基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)

基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)

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电路实物图如下图所示：

C语言程序如下所示：

/******************************************************************** zicreate

----------------------------- Copyright (C) www.zicreate.com -------------------------- * 程序名; 基于DS18B20的测温系统

* 功 能： 实时测量温度，超过上下限报警，报警温度可手动调整。K1是用来 * 进入上下限调节模式的，当按一下K1进入上限调节模式，再按一下进入下限 * 调节模式。在正常模式下，按一下K2进入查看上限温度模式，显示1s左右自动 * 退出；按一下K3进入查看下限温度模式，显示1s左右自动退出；按一下K4消除 * 按键音，再按一下启动按键音。在调节上下限温度模式下，K2是实现加1功能， * K1是实现减1功能，K3是用来设定上下限温度正负的。 * 编程者：Jason

* 编程时间：2009/10/2

*********************************************************************/ #include //将ATX52.h头文件包含到主程序 #include //将intrins.h头文件包含到主程序（调用其中的_nop_()空操作函数延时） #define uint unsigned int //变量类型宏定义，用uint表示无符号整形（16位） #define uchar unsigned char //变量类型宏定义，用uchar表示无符号字符型（8位） uchar max=0x00,min=0x00; //max是上限报警温度，min是下限报警温度 bit s=0; //s是调整上下限温度时温度闪烁的标志位，s=0不显示200ms，s=1显示1s左右 bit s1=0; //s1标志位用于上下限查看时的显示 void display1(uint z); //声明display1（）函数 #include\"ds18b20.h\" //将ds18b20.h头文件包含到主程序 #include\"keyscan.h\" //将keyscan.h头文件包含到主程序 #include\"display.h\" //将display.h头文件包含到主程序

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/***********************主函数************************/ void main() {

beer=1; //关闭蜂鸣器 led=1; //关闭LED灯 timer1_init(0); //初始化定时器1（未启动定时器1） get_temperature(1); //首次启动DS18B20获取温度（DS18B20上点后自动将EEPROM中的上下限温度复制到TH和TL寄存器） while(1) //主循环 {

keyscan(); //按键扫面函数

get_temperature(0); //获取温度函数 keyscan(); //按键扫面函数 display(temp,temp_d*0.625);//显示函数 alarm(); //报警函数 keyscan(); //按键扫面函数 } }

/******************************************************************** * 程序名; __ds18b20_h__

* 功 能： DS18B20的c51编程头文件 * 编程者：ZPZ

* 编程时间：2009/10/2

* 说 明：用到的全局变量是：无符号字符型变量temp(测得的温度整数部分),temp_d * (测得的温度小数部分)，标志位f（测量温度的标志位‘0’表示“正温度”‘1’表 * 示“负温度”），标志位f_max（上限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表 * 示“负温度”），标志位f_min（下限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表 * 示“负温度”），标志位w(报警标志位‘1’启动报警‘0’关闭报警)。 *********************************************************************/ #ifndef __ds18b20_h__ //定义头文件 #define __ds18b20_h__

#define uint unsigned int //变量类型宏定义，用uint表示无符号整形（16位） #define uchar unsigned char //变量类型宏定义，用uchar表示无符号字符型（8位） sbit DQ= P2^3; //可位寻址变量定义，用DQ表示P2.3口 sbit beer=P1^0; //用beer表示P1.0 sbit led=P1^1; //用led表示P1.1 uchar temp=0; //测量温度的整数部分 uchar temp_d=0; //测量温度的小数部 bit f=0; //测量温度的标志位,0’表示“正温度”‘1’表示“负温度”） bit f_max=0; //上限温度的标志位‘0’表示“正温度”‘1’表示“负温度”） bit f_min=0; //下限温度的标志位‘0’表示“正温度”、‘1’表示“负温度”） bit w=0; //报警标志位‘1’启动报警‘0’关闭报警)

/*****************************延时子函数******************************/ void ds18b20_delayus(uint t) //延时几μs { while(t--);}

void ds18b20_delayms(uint t) //延时1ms左右 { uint i,j; for(i=t;i>0;i--) for(j=120;j>0;j--);}

/**************************ds18b20初始化函数*************************/ void ds18b20_init() // DS18B20初始化 { DQ=1; //拉高数据线 DQ=0; //控制器向DS18B20发低电平脉冲 ds18b20_delayus(30); //延时480μs左右 DQ=1; //控制器拉高总线， while(DQ); //等待DS18B20拉低总线

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ds18b20_delayus(20); //延时，等待上拉电阻拉高总线 DQ=1; //拉高数据线，准备数据传输； }

/***************************ds18b20字节读函数************************/ uchar ds18b20_read() //DS18B20 字节读取 { uchar i; //定义一个局部变量i(局部变量只在本函数中有效) uchar d = 0; //定义一个局部变量d DQ = 1; //准备读； for(i=8;i>0;i--) //一位一位的读，循环8次 { d >>= 1; //d左移一位，低位先发； DQ = 0; _nop_();_nop_();_nop_(); DQ = 1; //必须写1，否则读出来的将是不预期的数据； if(DQ) //在12us处读取数据，送给d的最高位 d |= 0x80; ds18b20_delayus(10); } return d; //返回读取的值 }

/*************************ds18b20字节写函数**************************/ void ds18b20_write(uchar d) // ds18b20字节写 {

uchar i;

for(i=8;i>0;i--) //一位一位的写 { DQ=0; _nop_(); _nop_();_nop_(); DQ=d&0x01; //写数据 ds18b20_delayus(5); DQ=1; d >>= 1; } }

/***************************获取温度函数****************************/ void get_temperature(bit f) { uchar a=0,b=0,c=0,d=0; uint i; ds18b20_init(); //DS18B20初始化 ds18b20_write(0xcc);//向DS18B20发跳过读ROM命令 ds18b20_write(0x44);//写启动DS18B20进行温度转换命令，转换结果存入内部RAM if(f==1) { //首次启动DS18B20进行温度转换需要500ms,若转换时间不够就出错，读出的是85度的错误值。 display1(1); //用开机动画耗时 } else ds18b20_delayms(1); ds18b20_init(); //DS18B20初始化 ds18b20_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令 ds18b20_write(0xbe); //写读内部RAM中9字节的内容命令 a=ds18b20_read(); //读内部RAM （LSB） b=ds18b20_read(); //读内部RAM （MSB） if(f==1) //局部位变量f=1时读上下线报警温度 { max=ds18b20_read(); //读内部RAM （TH） min=ds18b20_read(); //读内部RAM （Tl） } if((max&0x80)==0x80) //若读取的上限温度的最高位（符号位）为‘1’表明是负温度

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{f_max=1;max=(max-0x80);} //将上限温度符号标志位置‘1’表示负温度，将上限温度装换成无符号数。 if((min&0x80)==0x80)//若读取的下限温度的最高位（符号位）为‘1’表明是负温度 {f_min=1;min=(min-0x80);}//将下限温度符号标志位置‘1’表示负温度，将下限温度装换成无符号数。 i=b;i>>=4; if (i==0) {

f=0; //i为0，表示读取的温度是正温度,设立正温度标记 temp=((a>>4)|(b<<4)); //整数部分 a=(a&0x0f); temp_d=a; //小数部分 } else {

f=1; //i为1，表示读取的温度是负温度,设立负温度标记 a=~a+1; //负数的小数部分取反加1 b=~b; //负数的整数部分取反 temp=((a>>4)|(b<<4)); //整数部分 a=(a&0x0f); //小数部分 temp_d=a; } }

/*************************存储极限温度函数***************************/ void store_t() { if(f_max==1) //若上限温度为负，将上限温度转换成有符号数（最高1是负，0是正） max=max+0x80; if(f_min==1) //若下限温度为负，将上限温度转换成有符号数 min=min+0x80; ds18b20_init(); //DS18B20初始化 ds18b20_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令 ds18b20_write(0x4e); //向DS18B20发写字节至暂存器2和3（TH和TL）命令 ds18b20_write(max); //向暂存器TH（上限温度暂存器）写温度 ds18b20_write(min); //向暂存器TL（下限温度暂存器）写温度 ds18b20_write(0xff); //向配置寄存器写命令，进行温度值分辨率设置 ds18b20_init(); //DS18B20初始化 ds18b20_write(0xcc); //向DS18B20发跳过读ROM命令 ds18b20_write(0x48); //向DS18B20发将RAM中2、3字节的内容写入EEPROM } //DS18B20上电后会自动将EEPROM中的上下限温度拷贝到TH、TL暂存器 /**************************温度超限报警函数*************************/ void alarm() { //若上限值是正值 if(f_max==0) { if(f_min==0) //若下限值是正值 { if(f==0) //若测量值是正值 { if((temp+temp_d*0.0625)<=min||(temp+temp_d*0.0625)>=max) {w=1;TR1=1;} //当测量值小于最小值或大于最大值时报警 if((temp+temp_d*0.0625)min) {w=0;} //当测量值大于最小值且小于最大值时不报警 } if(f==1){w=1;TR1=1;} //若测量值是负值时报警 } if(f_min==1) //若下限值是负值 { if(f==0) //若测量值是正值

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{ if((temp+temp_d*0.0625)>=max)//当测量值大于最大值时报警 {w=1;TR1=1;} if((temp+temp_d*0.0625)=min)//当测量值大于最小值时报警 {w=1;TR1=1;} if((temp+temp_d*0.0625)=min) {w=1;TR1=1;} //当测量值小于最大值或大于最小值时报警 if((temp+temp_d*0.0625)max) {w=0;} //当测量值小于最小值且大于最大值时不报警 } if(f==0){w=1;TR1=1;} //若测量值是正值时报警 } } } #endif

/********************************************************************** * 程序名; __keyscan_H__

* 功 能： ds18b20键盘头文件，通过键盘设定设定上下限报警温度 * 编程者：ZPZ

* 编程时间：2009/10/2

**********************************************************************/ #ifndef __keyscan_H__ //定义头文件 #define __keyscan_H__ sbit key1=P2^2; //可位寻址变量定义，用key1表示P2.2口 sbit key2=P2^1; //用key2表示P2.1口 sbit key3=P2^0; //用key3表示P2.0口 sbit key4=P3^3; //用key4表示P3.3口

uchar i=0; //定义全局变量i用于不同功能模式的选择，‘0’正常模式，‘1’上限调节模式，‘2’下限调节模式 uchar a=0; //定义全局变量a用于不同模式下数码管显示的选择 bit k4=0; //K4按键双功能选择位，k4=0时K4按键选择消按键音的功能，k4=1时K4按键选择正负温度设定功能

bit v=0; //K2、K3按键双功能选择位，v=0时选择上下限查看功能，v=1时选择上下限温度加减功能 bit v1=0; //v1=1时定时1250ms时间到自动关闭报警上下限查看功能 bit v2=0; //消按键音功能调整位，为‘0’时开按键音，为‘1’时关按键音

/***************************读键盘延时子函数**************************/ void keyscan_delay(uint z) //延时1ms左右 {

uint i,j;

for(i=z;i>0;i--) for(j=120;j>0;j--);

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} /****************************温度调节函数******************************/ int temp_change(int count,bit f) //上下限温度调整 {

if(key2==0) //判断K2是否按下 { if(v2==0)beer=0; //v2=0开按键音，否则消按键音 keyscan_delay(10); //延时10ms if(key2==0) //再次判断K2是否按下（实现按按键时消抖） { beer=1; //K2按下关按键音 if(f==0) //若温度为正 { count++; //每按一下K2温度上调1 if(a==1){if(count>125) count=125;}//当温度值大于125时不上调 if(a==2){if(count>125) count=125;} } if(f!=0) //若温度为负 { count++; //每按一下K2温度下调1 if(a==1){if(count>55) count=55;}//当温度值小于-55时不再下调 if(a==2){if(count>55) count=55;} } } while(key2==0); keyscan_delay(10); //K2松开按键时消抖 } if(key3==0) { if(v2==0)beer=0; keyscan_delay(10); if(key3==0) //K3按按键时消抖 { beer=1; count--; //每按一下K3温度为正时下调1，为负时上调1 if(a==1){if(count<0) count=0;}//当温度值达到0时不再调 if(a==2){if(count<0) count=0;} } while(key3==0); keyscan_delay(10); //K3松开按键时消抖 } return count; }

/*****************************读键盘函数******************************/ void keyscan() { if(key1==0) { if(v2==0) beer=0; keyscan_delay(10); if(key1==0) //K1按按键时消抖 { beer=1; TR1=1;//开定时器1，通过s标志位的变化，实现在上下限温度调整时温度显示时闪烁的功能 k4=1;//在上下温度调节功能模式下选择K4的调整上下限温度正负的功能 v=1; //在上下温度调节功能模式下选择K2、K3的温度加减功能 i++; //K1按一下i加1，i=‘0’进入正常模式，i=‘1’进入调上限模式，i=‘2’进入调下限模式 if(i>2) //K1按下三次后退出调节模式 { i=0; //进入正常模式 TR1=0; //关定时器1

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k4=0; //在正常模式下选择K4的消按键音功能 v=0; //在正常模式下选择K2、K3的查看上下限报警温度功能 store_t(); //存储调整后的上下限报警温度 } switch(i) //显示选择 { case 0:a=0;break; //a=0选择显示测得的温度 case 1:a=1;break; //a=1选择显示上限温度 case 2:a=2;break; //a=2选择显示下限温度 default:break; } } while(key1==0); //K1松按键时消抖 keyscan_delay(10); }

if(a==1&&v==1) //a=1选择显示上限温度且v=1时选择上下限温度加功能 {led=0;max=temp_change(max,f_max);}//显示上限温度

else if(a==2&&v==1) //a=2选择显示下限温度且v=1时选择上下限温度减功能 {led=1;min=temp_change(min,f_min);} else;

if(k4==1) //k4=1时K4按键选择正负温度设定功能 { if(key4==0) { if(v2==0)beer=0; keyscan_delay(5); if(key4==0) { beer=1; if(a==1) {if(max>55) f_max=0;else f_max=~f_max;}//当温度大于55度时，只能设定为正温度 if(a==2) {if(min>55) f_max=0;else f_min=~f_min;}//当温度大于55度时，只能设定为正温度 } while(key4==0); keyscan_delay(10); } }

if(v==0) //v=0时选择上下限查看功能 { if(key2==0) { if(v2==0)beer=0; keyscan_delay(10); if(key2==0) { beer=1; a=1; //选择上限显示 TR1=1; //开定时器1开始定时一分钟左右 s1=1; //上限显示不闪烁，显示一分钟左右自动退出 } while(key2==0); keyscan_delay(10); } if(key3==0) { if(v2==0)beer=0; keyscan_delay(10); if(key3==0) {

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beer=1; a=2; //选择下限显示 TR1=1; //开定时器1开始定时1s s1=1; //下限显示不闪烁，显示1s自动退出 } while(key3==0); keyscan_delay(10); } if(v1==1) //v1=1时定时1s时间到自动关闭报警上下限查看功能 {a=0;v1=0;TR1=0;} //a=0显示实测温度，v1清零，关定时器1 if(k4==0) //k4=0时K4按键选择消按键音的功能 { if(key4==0) { if(v2==0)beer=0; keyscan_delay(10); if(key4==0) { beer=1; v2=~v2; //为‘0’时开按键音，为‘1’时关按键音 } while(key4==0); keyscan_delay(10); } } } }

#endif

/********************************************************************** * 程序名; __ds18b20_display_H__

* 功 能： ds18b20数码管动态显示头文件，通过定时器0延时实现数码管动态显示 * 编程者：ZPZ

* 编程时间：2009/10/2

**********************************************************************/ #ifndef __ds18b20_display_H__ //定义头文件 #define __ds18b20_display_H__ #define uint unsigned int //变量类型宏定义，用uint表示无符号整形（16位） #define uchar unsigned char //变量类型宏定义，用uchar表示无符号字符型（8位） sbit wei1=P2^4; //可位寻址变量定义，用wei1表示P2.4口 sbit wei2=P2^5; //用wei2表示P2.5口 sbit wei3=P2^6; //用wei3表示P2.6口 sbit wei4=P2^7; //用wei4表示P2.7口 uchar num=0; //定义num为全局无符号字符型变量，赋初值为‘0’ uchar code temperature1[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,

0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //定义显示码表0~9 uchar code temperature2[]={ 0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,

0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; //带小数点的0.~9. uchar code temperature3[]={ 0x00,0x80,0x40,0x76,0x38}; //依次是‘不显示’‘.’‘-’‘H’‘L’ /*****************************延时子函数******************************/ void display_delay(uint t) //延时1ms左右 { uint i,j; for(i=t;i>0;i--) for(j=120;j>0;j--); }

/**************************定时器1初始化函数***************************/ void timer1_init(bit t) {

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TMOD=0x10; //设定定时器1工作在方式1，最大定时65.53ms TH0=0x3c; //定时器赋初值，定时50ms TL0=0xb0; EA=1; //开总中断 ET1=1; //开定时器1中断 TR1=t; // 局部变量t为1启动定时器1，为0关闭定时器1 }

/**************************定时器1中断函数*****************************/ void timer1() interrupt 3 {

TH0=0x3c; //重新赋初值，定时50ms TL0=0xb0; num++; //每进入一次定时器中断num加1（每50ms加1一次） if(num<5) {s=1;if(w==1){beer=1;led=1;}else{beer=1;led=1;}} Else //进入4次中断，定时200ms时若报警标志位w为‘1’则启动报警，不为‘1’不启动 //实现间歇性报警功能 {s=0;if(w==1){beer=0;led=0;}else{beer=1;led=1;}} if(num>20) //进入20次中断，定时1s { num=0; //num归0，重新定开始定时1s s1=0; //定时1s时间到时自动关闭报警上下限显示功能 v1=1; //定时1s时间到时自动关闭报警上下限查看功能 } }

/*********************调整报警上下限显示选择函数**********************/ void selsct_1(uchar f,uchar k) //消除百位的0显示，及正负温度的显示选择 {

if(f==0) //若为正温度，百位为0则不显示百位，不为0则显示 { if(k/100==0) P0=temperature3[0]; else P0=temperature1[k/100]; } if(f==1) //若为负温度，若十位为0，百位不显示，否则百位显示‘-’ { if(k%100/10==0) P0=temperature3[0]; else P0=temperature3[2]; } }

void selsct_2(bit f,uchar k) //消除十位的0显示，及正负温度的显示选择 {

if(f==0) //若为正温度，百位十位均为0则不显示十位，否则显示十位 { if((k/100==0)&&(k%100/10==0)) P0=temperature3[0];

else P0=temperature1[k%100/10];

} if(f==1) //若为负温度，若十位为0，十位不显示，否则十位显示‘-’ { if(k%100/10==0) P0=temperature3[2]; else P0=temperature1[k%100/10]; } }

/****************************主显示函数********************************/ void display(uchar t,uchar t_d) //用于实测温度、上限温度的显示 {

uchar i;

for(i=0;i<4;i++) //依次从左至右选通数码管显示，实现动态显示 { switch(i)

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{ case 0: //选通第一个数码管 if(a==0){selsct_1(f,t);} //若a=0则在第一个数码管上显示测量温度的百位或‘-’ if(a==1) { P0=temperature3[3]; //若a=1则在第一个数码管上显示‘H’ } if(a==2) { P0=temperature3[4]; //若a=2则在第一个数码管上显示‘L’ } wei2=0; //关第二个数码管 wei3=0; //关第三个数码管 wei4=0; //关第四个数码管 wei1=1; //开第一个数码管 break; case 1: //选通第二个数码管 if(a==0){selsct_2(f,t);} //若a=0则在第二个数码管上显示测量温度的十位或‘-’ if(a==1) //若a=1则在第二个数码管上显示上限报警温度的百位或‘-’ { if(s==0) selsct_1(f_max,max);//若s=0则显示第二个数码管，否则不显示 else P0=temperature3[0]; //通过s标志位的变化实现调节上下限报警温度时数码管的闪烁 if(s1==1) selsct_1(f_max,max);//若s1=1则显示第二个数码管（s1标志位用于上下限查看时的显示） } if(a==2) //若a=2则在第二个数码管上显示下限报警温度的百位或‘-’ { if(s==0) selsct_1(f_min,min); else P0=temperature3[0]; if(s1==1) selsct_1(f_min,min); } wei1=0; wei3=0; wei4=0; wei2=1; break; case 2: //选通第三个数码管 if(a==0){P0=temperature2[t%10];}//若a=0则在第三个数码管上显示测量温度的个位 if(a==1) //若a=1则在第三个数码管上显示上限报警温度的十位或‘-’ { if(s==0) selsct_2(f_max,max);//若s=0则显示第三个数码管，否则不显示 else P0=temperature3[0]; if(s1==1) selsct_2(f_max,max);//若s1=1则显示第三个数码管 } if(a==2) //若a=2则在第三个数码管上显示下限报警温度的十位或‘-’ { if(s==0) selsct_2(f_min,min); else P0=temperature3[0]; if(s1==1) selsct_2(f_min,min); } wei1=0; wei2=0; wei4=0; wei3=1; break; case 3: //选通第四个数码管 if(a==0){P0=temperature1[t_d];}//若a=0则在第四个数码管上显示测量温度的小数位 if(a==1) //若a=1则在第四个数码管上显示上限报警温度的个位 { if(s==0) P0=temperature1[max%10];//若s=0则显示第四个数码管，否则不显示 else P0=temperature3[0]; if(s1==1) P0=temperature1[max%10];//若s1=1则显示第四个数码管 } if(a==2) //若a=2则在第四个数码管上显示下限报警温度的个位

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{ if(s==0) P0=temperature1[min%10]; else P0=temperature3[0]; if(s1==1) P0=temperature1[min%10]; } wei1=0; wei2=0; wei3=0; wei4=1; break; } display_delay(3); //每个数码管显示3ms左右 } }

/****************************开机显示函数******************************/ void display1(uint z) //用于开机动画的显示 {

uchar i,j; bit f=0;

for(i=0;i#endif

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