计算机硬件（嵌入式）综合实践设计报告温度检测系统设计与制作一．系统概述1. 设计内容本设计主要从硬件和软件部分介绍了单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
还介绍了在单片机控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节，该系统主要以AT89S52单片机为核心, 同时利用DS18B20温度传感器采集温度，采用4位LED 显示管实施信息显示。
AT89S52单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分，该系统对温度进行实时采集与检测。
本设计介绍的单片机自动控制系统的主要内容包括：系统概述、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、部分软件设计及主要技术性能参数。
2. 元器件选择单片机AT89S52：1个22uF电容：2个4.7K电阻：1个万能板：1个杜邦线：若干单排排针：若干DS18B20温度传感器：2个4位LED显示管：1个二．软件功能设计及程序代码1.总体系统设计思想框图如下：单片机应用软件调试软件编程系统测试和调试系统集成硬件调试选择单片机芯片定义系统性能指标硬件设计2.主程序流程图3.DS18B20数据采集流程图4.程序代码①、温度记录仪#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<SYSTEM.h>#include<LCD1602.h>#include<18B20.h>#include<EEPROM.h>bit rec_flag=0;//记录温度标志uchar autobac_tim=0;//自动跳转延时uchar code logos[]="****NT MUSIC****"; uchar incmin=0;//计分钟数bit overflag=0;//数据溢出标志位uchar mode=1;//系统运行模式uchar tempmode;//模式缓存void init(){lcd_init();eeprom_init();/***********开机效果****************/ display(l1," Starting NT",1);longdelay(10);display(l2," Ver 3.0.1",1);longdelay(20);write_cmd(0x01);//清屏/*************************************/ sys_init();}void comms() //模式公共进程{time2times(); //时间格式转换avtemp=gettemp();//获取温度avtemp2avtemps();//温度格式转换date_counter();//获取当前日期date2dates();//日期格式转换display(l2+1,times,0);display(l2+11,avtemps,0);}void progs(uint i,uint k)//进度条{uint j;write_cmd(0xc0);for(j=0;j<(i*16/k);j++){write_lcddata(0xff);}}void normal_run() //无记录运行模式{comms();if(time[2]%10<5){display(l1,logos,1);}else{display(l1,"***",0);display(l1+13,"***",0);display(l1+3,dates,0);}incmin=0;}void recding_run() //记录模式运行模式{uint WDTPT;//临时写地址指针变量存放comms();recfrq2recfrqs();if(time[2]%10<5){if(mss>50) display(l1," ",0);elsedisplay(l1,"R",0);display(l1+1,"-NUM",0);display(l1+5,datcounts,0);display(l1+9,"**EV",0);display(l1+13,recfrqs,0);}else{display(l1,"***",0);display(l1+13,"***",0);display(l1+3,dates,0);} /***********定时记录*************/if(incmin>=recfrq)//触发记录功能{incmin=0;//1清除进入记录标志if(WDTP>10240) //20个扇区overflag=1;if(overflag==0)//如果数据尚未溢出{if(date_recf==1)//记录年-月-日（格式：'z'+年+月+日）为十制数值{date_recf=0;//清除记录日期标志write_isp(WDTP,'z');//日期起始标志write_isp(WDTP,date[0]);write_isp(WDTP,date[1]);write_isp(WDTP,date[2]);//记录年、月、日}/***********记录时间************/write_isp(WDTP,time[0]);write_isp(WDTP,time[1]);//记录时分/***********记录温度************/write_isp(WDTP,avtemp/100);write_isp(WDTP,avtemp%100);/**********记录加一*********/datcount++;/**********写回数据指针****************/WDTPT=WDTP;if(FDTP==512){del_isp(0);//清空记录表FDTP=0;}write_isp(FDTP,WDTPT/256);write_isp(WDTP,WDTPT%256);write_isp(WDTP,datcount/256);write_isp(WDTP,datcount%256);FDTP=WDTP;WDTP=WDTPT;//交互完成}if(overflag==1)//如果数据溢出{display(l1,"Error!",1);display(l2,"Data Overflow!",1);autobac_tim=0;while(autobac_tim!=3);display(l2," ",1);}}}void data_run() //查看记录模式{uchar i=0;bit bacf=0;uint cou_t=0;//计数缓存变量uchar temp=0;//临时数据缓存uint cd=0;//进度条统计数据autobac_tim=0;while(bacf==0){if(autobac_tim>10)bacf=1;display(l1,"Ready for Export",1);display(l2,"D-Date T-Temp L!",1);if(RI==1){autobac_tim=0;RI=0;ser_rec=SBUF;switch(ser_rec){case 'L': //格式化display(l1,"Format?",1);display(l2," Y-Yes N-No",1);while(1){if(RI==1) {RI=0;ser_rec=SBUF;autobac_tim=0;}if(ser_rec=='Y')//确定格式化{display(l1,"Formatting...",1);display(l2," ",1);eeprom_format();display(l1,"Format Successed",1);longdelay(3);break;}if(ser_rec=='N') break;if(autobac_tim>10)break;}autobac_tim=0;break;case 'D'://输出日期时间display(l1,"Exporting Date..",1);display(l2," ",1);RDTP=512;//将读指针放到首位cou_t=datcount;cd=0;while(cou_t!=0){if(RI==1) RI=0;if(SBUF=='B'){display(l1,"Export stopped",1);cd=0;longdelay(3);break;}temp=read_isp(RDTP);// 预读判断RDTP--;if(temp=='z'){RDTP++;prf_date();//输出年月日}prf_time(); //输出时间RDTP=RDTP+2;cou_t--;cd++;progs(cd,datcount);}if(datcount==0){display(l1,"No Data!",1);longdelay(3);}autobac_tim=0;break;case 'T'://温度输出display(l1,"Exporting Temp..",1);display(l2," ",1);RDTP=516;//将读指针放到首位cd=0;cou_t=datcount;while(cou_t!=0){if(RI==1) RI=0;if(SBUF=='B'){display(l1,"Export stopped",1);cd=0;longdelay(3);break;}temp=read_isp(RDTP);// 预读判断RDTP--;if(temp=='z'){RDTP=RDTP+6;}else{RDTP=RDTP+2;}prf_temp();cou_t--;cd++;progs(cd,datcount);}if(datcount==0){display(l1,"No Data!",1);longdelay(3);}autobac_tim=0;break;case 'B':bacf=1;break;}ser_rec=0;}}mode=tempmode; display(l2," ",1);}void adj_settings() //设置模式{uchar i=0;//Counterbit endadj=0;//调整完毕标志uchar ser_temp=0;//接收缓存write_cmd(0x01);//清屏times[5]=':';//恢复数点display(l1,"Set time- ",1);display(l1+11,"hour",0);display(l2+11,"[ ]",0);display(l2+1,times,0);display(l2+12,recfrqs,0);write_cmd(0xC1+i);write_cmd(0x0f);//显示闪烁光标autobac_tim=0;//初始化自动返回时间常数while(!endadj){if(RI==1) //接收到数据{RI=0;autobac_tim=0;//自动返回清零ser_temp=SBUF;if((ser_temp>47)&&(ser_temp<58))//进行数值判断{if(i<8)times[i]=ser_temp;if(i>8&&i<14)recfrqs[i-11]=ser_temp;if(i>=14)dates[i-13]=ser_temp;i++;}if(ser_temp=='F') i++;//往前一步if(ser_temp=='B') endadj=1;//退出调整switch(i) //显示处理{case 2:i++;display(l1+11,"min ",0);break;case 5:i++;display(l1+11,"sec ",0);break;case 8:i=i+3;display(l1+11,"frq ",0);break;case 14:i++;display(l1+4,"date year ",0);display(l2," ",1);break;case 17:i++;display(l1+11,"moun",0);break;case 20:i++;display(l1+11,"day ",0);break;case 23:endadj=1;break;}if(i<14){display(l2+1,times,0);display(l2+12,recfrqs,0);write_cmd(0xC1+i);}else{display(l2+3,dates,0);write_cmd(0xC1+i-11);}}if(endadj==1)//写回参数{time[0]=(times[0]-48)*10+times[1]-48;time[1]=(times[3]-48)*10+times[4]-48;time[2]=(times[6]-48)*10+times[7]-48;recfrq=(recfrqs[0]-48)*100+(recfrqs[1]-48)*10+recfrqs[2]-48;date[0]=(dates[2]-48)*10+dates[3]-48;date[1]=(dates[5]-48)*10+dates[6]-48;date[2]=(dates[8]-48)*10+dates[9]-48;}if(autobac_tim>10)endadj=1;}display(l2," ",1);write_cmd(0x0c);//正常显示}void main(){init();while(1){switch(mode){case 1:normal_run();break;case 2:recding_run();break;case 3:data_run();break;}if(RI==1){RI=0;ser_rec=SBUF;switch(ser_rec)case 'A':adj_settings();break;case 'R':mode=2;break;case 'N':mode=1;break;case 'H':tempmode=mode;mode=3;break;case 'D':ser_sents(dates);break;case 'T':times[5]=':';ser_sents(times);break;case 'W':ser_sents(avtemps);break;case 'C':ser_sents(datcounts);break;case 'F':ser_sents(recfrqs);break;}ser_rec=0;}}}void miao() interrupt 1 //秒产生中断{TH0=(65535-9200)/256;TL0=(65535-9200)%256;mss++;if(mss==100){mss=0;time[2]++;autobac_tim++;}if(autobac_tim==255)autobac_tim=244;//保持溢出if(time[2]>=60){time[2]=0;time[1]++;incmin++;}if(time[1]>=60){time[1]=0;time[0]++;}if(time[0]>=24){time[0]=0;dayincf=1;//天自增标志置位date_recf=1;//日期需要记录}/*将返回时间[时分秒*/}②、system.h/******系统I/O******//*****LCD I/O*******/sbit RS=P1^2;sbit LCDEN=P1^1;/*****DS18B20*******/sbit DS=P1^0;#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code num[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};/********时间相关变量************/uchar time[]={23,28,00};//时分秒（10进制数）uchar times[]="15:37:00";//时分秒（ASCII码）uchar mss=0;uchar date[]={11,11,11};//年月日（10进制数）uchar dates[]="2011-10-29";//年月日（ASCII码）bit dayincf=0;bit date_recf=0;//日期记录标志/***********记录频率变量*******************/ uchar recfrq=2; //记录频率（10进制数）uchar recfrqs[]="001"; //记录频率（ASCII码）uint datcount=0;//记录总数uchar datcounts[]="0000";/**************串口接收变量****************/ uchar ser_rec;/*************温度相关变量****************/ uint avtemp=0;uchar avtemps[]="00.0";void delay(uchar z){uchar x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void longdelay(uchar z){for(z;z>0;z--)delay(255);}void ser_sent(uchar sendata) //串口发送单字节{SBUF=sendata;while(TI!=1);TI=0;delay(1);}void ser_sents(uchar strings[]) //串口发送字符串{uchar i=0;while(strings[i]!='\0'){ser_sent(strings[i]);delay(20);i++;}ser_sent('\n');}void date_counter() //日期转变{uchar n;//月天数暂存uint year=2000+date[0];//将年转换为标准年if(dayincf==1){dayincf=0;switch(date[1])//根据月份制定月天数{case 1:n=31;break; case 2:if(year%4==0||year%400==0){n=29;} else {n=28;}break;case 3:n=31;break; case 4:n=30;break;case 5:n=31;break; case 6:n=30;break;case 7:n=31;break; case 8:n=31;break;case 9:n=30;break; case 10:n=31;break;case 11:n=30;break; case 12:n=31;break;}date[2]++;if(date[2]>n){date[2]=1;date[1]++;}if(date[1]>12){date[1]=1;date[0]++;}}}void sys_init() //系统初始化{EA=1;TMOD=0x21;TR1=1;REN=1;SM0=0;SM1=1;TH1=0xfA;TL1=0xfA;ET0=1;//允许定时器中断0TH0=(65535-9200)/256;TL0=(65535-9200)%256;// 定时器中断0初值TR0=1;//开中断（秒）ES=0;}void recfrq2recfrqs() //10进制记录频率转字符串{recfrqs[0]=num[recfrq/100];recfrqs[1]=num[recfrq%100/10];recfrqs[2]=num[recfrq%100%10];datcounts[0]=num[datcount/1000];datcounts[1]=num[datcount%1000/100];datcounts[2]=num[datcount%1000%100/10];datcounts[3]=num[datcount%1000%100%10];}void time2times()//10进制时间转字符串{times[0]=num[time[0]/10];times[1]=num[time[0]%10];times[3]=num[time[1]/10];times[4]=num[time[1]%10];if(mss<50) times[5]=':';else times[5]=' ';times[6]=num[time[2]/10];times[7]=num[time[2]%10];}void date2dates()//10进制日期转字符串{dates[2]=num[date[0]/10];dates[3]=num[date[0]%10];dates[5]=num[date[1]/10];dates[6]=num[date[1]%10];dates[8]=num[date[2]/10];dates[9]=num[date[2]%10];}void avtemp2avtemps()//10进制温度转字符串{avtemps[0]=num[avtemp/100];avtemps[1]=num[avtemp%100/10];avtemps[3]=num[avtemp%100%10];}③、LED1602.H#define l1 0x80#define l2 0xc0void write_cmd(uchar con){LCDEN=0;RS=0;P2=con;delay(2);LCDEN=1;delay(2);LCDEN=0;}void write_lcddata(uchar dat){LCDEN=0;RS=1;P2=dat;delay(2);LCDEN=1;delay(2);LCDEN=0;}void display(uchar line,uchar ttb[],bit sign) {uchar i=0;write_cmd(line);//第一行数据起始位while(ttb[i]!='\0'){write_lcddata(ttb[i]);i++;}if(sign==1)//覆盖所有空白{for(i;i<16;i++)write_lcddata(' ');}}void lcd_init(){LCDEN=0;write_cmd(0x38);//置功能write_cmd(0x0c);//显示开启write_cmd(0x06);//显示光标移动设置06右移04左移write_cmd(0x01);//清屏}三．硬件模块设计及原理图设计1.复位电路常见的上电复位和按键复位电路有上电复位、按键脉冲复位、按键电平复位。
