基于PIC单片机的多路温度巡回检测系统

西安邮电学院毕业设计（论文）题目基于PIC单片机的多路温度巡回检测系统院（系）：专业：班级：学生姓名：导师姓名：职称：摘要：本文介绍了一种基于PIC16F877A单片机，利用DS18B20对多路温度采集，并进行温度的控制与检测，并通过12864液晶显示出来。系统中通过控制按钮实现了实时各路的报警温度，并且实现多路与任一单路温度显示切换，从而既可以进行多路的检测又可以进行任一单路的监控，而且还有数字跟图形两种显示方式更为直观。在温度超过设定温度时温度跟时间通过24C02存储起来，以便查看，同时可以通过固定电话远程报警关键词：温度检测；单片机；串行通讯；DS18B20;目录TOC\o"1-4"\h\z\u1 系统设计 72 主芯片：PIC16F877A单片机简介 92.1PIC单片机的优越之处： 92.2PIC16F877A引脚图及主要性能 102.3最小系统 112.3.1复位功能 112.3.2系统时钟 122.4设计心得总结 123 LCD12864液晶原理介绍及接口实现 123.1液晶显示模块概述 123.2液晶引脚说明 133.3接口时序 143.4具体指令介绍 153.5显示坐标关系 193.5.1、图形显示坐标 193.5.2汉字显示坐标 203.6与单片机的接口实现 213.7 设计心得总结 224 DS18B20原理介绍及接口实现 224.1DS18B20简介 224.2 DS18B20结构及其工作原理 234.3 DS18B20的接口实现 294.3.1硬件设计 294.3.2软件设计 304.4 设计心得总结 314.4.1焊接问题： 314.4.2软件设计： 314.4.3不足： 315 存储芯片AT24C02简单介绍及接口实现 325.1 AT24C02功能描述管脚定义 325.2 管脚定义及接口实现 325.3 设计心得 346实时时钟DS1302简单介绍及接口实现 346.1DS1302简介 346.2DS1302结构及工作原理 346.3 DS1302的接口实现 357 温度上限报警功能 377.1设计原理 377.2设计心得体会 378 与PC串口通讯及VB上位机简单介绍 388.1与PC串口通信 388.2上位机介绍 399总结 43附录 44部分原理图： 44参考文献 45致谢 46基于PIC单片机的多路温度监控巡回系统系统设计在工业生产和日常生活中，经常要对温度进行测量与控制，并且有时是对多个点进行温度测量，比如冷库温度监控、环境温度监测、农业温室监控、粮库温度监控等。在这种情况下，多点温度检测系统应运而生。多点温度检测系统通常能够对多个工作点的温度进行检测，显示当前温度，并能够对温度进行存储和报警，还能将温度上传至PC机，进行后续处理。传统的测温元件有热电偶和热电阻，需很多硬件支持并且电路复杂。本文将设计一款由新型的数字温度传感器DS18B20配合单片机，具有温度检测、显示、存储、自动统计分析及跟电脑通讯连接还利用固定电话远程报警等功能的多点温度监控系统。多路温度多路温度监控系统30℃PC机通讯4*温度传感器固话报警图1.1多路温度监控系统模拟应用温度监控主系统构架框图如图1.2所示：PIC16FPIC16F单片机12864液晶显示实时时钟上限报警接口按键控制PC机通讯AT24C02温度储存四路温度采集图1.2多路温度监控系统构架框图图1.3手工焊接实物图主要技术参数A温度检测范围：-55℃～+B测量精度：0.0625℃C显示方式：LCD12864显示D报警方式：固话报警主芯片：PIC16F877A单片机简介2.1PIC单片机的优越之处：(1)哈佛总线结构:MCS-51单片机的总线结构是冯-诺依曼型,计算机在同一个存储空间取指令和数据,两者不能同时进行;而PIC单片机的总线结构是哈佛结构,指令和数据空间是完全分开的,一个用于指令,一个用于数据,由于可以对程序和数据同时进行访问,所以提高了数据吞吐率。正因为在PIC单片机中采用了哈佛双总线结构，所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度。数据总线都是8位的，但指令总线位数分别位12、14、16位。

(2)流水线结构:MCS-51单片机的取指和执行采用单指令流水线结构,即取一条指令,执行完后再取下一条指令;而PIC的取指和执行采用双指令流水线结构,当一条指令被执行时,允许下一条指令同时被取出,这样就实现了单周期指令。

(3)寄存器组:PIC单片机的所有寄存器,包括I/O口,定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;而MCS-51单片机需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。（4）运行速度高：由于采用了哈佛总线结构，以及指令的读取和执行才用了流水作业方式，使得运行速度大大提高。（5）功耗低：PIC单片机的功率消耗极低，是目前世界上最低的单片机品种之一。在4MHz时钟下工作时耗电不超过2mA，在睡眠模式下耗电可以低到1uA以下。（6）驱动能力强：I/O端口驱动负载的能力较强，每个I/O引脚吸入和输出电流的最大值可分别达到25mA和20mA，能够直接驱动发光二极管LED、光电耦合器或者轻微继电器等。（7）外接电路简洁PIC单片机片内集成了上电复位电路、I/O引脚上拉电路、看门狗定时器等，可以最大程度减少或免用外接器件，以便实现“纯单片机”应用。这样，不仅方便于开发，而且还可节省用户的电路空间和制作成本。（8）程序保密性强目前，尚无办法对其直接进行解密拷贝，可以最大限度的保护用户的程序版权。2.2PIC16F877A引脚图及主要性能PIC16F877A的详细引脚如图2.2图2.2-1PIC16F877A引脚图图2.2-2PIC16F主要性能参数如下所示：具有高性能RISCCPU仅有35条单字指令100000次擦写周期除程序分支指令为两个周期外，其余均为单周期指令运行速度：DC—20MHZ始终输入DC—200ns指令周期8K*14个FLASH程序存储器368*8个数据存储器（RAM）字节256*8EEPRM数据存储器字节提供14个中断源功耗低在5V，4MHZ时钟运行时电流小于2mA在3V，32KHZ时钟运行时电流小于20Ua支持在线串行编程（ICSP）运行电压范围广，2.0V到5.5V输入及输出电流可达到25mATimer0：带有预分频器的8位定时器/计数器Timer1：带有预分频器的16位定时器/计数器，在使用外部晶振震荡时钟时，在睡眠期间仍能工作Timer2：带有8位周期寄存器，预分频器和后分频器的8位定时器/计数器。2个捕捉器，比较器，PWM模块其中：捕捉器是16位，最大分辨率是12.5ns比较器是16位，最大分辨率是200nsPWM最大分辨率是10位10位多通道模数转换器2.3最小系统2.3.1复位功能PIC16F877A这里简单介绍一下人工复位人工复位：无论是单片机在正常运行程序，还是处在睡眠状态或出现死机状态，只要在人工复位端MCLR加入低点平信号，就令其复位。本次设计的电路图如图2.3－1所示。图2.3—1PIC最小系统电路图图2.3—2最小系统实物图2.3.2系统时钟数字电路的工作离不开时钟信号，每一步细微动作都是在一个共同的时间基准信号协调下完成的。作为时基发生器的时钟震荡电路，为整个单片机芯片的工作提供系统时钟信号，也为单片机与其他外接芯片之间的通讯提供可靠的同步时钟信号。PIC16F877A的时钟电路是由片内的一个反相器和一个反馈电阻，与外接的1个石英晶体和2个电容，共同构成的一个自激多谐振荡器。电路如图2.3－12.4设计心得总结PIC16F877ALCD12864液晶原理介绍及接口实现3.1液晶显示模块概述12864A主要技术参数和显示特性:电源：VDD3.3V~+5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128列×64行显示颜色：黄绿显示角度：6：00钟直视LCD类型：STN与MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等3.2液晶引脚说明引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD-模块的电源正端3V0-LCD驱动电压输入端4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号；串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16NC空脚17/RETH/L复位低电平有效18NC空脚19LED_A-背光源正极（LED+5V）20LED_K-背光源负极（LED-OV）逻辑工作电压(VDD)：4.5～5.5V电源地(GND)：0V工作温度(Ta)：0～60℃(常温)/-20～753.3接口时序模块有并行和串行两种连接方法，本文采用并行接法（时序如下）：8位并行连接时序图MPU写资料到模块程序实现如下：/*********************************************************************名称：send_i()*功能：写一个字节命令到LCD*入口参数：unsignedcharx字符*******************************************************************/voidsend_i(unsignedcharx){ chk_busy(); //检测LCD是否工作繁忙 rs=0;//设置该字节数据为控制命令 rw=0;//设置此次操作为写 PORTD=x;//送数据口PORTD e=1;//使能 nop(); nop(); nop(); e=0;//禁止}MPU从模块读出资料程序实现如下：/*************************************************读数据**************************************************/unsignedcharu8_Lcd12864ReadByte_f(void){unsignedcharbyReturnValue;chk_busy(); //检测LCD是否工作繁忙 TRISD=0XFF;//设置PD口为输入状态PORTD=0xff;//PD初始化为高电平rs=1;//读置高rw=1;//写置高e=0;//使能置低e=1;//使能置高byReturnValue=PORTD;//读数据e=0;//关使能 TRISD=0X00;//恢复PD口为输出returnbyReturnValue;//返回读到的数据}3.4具体指令介绍1、清除显示CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLLH功能：清除显示屏幕，把DDRAM位址计数器调整为“00H”2、位址归位CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLHX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、位址归位CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLHI/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，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CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLHDCB功能：D=1；整体显示ONC=1；游标ONB=1；游标位置ON5、游标或显示移位控制CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLHS/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的内容6、功能设定CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHDLX0REXX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位址CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：设定CGRAM位址到位址计数器（AC）8、设定DDRAM位址CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0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CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LHBFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0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RAMCODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HLD7D6D5D4D3D2D1D0功能：写入资料到内部的RAM（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）11、读出RAM的值CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HHD7D6D5D4D3D2D1D0功能：从内部RAM读取资料（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）12、 待命模式（12H）CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLLH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（13H）CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLHSR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）CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLHR1R0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）CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLHSLXX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）CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHHX1REGL功能：RE=1；扩充指令集动作RE=0；基本指令集动作G=1；绘图显示ONG=0；绘图显示OFF17、设定IRAM位址或卷动位址（017H）CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：SR=1；AC5~AC0为垂直卷动位址SR=0；AC3~AC0写ICONRAM位址18、设定绘图RAM位址（018H）CODE： RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：设定GDRAM位址到位址计数器（AC）备注、1、当模块在接受指令前，微处理顺必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成，指令执行的时间请参考指令表中的个别指令说明。2、“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位元，当变更“RE”位元后，往后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位元，否则使用相同指令集时，不需每次重设“RE”位元。本次设计液晶初始化如下：voidlcd_init(){ rst=0;//复位LCD delay(1);//保证复位所需要的时间（1ms） rst=1;//恢复LCD正常工作// nop();// psb=1;//设置LCD为8位并口通信 send_i(0x30);//基本指令操作 send_i(0x01);//清除显示 send_i(0x06); //指定在写入或读取时，光标的移动方向 send_i(0x0c);//开显示，关光标，不闪烁}3.5显示坐标关系3.5.1、图形显示坐标水平方向X—以字节单位垂直方向Y—以位为单位/*******************************************函数名称:Draw_PM功能:在整个液晶屏幕上画图参数:无返回值:无********************************************/voidDraw_PM(constuchar*ptr){uchari,j,k; send_i(0x34);//打开扩展指令集 i=0x80; for(j=0;j<32;j++) {send_i(i++);send_i(0x80); for(k=0;k<16;k++) { send_d(*ptr++); } } i=0x80; for(j=0;j<32;j++) { send_i(i++);send_i(0x88); for(k=0;k<16;k++) { send_d(*ptr++); } }send_i(0x36);//打开绘图显示 send_i(0x30);//回到基本指令集}3.5.2汉字显示坐标X坐标Line180H81H82H83H84H85H86H87HLine290H91H92H93H94H95H96H97HLine388H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FHLine498H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH/*****************************************************************名称：writelcd（）*功能：在LCD上显示字符串*入口参数：constunsignedchar*pt字符串的首地址**************************************************************/voidwritelcd(constunsignedchar*pt){while(*pt) //检测是否达到了字符串最后send_d(*pt++);//发送数据给lcd}//应用如下constuchartable1[]={"基PIC单片机"};constuchartable2[]={"多路温度"};constuchartable3[]={"巡回检测系统"};constuchartable4[]={"2009年12月01日"}; send_i(0x80);//定位在第一行 writelcd(table1);//写：基PIC单片机 send_i(0x90);//定位在第二行 writelcd(table2);//写：多路温度 send_i(0x88);//定位在第三行 writelcd(table3);//写：巡回检测系统 send_i(0x98);//定位在第四行 writelcd(table4);//写：2009年12月01日3.6与单片机的接口实现12864液晶的电路连线图如图3.6-1所示，实物位置如图3.6-2所示图3.6-112864液晶电路连接图图3.6-212864液晶模块实物图设计心得总结LCD12864与1602相比需要较大的电流驱动，如果出现图片模糊不清晰或者灰暗，除了检查背光灯外应考虑电源问题。最好采用大于5V的电源，经7805稳压管稳压驱动，以保证电流。基本驱动跟1602相似难度不大。中文及图像显示是12864最大的特点也是难点，主要是指令较多，还有就是图像驱动需要了解液晶内部原理。整屏画图可以使用PCtoLCD2002把图片转换成16进制数，局部画曲线、直线、圆等需要一些算法，比较复杂DS18B20原理介绍及接口实现4.1DS18B20简介DS18B20是DALLAS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，他它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。DS18B20具有以下优点：适应电压范围宽，电压范围在3.0V~5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。独特的单线接口方式，与微处理器连接时只需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通信。支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件以及转换电路集成在形如一直三极管的集成电路内。测温范围-55℃~+125℃，在-10℃~+85可编程分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃负压特性。电源极性接反时，芯片不会因为过热而烧毁，但不能正常工作。DS18B20结构及其工作原理图4.1DS18B20内部结构图DS18B20的内部结构图如图4.1所示。由此我们可以看出DS18B20主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图4.2所示，其中DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端，在寄生电源接线方式时接地。图4.2DS18B20引脚和封装每颗DS18B20在出厂前都有一个64位光刻ROM，它可以看作该DS18B20的地址序列码。其各位排列顺序是：开始8位为产品类型标号，接下来48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的CRC循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一条总线挂接多个DS18B20的目的。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：复位时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。DS18B20的复位时序：图4.3DS18B20复位时序图程序实现如下：/*********************************************************************名称：reset()*功能：18b20复位********************************************************************/#defineDQRB7#defineDQ_HIGH()TRISB7=1#defineDQ_LOW()TRISB7=0;DQ=0voidreset(){ ucharst=1; DQ_HIGH();//先拉至高电平 NOP();NOP(); while(st) { DQ_LOW();//低电平 delayus(70,30);//延时503usDQ_HIGH();//释放总线等电阻拉高总线delayus(4,4);//延时60us if(DQ==1)//没有接收到应答信号，继续复位 st=1; else//接收到应答信号 st=0; delayus(50,10);//延时430us }}DS18B20的读时序：对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15uS之内释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。图4.4DS18B20读时序图/*********************************************************************名称：read_byte()*功能：18b20读字节*出口参数：读出18B20的内容********************************************************************/uchread_byte(){ uchi; uchvalue=0;//读出温度 staticbitj; for(i=8;i>0;i--) { value>>=1; DQ_LOW(); NOP();NOP();NOP();NOP();NOP();NOP(); //6us DQ_HIGH();//拉至高电平 NOP();NOP();NOP();NOP();NOP(); //4us j=DQ; if(j)value|=0x80; delay(2,7);//63us } return(value);}DS18B20的写时序：对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”图4.5DS18B20写时序图/*********************************************************************名称：write_byte()*功能：写18b20写字节*入口参数：uchval待写的数据*******************************************************************/voidwrite_byte(uchval){ uchi; uchtemp; for(i=8;i>0;i--) { temp=val&0x01;//最低位移出 DQ_LOW(); NOP();NOP();NOP();NOP();NOP(); //从高拉至低电平,产生写时间隙 if(temp==1)DQ_HIGH();//如果写1,拉高电平 delay(2,7);//延时63us DQ_HIGH(); NOP();NOP(); val=val>>1;//右移一位 }}DS18B20内部带有共9个字节的高速暂存器RAM和电可擦除EEPROM，起结构如表2所示。表2DS18B20高速暂存器结构寄存器内容字节地址温度值低位（LSB）0温度值高位（MSB）1高温限值（TH）2低温限值（TL）3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校验值8DS18B20所包含的操作指令如表3所示。表3DS18B20操作指令ROM操作指令指令约定代码功能读ROM33H读DS18B20温度传感器ROM中的编码（即64位地址）匹配ROM55H发出命令后接着发出64位ROM编码，访问总线上与该编码对应的芯片搜索ROMF0H用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数跳过ROMCCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换命令告警搜索ECH执行后只有问多超过上限或下限的芯片才响应RAM操作指令指令约定代码功能温度转换44H启动DS18B20温度转换。12位转换时长典型值750ms读暂存器BEH读内部RAM中9字节的数据。写暂存器4EH向RAM第2、3字节写上、下限温度数据，紧跟命令之后传送2字节数据复制暂存器48H将RAM中第2、3字节的内容复制到内部EEPROM中重调EEPROMB8H将EEPROM中内容恢复到RAM中第3、4字节温度数据在高速暂存器RAM的第0和第1个字节中的存储格式如下表4所示。表4DS18B20温度数据存储格式位7位6位5位4位3位2位1位0232221202-12-22-32-4位15位14位13位12位11位10位9位8SSSSS262524DS18B20在出厂是默认配置为12位，其中最高位为符号位，即温度值共11位，单片机在读取数据时，一次会读2字节共16位，读完后将低11位的二进制数转化为十进制数后再乘以0.0625便为所测的实际温度值。另外，还需要判断温度的正负。前5个数字为符号位，这5位同时变化，我们只需要判断11位就可以了。前5位为1时，读取的温度为负值，且测到的数值需要取反加1再乘以0.0625才可得到实际温度值。前5位为0时，读取的温度为正值，且温度为正值时，只要将测得的数值乘以0.0625即可得到实际温度值。考虑到实际使用的需要，在这里我们只使用一个DS18B20，故每次操作前只需复位后发出SkipROM指令（即跳过ROM指令）再读出温度的正值、并精确到小数点后一位，即可满足设计需求。/******************************************************************名称：get_temp()*功能：启动温度转换*****************************************************************/voidget_tem(){ uchartem1,tem2,num; floataaa; reset();//复位 write_byte(0xCC);//跳过ROM write_byte(0x44);//温度转换 for(num=100;num>0;num--)//确保温度转换完成所需要的时间 reset();//再次复位，等待从机应答 write_byte(0xCC);//忽略ROM匹配 write_byte(0xBE);//发送读温度命令 tem1=read_byte();//读出温度低8 tem2=read_byte();//读出温度高8位 shu=(tem2<<4|tem1>>4);//温度整数部分 aaa=(tem2*256+tem1)*6.25;//温度小数部分 temper=(int)aaa;//强制转换成整型 a1=temper/1000;//取温度十位 a2=temper%1000/100;//取个位 a3=temper%100/10;//小数点后个位 a4=temper%10;//小数点后十位}DS18B20的接口实现4.3.1硬件设计DS18B20在本次设计中接线图如图4.6所示，实验板硬件图如图4.7所示这次实验只焊了两个温度传感器而已，其他两个用法一样，留作外接口，可以方便外用。图4.6DS18B20原理图图4.7DSB18B20硬件连接实物图4.3.2软件设计根据DS18B20约定的通讯协议，每次使用DS18B20之前都必须经过三个步骤，即先复位DS18B20，接着发出ROM操作指令，然后才可以发出RAM操作指令以进行温度转换等命令。本系统将实现读出DS18B20的温度并实时显示到LCD12864上，分辨率为0.0625℃。由于DS18B20对时序要求很严格，所以在程序设计时，时序要多加注意一点，不过数字不是死的，只要控制合理控制也不是扫描大问题。DS18B20首次初始化时开启温度转换，之后每1s进行一次DS18B20的温度读取和转换，具体实现效果图如图4.8流程图如图图4.8温度采集效果实物图芯片上电芯片上电复位DS18B20发出SkipROM指令启动温度转换1s到?YN复位DS18B20发出SkipROM指令读取温度图4.9DS18B20读取温度流程图设计心得总结4.4.1焊接问题：焊接DS18B20时，速度要快，如果高温的电烙铁持续接触传感器很容易烧掉DS18B20，因为电烙铁一般温度为350~450度，而传感器承受温度为125度。我曾经因此烧坏了两个传感器，得此痛训！4.4.2软件设计：DS18B20时序要求较为严格，这里的严格不是说一定要按手册的时间一摸一样而是说相对其他芯片来说严格了一点。如果读取不到温度应该检查一下时序时间设计问题。再有一个难点就是温度转换问题。温度能显示到小数点后4位，如果要将温度全部读出，应该将整数部分乘以10000再加上小数部分，化浮点数为整数，当然也可以直接采用浮点数相乘。开机会出现85C那是18B20复位值4.4.3不足：此次设计没有处理温度负数情况，如果要处理应该判断最高位符号位，然后取反加一。18B20可单总线挂多个，这里IO口有剩再加上为了程序设计简单采用了并口方式。存储芯片AT24C02简单介绍及接口实现AT24C02功能描述管脚定义AT24C02是一个2K位串行CMOSE2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。AT24C02支持IC，总线数据传送协议IC，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上。本次设计采用4个AT24C02用来储存4个温度传感器采集到的温度，用以回显。只要有温度较大变化都会被储存，随时可以通过功能按键切换功能查看，也可以将温度传回PC机统计分析。图5.1是硬件实现的效果图。图5.1温度储存之后统计分析通过液晶显示出来管脚定义及接口实现AT24C02管脚图及硬件连接电路图如图5.2所示。个引脚功能如下：SCL串行时钟AT24C02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。SDA串行数据/地址AT24C02双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。A0、A1、A2器件地址输入端这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2）可悬空或连接到Vss，如果只有一个AT24C02被总线寻址这三个地址输入脚（A0、A1、A2）必须连接到Vss。WP写保护如果WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护只能读。当WP管脚连接到Vss或悬空允许器件进行正常的读/写操作图5.2AT24C02硬件连接图设计思想如下：NNY温度有较大变化？启动24c02监控温度储存温度储存时间设计心得A0、A1、A2器件地址输入端，应该设计不一样以区分各个存储器，一个24C02对应一个传感器。上拉电阻4.7K不可以省，不然会出现问题。6实时时钟DS1302简单介绍及接口实现6.1DS1302简介DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。6.2DS1302结构及工作原理DS1302的引脚排列如图2.1所示，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc≥2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，SCLK始终是输入端。图6.1DS1302引脚图DS1302的控制字如图2.2所示。控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。图6.2DS1302控制字DS1302的数据输入输出方式(I/O)，在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。DS1302一共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见图2.3。图6.3DS1302日历、时间寄存器此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发（Burst）方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。DS1302的接口实现DS1302的初始化过程非常简单，在DS1302上电之后先关闭DS1302的写保护，接着依据不同的寄存器地址分别写入年份、月份、日期，以及需要设定的时间，然后启动DS1302的时钟振荡，打开写保护，这样DS1302就能正常走时了，并且不会因为误操作而干扰到DS1302。当DS1302上电后，为了防止系统掉电后重新上电，接着调用DS1302初始化程序造成时间丢失，我们在初始化DS1302的时候先把DS1302当前的秒走时读出，放如临时变量，接着判断时间的正确性，如果时间正确，则把秒走时回送DS1302，重新启动时钟振荡后关闭保护；如果时间不正确，则重新调用时间设置程序。关闭写保护关闭写保护读出秒数据时间正确？YN回送秒数据打开写保护芯片上电结束调用时间设置打开写保护结束图6.4DS1302初始化此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发（Burst）方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。DS1302与单片机的连接电路图如图6.5所示：图6.5DS1302硬件连接图备用电池可用来断电保护，当主电源断开之后，备用电池开始工作，起到备用作用，继续保持时钟的准确性温度上限报警功能7.1设计原理固话报警的设计原理非常简单，把电话外壳拆出来之后，里面的按键其实就是一个矩阵键盘，为了简化设计，这里只说明重拨按键，因为只需要重拨按键就可以工作完全满足我们功能了。拆出来后下一步就是找出重拨键对应的引脚，先找到重拨键位置然后通过万用表就可以测出重拨键对应的两个引脚线，这个过程相当简单，通过肉眼也能很快找出来。其他按键找出方法相同，不过本次设计无需用到不再阐述。图7.1固话内部电路图7.2改装后的固话找出重拨键引脚之后通过外线引出来，中间通过一个继电器连接单片机既可工作。如图7.3所示。RC0RC0改装后的固话温度监控系统继电器图7.3固话报警连接图上限温度通过软件设计设定也可以通过功能按键设定，当满足条件达到上限温度，单片机引脚触发高电平引发继电器工作既可实现自动重拨。固话的重拨号码要事先先设定好。7.2设计心得体会没有做不到，只有想不到，一个非常简单的小小改装就可以实现一个远程报警功能，其实生活就是缺少发现。与PC串口通讯及VB上位机简单介绍8.1与PC串口通信目前较为常用的串口有9针串口（DB9）和25针串口（DB25）。最为简单且常用的是三线制接地法，即地、接收数据和发送数据三脚相连，本文只涉及到最为基本的接法，且直接用RS232相连，电路图如图8.1所示图8.1串口通信电路图本系统串行通信采用异步通信方式。协议如下：1．一帧数据由1位起始位、8位数据位、无奇偶校验位、1位停止位共10位组成。

2．波特率设为119200bps。单片机串行口按方式1工作，波特率由定时器T1控制，

PC机串口波特率通过VB通讯控件的Settings属性设置，为保证数据传送的准确性，两者的波特率必须一致。单片机串口初始化：TRISC=0XFF;//设置C口方向全为输出SPBRG=0XC;//设置波特率为119200BPSTXSTA=0X24;//使能串口发送，选择高速波特率RCSTA=0X90;//使能串口工作，连续接收RCIE=0X1;//使能接收中断GIE=0X1;//开放全局中断PEIE=0X1;//使能外部中断8.2上位机介绍

上位机利用VisualBasic6.0编程。用VB6.0开发串行通信程序有两种法，一种是利用Windows的API函数；另一种是采用VB6.0的通信控件MSComm。利用API函数编写串行通信程序较为复杂，需要掌握大量的通信知识，其优点是可实现的功能更丰富、应用面更广泛，适合于编写较为复杂的低层次通信程序。而VB6.0的MSComm通信控件提供了标准的事件处理函数、事件、方法，并通过控件属性对串口参数进行设置，比较容易地解决了串口通信问题。

MSComm是VB6.0提供的ActiveX控件，使用前需将该控件添加到VB工具栏。MSComm控件具有功能完善的串口数据发送和接受功能，有两种处理通信的方式，即事件驱动方式和查询方式，事件驱动方式是利用MSComm控件的OnComm事件捕获并处理通信错误事件，是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法；查询方式是通过检查CommEvent属性的值来判断事件和错误。图8.2上位机监控界面

下面VB上位机完整程序：DeclareFunctionGetTickCountLib"kernel32"()AsLongSubTimeDelay(tAsLong)'时间延迟子程序，单位是毫秒(ms)DimTT&TT=GetTickCount()DoDoEventsLoopUntilGetTickCount()-TT>=tEndSub'等待RS字符串返回，或是时间到达'Comm是通信控件名称'RS是欲等待的字符'DT是最长的等待时间'正常时返回值是所得的完整字符串，不正常时返回值是空字符串FunctionWaitRS(CommAsMSComm,RSAsString,DTAsLong)AsStringDimBuf$,TTAsLongBuf=""TT=GetTickCountDoBuf=Buf&Comm.InputLoopUntilInStr(1,Buf,RS)>0OrGetTickCount-TT>=DTIfInStr(1,Buf,RS)>0ThenWaitRS=BufElseWaitRS=""EndIfEndFunctionOptionExplicitDimNowXAsInteger'现在的X轴位置DimMaxPlotNoAsLong'最长的X轴范围DimPreValueAsSingle'前一个测量值''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''当选择通信端口的Combo控件被选中后激活此事件'若用户改变通信端口时，关闭通信端口''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''PrivateSubcmbCOM_Click()'若通信端口号码和现在的选择一样时就不必理会，直接跳出此子程序IfcmbCOM.ListIndex+1=MSComm1.CommPortThenExitSubTimer1.Enabled=False'关闭定时器TimeDelay100IfMSComm1.PortOpenThenMSComm1.PortOpen=False'关闭通信端口EndIflblMsg.Caption="已停止检测并关闭通讯端口"cmdOpenCOM.Enabled=True'允许使用【打开通信端口】按钮EndSub'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''单击【结束】按钮后激活此事件'使用End命令将系统结束''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''PrivateSubcmdEnd_Click()MSComm1.PortOpen=False'关闭通信端口EndEndSub''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''单击【打开通信端口】按钮后激活此事件'将MSComm控件的参数设置好，并打开'激活【开始检测】按钮''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''PrivateSubcmdOpenCOM_Click()'判断端口号码是否落在1--16之间IfcmbCOM.ListIndex>=0AndcmbCOM.ListIndex<=16ThenMSComm1.CommPort=cmbCOM.ListIndex+1ElseMsgBox"指定通信端口时发生错误！",vbCritical+vbOKOnly,"系统信息"ExitSubEndIf'激活错误检测机制OnErrorGoTocomErrMSComm1.Settings="119200,n,8,1"'设定通信参数MSComm1.PortOpen=True'打开通信端口cmdOpenCOM.Enabled=False'将此按钮设为禁用状态cmdStart.Enabled=True'激活【开始检测】按钮lblMsg.Caption="可单击【开始检测】按钮，执行检测的工作。"ExitSubcomErr:MsgBox"打开通信端口时发生错误！请确定通信端口存在且正常。",vbCritical+vbOKOnly,"系统信息"EndSub''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''单击【开始检测】按钮后激活此事件'将定时器激活或关闭，并显示对应的文字在按钮上，以指示用户操作''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''PrivateSubcmdStart_Click()Timer1.Enabled=NotTimer1.EnabledIfTimer1.EnabledThencmdStart.Caption="停止检测"ElsecmdStart.Caption="开始检测"lblMsg.Caption="已停止检测"EndIfEndSub''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''窗体的Load事件'输入图形暂时设为灰色，表示无状态信息进入'将通讯端口号码及站号填入Combo控件；并默认二者的选项是第一个''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''PrivateSubForm_Load()Dimi%MaxPlotNo=100cmbCOM.ClearcmbCOM.AddItem"COM1"cmbCOM.AddItem"COM2"cmbCOM.AddItem"COM3(USB)"cmbCOM.AddItem"COM4(USB)"cmbCOM.AddItem"COM5"cmbCOM.AddItem"COM6"cmbCOM.AddItem"COM7"cmbCOM.AddItem