DS18B20温度传感器蜂鸣器实验剖析.docx
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DS18B20温度传感器蜂鸣器实验剖析
学年论文
（课程论文、课程设计）
题目：
DS18B20温度传感器,蜂鸣器实验
姓名
学号：
所在学院：
专业年级：
2015年9月21日
2.1DS18B20传感器介绍
2.2数码管显示数字的基本原理
2.3电路的连接方法
3.2系统功能图
3.3电路的连接方法
1.绪论
1.1本论文的背景
随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便是不可否定的，各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒适。
数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。
其中数字温度计就是一个典型的例子。
数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温精确、功能多样话等优点。
其主要用于对测温要求准确度比较高的场所，或科研实验室使用，该设计使用STC89C52单片机作控制器，数字温度传感器DS18B20测量温度，单片机接受传感器输出，经处理用LED数码管实现温度值显示。
1.2关于AT89C52单片机基本概念
1）、何谓单片机一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：
CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：
串行口、并行输出口等）。
在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。
2）、MCS51单片机和8051、8031、89C51等的关系我们平常老是讲8051，又有什么8031，现在又有89C51，它们之间究竟是什么关系?
MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。
1.3使用的软件介绍
单片机的程序设计需要在特定的编译器中进行。
编译器完成对程序的编译、连接等工作并且最终生成可执行文件（.hex文件）。
对单片机程序的开发，一般采用Keil公司的μVision系列的集成开发环境。
μVision开发工具当前的最高版本是μVision4，它支持汇编语言以及C51语言的程序设计。
本章主要介绍μVision4集成开发环境，以及如何运用Vision4集成开发环境进行单片机程序设计与仿真。
KeilμVision系列是非常优秀的编译器，受到广大单片机设计者的广泛使用。
其特点如下：
●☆支持汇编语言、C语言等多种单片机设计语言；
●☆可视化的文件管理，界面友好；
●☆支持丰富的产品线，除了51以及兼容的单片机内核外，还增加了对ARM核产品的支持；
●☆具有完备的编译连接工具；
●☆具备丰富的仿真调试功能，可以仿真并口、串口、定时/计数器、中断、D/A和A/D资源；
●☆内嵌RTX-51实时多任务操作系统；
●☆支持在一个工作空间中进行多项目的程序设计；
●☆支持多极代码优化
1.4本论文的主要内容
基于单片机的DS18B20数字温度计设计。
单片机蜂鸣器设计。
更理解单片机怎样设计电路，理解单片机怎样用，为毕业设计建立了一个基础。
2基于单片机的DS18B20温度传感器用数码管显示温度
2.1DS18B20传感器介绍
～独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信
～简单的多点分布应用
～无需外部器件
～可通过数据线供电
～测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增
～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℃
～应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统
～负压特性：
电源极性接反时，传感器不会因发热而烧毁，但不能正常工作
２.2.DS18B20外形及引脚说明
图3DS18B20外形及引脚
GND：
地
DQ：
单线运用的数据输入/输出引脚
VD：
可选的电源引脚
2.2数码管显示数字的工作原理介绍
数码管是一种常用数字显示原件，其内部是由多个并联的Led灯构成。
按照连接led的公共端的不同可以分为：
共阴极数码管、共阳极数码管两种。
数码管按照顺序依次排列，有数学里个位、十位、百位、千位……，对应与每一位数码管就有数码管的为选概念，共阳极数码管高电平选通，共阴极数码管低电平选通；对于单个的数码管每一个笔划，国际上有统一的规范，按顺时针顺序排列：
a、b、c、d、e、f、g、h是数码管的段信号。
由此差别就晓得数码管的单片机控制方法了。
图4.13数码管示意图
首先使用Proteus绘制数码管显示电路，先添加数码管原件，此处绘制电路选用共阴极数码管。
单机键盘P的快捷键调出原件对话框，输入7seg就可以看到：
6位的数码管单个数码管的形状如上图所示：
内部由8个LED灯构成，其中HGFEDCBA为段码，由高到低的顺序排列。
由于我们使用的是共阴数码管，把段码相应的位置2，同时把公共端（又称位选端）置0，相应的数码管发光。
如上显示数字“6”，这相应的段码为0x7d，即二进制01111101.共阴数码管段码显示0~F列举如下：
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,//0~4
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,//5~9
0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,//A~E
2.3电路的连接方法
VCC链接到单片机的VCC端口，把GND端口链接到ＧＮＤ端口，然后ＤＱ端口链接到单片机的Ｐ０.５端口。
然后把单片机是上面的Ｐ０口链接到数码管，按循序链接到别的。
2.4系统功能方框图
本方案设计的系统由单片机系统、温度传感器、数码管显示模块、其总体架构如下图：
单
片
机
测温电路
时钟、复位电路
显示电路
驱动电路
图1系统总体方框图
５系统的程序
DS18B20单片机测温度系统程序
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#defineSkipRom0xcc
#defineConvertTemperature0x44
#defineReadScratchpad0xbe
sbitDQ=P2^7;
unsignedintbuffer[6];
unsignedcharcodebuff[12]={0X3f,0X06,0X5b,0X4f,0X66,
0X6d,0X7d,0X07,0X7f,0X6f,0x40,0x00
};//数字0～9及"EP=OC"共阴数码管代码
//**************延时**********************
//函数名称：
voidOne_Wire_Delay（unsignedchardelay_time）
//函数功能：
延时
//函数参数：
delay_time
//*******************************************
voidOne_Wire_Delay（unsignedchardelay_time）
{
while（delay_time）delay_time--;//延时时间:
=（8+delay_time*6）us;
}
//*********初始化***************************
//函数名称：
voidinit_ds18b20（void）
//函数功能：
初始化DS18B20
//函数参数：
无
//*******************************************
voidinit_ds18b20（void）
{
DQ=0;//复位信号
One_Wire_Delay（50）;//延时600us
DQ=1;
One_Wire_Delay（4）;//延时30us
while（DQ==1）;
One_Wire_Delay（52）;//延时300us
DQ=1;
_nop_（）;
}
//***********写一个字节*************************
//函数名称：
voidwr_byte（unsignedintwdata）
//函数功能：
DS18B20写一个字节
//函数参数：
wdata
//*******************************************
voidwr_byte（unsignedintwdata）
{
unsignedintn;
for（n=0;n<8;n++）
{
DQ=0;
_nop_（）;
if（wdata&0x01==1）
DQ=1;
One_Wire_Delay（20）;//延时128us
wdata=wdata>>1;
DQ=1;
_nop_（）;
}
One_Wire_Delay（5）;//延时128us
}
//***************读一个字节*********************
//函数名称：
unsignedintrd_byte（void）
//函数功能：
DS18B20读一个字节
//函数参数：
wdata
//*******************************************
unsignedintrd_byte（void）
{
unsignedintm,bb=0;
bitb;
for（m=0;m<8;m++）
{
DQ=0;
_nop_（）;
DQ=1;
b=DQ;
One_Wire_Delay（12）;//延时70us
if（b）
bb|=0x01<DQ=1;
_nop_（）;
}
One_Wire_Delay（10）;//延时128us
return（bb）;
}
//***************读ds18b20*********************
//函数名称：
voidrd_ds18b20（void）
//函数功能：
读DS18B20
//函数参数：
无
//*******************************************
voidrd_ds18b20（void）
{
unsignedintmsb=0,lsb=0;
unsignedchart1=0;
unsignedintt2=0;
unsignedintflag_1;
init_ds18b20（）;
wr_byte（SkipRom）;
_nop_（）;
wr_byte（ConvertTemperature）;
One_Wire_Delay（5）;//延时40us
init_ds18b20（）;
wr_byte（SkipRom）;
wr_byte（ReadScratchpad）;//准备读温度数据
lsb=rd_byte（）;
msb=rd_byte（）;
//One_Wire_Delay（120）;//延时1ms
if（（msb&0xf0）>1）
flag_1=1;
elseflag_1=0;
if（flag_1）
{
msb=~msb;
lsb=~lsb+1;
}
t1=（msb<<4）|（lsb>>4）;//整数部分
t2=（lsb&0x0f）*0.0625*10000;
//if（flag）
//{
//t1=~t1;
//t2=~t2+1;
//}
//t2=t2*0.06*100;
if（flag_1）
{buffer[0]=10;}//负数
else{buffer[0]=11;}
buffer[1]=t1/100;
buffer[2]=（t1/10）%10;
buffer[3]=t1%10;
buffer[4]=t2/1000;
buffer[5]=（t2%1000）/100;
//buffer[6]=（t2%100）/10;
//buffer[7]=t2%10;
}
//************************************
//***************ds18b20显示*********************
//函数名称：
voiddisplay（void）
//函数功能：
DS18B20显示
//函数参数：
无
//*******************************************
voiddisplay（void）
{
unsignedintj,b=0xdf,k;
for（j=0;j<6;j++）
{
P1=b;
if（j==3）
{P0=buff[buffer[j]]|0x80;}
else
{P0=buff[buffer[j]];}
b=（b>>1）|0x80;
for（k=0;k<5;k++）
{
One_Wire_Delay（60）;//延时20us
}
}
}
voidmain（void）
{
while
（1）
{
rd_ds18b20（）;
display（）;
}
}
3单片机蜂鸣器实验
51单片机的一个I/O口控制speaker发声，演唱祝你平安歌曲。
主要器件以及电路图
单片机——AT89C51，蜂鸣器——speaker。
3.2系统功能图
蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。
S51增强型单片机实验板通过一个三极管C8550来放大驱动蜂鸣器，
52单片机
3.3电路的连接方法
原理图见下面图
GND链接到实验班上面的GND端口，VCC连接到板子上面的VCC端口，然后把DQ段连接的到P0.4口。
然后启动电路下载就可以了。
蜂鸣器电路
时钟，复位电路
单片机
蜂鸣器电路的喇叭出歌声
蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基级B经过限流电阻R1后由单片机的P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管T1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P3.7输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。
因此，我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。
程序中改变单片机P3.7引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。
另外，改变P3.7输出电平的高低电平占空比，则可以控制蜂鸣器的声音大小，这些我们都可以通过编程实验来验证。
#include
#defineucharunsignedchar
sbitbeep=P0^4;
uchartimer0h,timer0l,time;
codeucharsszymmh[]={6,2,3,5,2,1,3,2,2,1,3,2,6,2,1
5,2,1,6,2,4,3,2,2,5,2,1,6,2,1,5,2,2,3,2,2,1,2,1,6,1,1,5,2,1,3,2,1,2,2,4,2,2,3,3,2,1,
5,2,2,5,2,1,6,2,1,3,2,2,2,2,2,1,2,4,5,2,3,3,2,1,
2,2,1,1,2,1,6,1,1,1,2,1,5,1,6,0,0,0};
codeucharFREQH[]={0xf2,0xf3,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,
0xf9,0xf9,0xfa,0xfa,0xfb,0xfb,0xfc,0xfc,0xfc,0xfd,
0xfd,0xfd,0xfd,0xfe,0xfe,0xfe,0xfe,0xfe,0xfe,0xfe,0xff};
codeucharFREQL[]={0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6,
0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F,
0xEE,0x44,0x6B,0xB4,0xF4,0x2D,
0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16};
voiddelay（uchart）
{
uchart1;
unsignedlongt2;
for（t1=0;t1{
for（t2=0;t2<8000;t2++）;
}
TR0=0;
}
voidsong（）
{
TH0=timer0h;
TL0=timer0l;
TR0=1;
delay（time）;
}
voidmain（void）
{
uchark,i;
TMOD=1;
EA=1;ET0=1;
while
（1）
{
i=0;
while（i<100）
{
k=sszymmh[i]+7*sszymmh[i+1]-1;
timer0h=FREQH[k];
timer0l=FREQL[k];
time=sszymmh[i+2];
i=i+3;
song（）;
}
}
}
voidt0int（）interrupt1
{
TR0=0;
beep=!
beep;
TH0=timer0h;
TL0=timer0l;
TR0=1;
}
院
（部）
或
教
研
室
意
见
学院或教研室主任：
年月日
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