基于单片机的温度电压监控及LCD显示.docx

目录
一、设计思路…………………………………………………………………………1
二、硬件设计…………………………………………………………………………1
1、硬件设计框图…………………………………………………………1
2、DS18B20模块…………………………………………………………2
3、LCD模块…………………………………………………………4
三、软件设计…………………………………………………………………………5
1、程序流程总图…………………………………………………………5
四、元器件清单………………………………………………………………………7五、总原理图与仿真…………………………………………………………………7
六、学习心得与总结…………………………………………………………………9
七、参考文献…………………………………………………………………………10
八、程序…………………………………………………………………………10

一、设计思路
本实验采用AT89C51单片机做为核心控制器，通过DS18B20采集并转换温度数据，同时也将外部电压值通过A/D转换得到数据，并将两数据传送给单片机，单片机再根据开关S1与S2的状态，通过软件编程来确定LCD是否显示温度、电压还是温度电压一起显示。同时单片机也根据开关S1与S2的状态以及所接受到得外部电压与温度的数据来确定是否应该报警。
二、硬件设计
控制信号
收集电压数据，AD转换
单片机

LCD显示
控制信号
转换的信号
通过DS18B20测取外部温度数据
温度与电压超界报警
转换的
信号

1、DS18B20
1）、DS18B20的主要特性1.1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电1.2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯1.3、DS18B20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1.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内1.5、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃1.6、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温1.7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快1.8、测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力1.9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。2、DS18B20的外形和内部结构

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻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的外形及管脚排列如下图1:DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。

图2：DS18B20内部结构图

图3：DS18B20测温原理框图
2）．Ds18b20时序图初始化过程

读/写时序图

2、LCD
读写操作时序如图所示

1602液晶模块的读写操作，屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明1为高电平，0为低电平）
指令1：清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置
指令2：光标复位，光标返回到地址00H
指令3：光标和显示位置设置I/D，光标移动方向，高电平右移，低电平左移，S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高电平表示有效，低电平表示无效。
指令4：显示开关控制。D：控制整体的显示开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示。C:控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令5：光标或显示移位S/C：高电平时显示移动的文字，低电平时移动光标
指令6：功能设置命令DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：低电平时为单行显示，高电平时为双行显示，F：低电平时显示5X7的点阵字符，高电平时显示5X10的显示字符。
指令7：字符发生器RAM地址设置。
指令8：DDRAM地址设置。
指令9：读忙信号和光标地址BF：忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平表示不忙。
三、软件设计
1、流程图
开始
调用初始化子程序
调用报警与显示子程序
开始
开LCD，并设置其工作方式，开AD
让LCD显示初始化字符串
结束
初始化子程序流程图

主程序流程图

报警与显示子程序