的子程序完成后，在主程序按照流程图teHF=^@2L.SO1teHF=^@2L.SO1ClW5||,lr—ri*wiwr-"i| -SS ------：』 ::谭茂/W::：：：：：：：■：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：幻.二二.1 ： ： 、•：：：：：：：：■：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：氏luiwun>MTAL-XTAL2RETTPZH'.hJZFN13AtiP23A11rz.^H.EP3AA.-QpzjaxuPS.TbX-tSrau-iMDF3.1^D®raj/HTOP3*MT1ra.-tTFUFZIiTIAisnim氏luiwun>MTAL-XTAL2RETTPZH'.hJZFN13AtiP23A11rz.^H.EP3AA.-QpzjaxuPS.TbX-tSrau-iMDF3.1^D®raj/HTOP3*MT1ra.-tTFUFZIiTIAisnimF3.T/KF屯30+*叩卬^,ss.□UD□□□Dn图11proteus仿真效果图调用各个子函数即可完成最终的编程。在经过编译之后，将机器代码导入到实现搭建好的硬件proteus仿真，其效果图11所示。.设计过程中的问题及解决方案在确定了各种所需的元器件之后，对各种元器件的资料文档进行了仔细研读。采用分模块的方式，分别编写了温度读取子函数，温度显示子函数，定时器子函数，中断子函数，键盘扫描子函数。再用keil编写编译后，也出现了不少问题，但都问题不大，调试过后都编译成功了。在用proteus搭建好了硬件电路之后，仿真时出现了一系列问题，第一，lcd1602没有显示。第二，有较大的噪音。第三，按键不是很灵敏。在网上找了资料之后发现，在proteus仿真中LCD1602是不带上拉电阻的，于是在库里找了一个排阻，果然就有显示了，但是显示的温度一直是，温度传感器是好的，这点我用我买的单片机自带的温度传感器检测过了。这个问题困扰了我们好久，请教老师之后，老师说仿真和具体的实际操作是有区别的。于是我开始一句一句检测我的温度传感器程序，在用keil调试时，无意中发现传感器的初始化少了几个微妙，不大抱什么希望的改好之后，再用仿真时LCD居然成功地与温度传感器数据同步了！当时特别兴奋，终于搞定了。至于第二个问题是噪音的问题，发现时蜂鸣器的接口没有初始化，这个较简单。第三个问题是按键灵敏度的问题，由于之前没有采用中断，灵敏度不是很高，在使用与门产生外部中断和相应的程序改变后，这个问题也解决了。.收获与感悟课程设计虽然占用了我们不少课余时间，但我们的收获也是挺多的。在知识积累方面，熟悉了proteus的和keil的仿真过程，还有关于单片机的定时器，中断，i/o口的知识的巩固和认知的深化。作为一个工科生，动手操作是必须的