使用LCD1602显示温度或切换显示时间

article/2025/9/30 15:05:23

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 <reg52.h>  
#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<x;i++){for(j=0;j<120;j++);}
}
void check_busy(void)  //检查忙标志位函数
{uchar dt;do{dt=0xff;E=0;RS=0;RW=1;   //只有RS=0,RW=1,E=1时才能读忙标志位E=1;dt=P2;     //P0口的状态送入dt中}while(dt&0x80);     //如果忙标志位BF=1，继续循环检测，等待BF=0E=0;    //BF=0,结束检测
}
void writedat(unsigned char dat)	 //函数功能：写数据函数 
{check_busy();RS=1;		//当RS=1，RW=0时，表明写入的是数据RW=0;E=0;P2=dat;delay(5);		//当使能由高到低时，LCD执行相应命令E=1;E=0;
}
void writecom(unsigned char com)	 //函数功能：写指令函数 
{check_busy();RS=0;		//当RS=0，RW=0时，表明写入的是命令RW=0;E=0;P2=com;		//当使能由高到低时，LCD执行相应命令delay(5);E=1;E=0;
}
void initlcd()			 //函数功能:设置LCD_1602的开显示 光标不闪烁等的功能 
{writecom(0x38);			//指令6，8位数据总线，双行显示，每位采用5*7点阵  指令6writecom(0x08);			//指令4，关显示，关光标，无闪烁                  指令4writecom(0x06);			//指令3，光标自动右移，文字不移动                指令3writecom(0x01);			//指令1，清显示                                  指令1writecom(0x0c);			//指令4，开显示                                  指令4
}
void InitDs18b20(void)			  //初始化
{uchar x=0;DQ=1;delay_18b20(8);DQ = 0;    delay_18b20(80);    DQ=1;delay_18b20(14);x=DQ;delay_18b20(20);
}
unsigned char ReadOneChar(void)					 //读字节
{unsigned char i=0;unsigned char dat = 0; //接收数据for(i=0;i<8;i++){DQ= 0;dat=dat>>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DS18B20WriteOneChar(0xcc); //跳过ROMWriteOneChar(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ROMWriteOneChar(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  00:00:00writedat(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50msTH0=(65536-50000)/256 ;IE=0X86;			 //启用 TF0  INT1TR0=1;initlcd();while(1){balg=1;									//中断清屏准备if(flag==1){writecom(0x01);flag=0;}findisplay();}
}


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