使用LCD1602显示温度或切换显示时间

项目名称：测温过温报警系统及时钟系统

    此系统主要由AT89C51、DS18B20温度模块、LCD1602、喇叭组成。大致的原理是DS18B20温度采集到的数据传送给AT89C51的P3.4，最后通过LCD1602显示当前的实时温度，根据中断按键判断显示时间还是温度。

复习使用

（1） DS18B20简介

1.传感器参数：

（1）测温范围为-55℃到+125℃，在-10℃到+85℃范围内误差为±0.4°。

（2）返回16位二进制温度数值。

（3）主机和从机通信使用单总线，即使用单线进行数据的发送和接收。

（4）在使用中不需要任何外围元件，独立芯片即可完成工作。

（5）掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ，通过配置寄存器可以设定数字转换精度和报警温度，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。

（6）每个DS18B20都有独立唯一的64位-ID，此特性决定了它可以将任意多的DS18b20挂载到一根总线上，通过ROM搜索读取相应DS18B20的温度值。

（7）宽电压供电，电压2.5V~5.5V

2.DS18B20内部结构：

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。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码(CRC=X^8+X^5+X^4+1)。 ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

3.DS18B20内部构成：

高速暂存存储器由9个字节组成，当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制;当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。

4.DS18B20 单线通信：

DS18B20 单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，如果出现序列混乱， 1-WIRE 器件将不响应主机，因此读写时序很重要。系统对 DS18B20 的各种操作必须按协议进行。

1. LCD1602简介

    1.引脚功能：

·引脚1：VSS为地电源。

·引脚2：VDD接5V正电源。

·引脚3：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”现象，使用时可以通过一个10kQ的电位器调整其对比度。

·引脚4：RS为寄存器选择脚，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

·引脚5：R/W为读/写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或显示地址；当RS为低电平，R/W为高电平时，可以读忙信号；当RS为高电平，R/W为低电平时，可以写入数据。

·引脚6：E端为使能端，当E端由高电平跳变为低电平时，液晶模块执行命令。

·引脚7~14：D0~D7为8位双向数据线。

·引脚15：背光源正极。

·引脚16：背光源负极。

2.LCD1602的基本操作

①读状态：RS=0，RW=1，E=高脉冲。输出：D0~D7为状态字。

②读数据：RS=1，RW=1，E=高脉冲。输出：D0~D7为数据。

③写指令：RS=0，RW=0，E=高脉冲。输出：无

④写数据：RS=1，RW=0，E=高脉冲。输出：无。

  3、指令说明

显示模式设置

显示开/关光标设置

    此次实践中主要查询的是这两个元件，通过了解其原理与工作方式，实现所需功能。其次是查询中断及定时器使用，不在赘述。

   

1. 功能简介

   本系统基本功能为测温过温警报及时间显示，按键P1.0、P1.1控制设定温度的加减，P1.2控制是否报警。按键P3.3按下为进入中断，此时系统切换显示此刻时间，时间初始值需人为设定。

3、调试过程中遇到的问题

（1）初次使用LCD1602时，编写程序发现液晶屏上显示不了

解决方案：LCD1602显示字符，需将显示数字改为字符串形式。

（2）DS18B20初始化一直失败

解决方案：DS18B20时序性非常严格，需准确定时，故单独为此元件设定了延时函数。

1. DS18B20温度转换出现问题，零上温度小数均可正常显示而零下小数为乱码       暂未解决
2. 切换时间显示和温度显示时LCD1602出现重影和乱码现象

解决方案：每次调用时间或温度显示时先清屏，但只能调用一次，一直调用会出现闪烁重影现象，故需加上标志位，每次调用函数时标志位为1，执行一次后标志位置0，标志位为1时执行清屏动作，并且将另一个显示函数的标志位置1，如此便可使每次调用函数时都能使清屏动作执行一次。

protues仿真图：

 

温度显示：

 

时间显示：

 

附上代码：

#include   
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define LCD P2
sbit E=P3^0;				//LCD使能端口定义 
sbit RW=P3^1;				//LCD读写使能端口定义
sbit RS=P3^2;				//LCD数据/命令选择方式端口定义
sbit bflag=P2^7;			//LCD忙指示端口，高电平为忙
sbit DQ	 = P3^4; //DS18B20引脚
sbit P10=P1^0;					 //温度加一
sbit P11=P1^1;					 //温度减一
sbit P12=P1^2;					 //报警
sbit P13=P1^3;					 //喇叭
sbit TW=P3^3;					 //显示时间还是温度
uint readtemp=0;				   //读取温度
uint settemp=25;					//设定温度
uchar i=0;						
uchar miao=50;						 //时间显示
uchar fen=59;
uchar shi=23;
uchar str[]={"0123456789"};		   //驱动数组
uchar str1[]={"Temp:"};				  //读取温度
uchar str3[]={"Set:"};				  //设定温度
uchar str4[]={"Time:"};				  //时间
uint xtemp;							   //装载小数
int flag=1;							   //温度清屏标志
int balg=1;							   //时间清屏标志位
void delay_18b20(uint i)					 //DS18B20专用延时
{
   for(;i>0;i--);
}

void delay(uint x)
{
   uint i,j;
   for(i=0;i>1;	  //右移一位
		DQ = 1; //释放总线
		if(DQ)
		
			dat = dat|0x80;
			delay_18b20(4);
	}
	return dat;
}
void WriteOneChar(unsigned char dat)			 //写字节
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ= 0; //拉低电平
		DQ = dat&0x01;
		if(DQ)
		{
		   delay_18b20(1);DQ=1;}
		 else { delay_18b20(5);DQ=1;}
         dat = dat>>1;
	}		
}
uchar ReadTemperature(void)
{
	unsigned char a=0,b=0;
	uchar temp=0;
	InitDs18b20();	//初始化DS18B20
	WriteOneChar(0xcc); //跳过ROM
	WriteOneChar(0x44); //启动温度转换指令
	delay_18b20(100);
	InitDs18b20(); //每一次写命令都需要初始化
	WriteOneChar(0xcc); //跳过ROM
	WriteOneChar(0xbe); //读暂存器内容
	a=ReadOneChar();	 //获取温度的第一个字节         a存低字节
	b=ReadOneChar();     //获取温度的第二个字节			b存高字节			  00000 111    1111 0000 
	temp=b<<4|a>>4;       //  获取温度整数值
	xtemp=a&0x0f;			   //获取小数
	return (temp);
}
 void display()										  //正温度显示
 {
    uint temp0=0,temp1=0,temp2=0,temp3=0,i=0;
	temp0=readtemp/100;
	temp1=(readtemp%100)/10;
	temp2=readtemp%10;
	temp3=xtemp*625/1000;
	writecom(0x80);
	delay(5);
	while(str1[i]!='\0')
	{
	   writedat(str1[i]);
	   i++;
	}
	writecom(0x80+7);		//定义地址
	delay(1);
	writedat(str[temp0]);		 //百位
	delay(1);
	writedat(str[temp1]);		  //十位
	delay(1);
	writedat(str[temp2]);		   //个位
	delay(1);
	writedat('.');
	delay(1);
	writedat(str[temp3]);				   //小数
	delay(1);
	writedat(0xdf);
	delay(1);
	writedat('c');
	delay(1);
}
void displayfu()										//负温度显示
{
   uint temp0=0,temp1=0,temp2=0,temp3=0,i=0;
	temp0=readtemp/100;
	temp1=(readtemp/10)%10;
	temp2=readtemp%10;
/*	xtemp=~xtemp;
	xtemp=xtemp&0x0f;
	xtemp=xtemp+1;
	temp3=xtemp*625/1000;
*/
	writecom(0x80);
	delay(1);
	while(str1[i]!='\0')
	{
	   writedat(str1[i]);
	   i++;
	}
	writecom(0x80+7);
	delay(1);
	writedat('-');
	writecom(0x80+8);
	delay(1);
	writedat(str[temp0]);
	delay(1);
	writedat(str[temp1]);
	delay(1);
	writedat(str[temp2]);
	delay(1);
	writedat('.');
	delay(1);
	writedat(str[temp3]);
	delay(1);
	writedat(0xdf);
	delay(1);
	writedat('c');
	delay(1);
}
void display0()												 //0 时
{
    uint temp0=0,temp1=0,temp2=0,temp3=0,i=0;
	temp0=readtemp/100;
	temp1=(readtemp%100)/10;
	temp2=readtemp%10;
	temp3=xtemp*625/1000;
	writecom(0x80);
	delay(1);
	while(str1[i]!='\0')
	{
	   writedat(str1[i]);
	   i++;
	}
	writecom(0x80+7);
	delay(1);
	writedat(str[temp0]);
	delay(1);
	writedat(str[temp1]);
	delay(1);
	writedat(str[temp2]);
	delay(1);
	writedat('.');
	delay(1);
	writedat(str[temp3]);
	delay(1);
	writedat(0xdf);
	delay(1);
	writedat('c');
	delay(1);
}
void wenkong()
{
    if(P10==0)				 //温控加一
	{
	   	settemp=settemp+1;
		while(P10==0);			//检测按键是否弹起
		  
	}
	if(P11==0)			  //温控减一
	{
	    settemp=settemp-1;
		while(P11==0);		//检测按键是否弹起
	}
}
void displayset()										//显示设定的温度
{
    uint temp0=0,temp1=0,temp2=0,i=0;
	temp0=settemp/100;
	temp1=(settemp%100)/10;
	temp2=settemp%10;
	writecom(0x80+0x40);
    while(str1[i]!='\0')
	{
	   writedat(str3[i]);
	   i++;
	}
	writecom(0x80+0x40+7);
	delay(1);
	writedat(str[temp0]);
	delay(1);
	writedat(str[temp1]);
	delay(1);
	writedat(str[temp2]);
	delay(1);
	writedat('.');
	delay(1);
	writedat('0');
	delay(1);
	writedat(0xdf);
	delay(1);
	writedat('c');
	delay(1);
}
void delay500()
{
	unsigned char  i;
	for(i=250;i>0;i--);
	
}
void displaymusic()								 //报警程序
{
    uchar readtemp1;
    uchar count;
    if(P12==0)
	{
	   readtemp1=readtemp;
	   if(readtemp>settemp)
		{
			for(count=200;count>0;count--)
			{
				P13=~P13;
				delay500();
			}
			for(count =200;count>0;count--)
			{	
				P13=~P13;
				delay500();
				delay500();
			}
		}
	}

}

void findisplay()										   //温度显示整合
{
    displayset();
	  wenkong();
	  displaymusic();
      if(ReadTemperature()==0)
	  {
	     writecom(0x01);
		 readtemp=0;
		 display0();
	  }
	  if(ReadTemperature()<128)
	  {
	     readtemp=ReadTemperature();
		 display();
	  }
	  else
	  {
	     char a=0;
		 a=ReadTemperature();
		 readtemp=~a+1;
		 displayfu();
	  }
}
void timedisplay()
{	uint i=0;
    writecom(0x80);					 //第一行显示time：
    while(str4[i]!='\0')
	{
	   writedat(str4[i]);
	   i++;
	}
	writecom(0x80+0x40+4);		   //第二行显示 时间  00:00:00
	writedat(str[shi/10]);		   //小时数
	writedat(str[shi%10]);
	writedat(':');
	writedat(str[fen/10]);			//分钟数
	writedat(str[fen%10]);
	writedat(':');
	writedat(str[miao/10]);			 //秒数
	writedat(str[miao%10]);
}

   
void timer0() interrupt 1				 //定时50ms	  0.05s
{
    char i;
     i++;
   TH1=(65536-50000)/256;
   TL1=(65536-50000)%256;
   if(i==20)
   {
     i=0;
     miao++;
   }
   if(miao==60)
   {
     miao=0;
	 fen++;
   }
   if(fen==60)
   {
     fen=0;
     shi++;
   }
   if(shi==24)
   {
     shi=0;
   }
}

void int1() interrupt 2
{
    if(balg==1)							   //清屏标志
	{
	writecom(0x01);
	balg=0;
	}
   timedisplay();
   flag=1;								//方便下次温度显示清屏
}  
void main()
{
   TMOD=0x01;
   TL0=(65536-50000)%256 ;  //定义50ms
   TH0=(65536-50000)/256 ;
   IE=0X86;			 //启用 TF0  INT1
   TR0=1;
   initlcd();
   while(1)

   {
        balg=1;									//中断清屏准备
        if(flag==1)
		{
		 writecom(0x01);
		 flag=0;
		}
	    findisplay();
   }
}