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1、河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要多路温度检测系统的设计摘 要随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用STC89C52单片机作为数据处理与控制单元，采用温度传感器PT100进行温度的采集把温度的物理量转化为电阻值。然后通过PT100温度变送器把PT100温度传感器的电阻值转化为0-5V的电压值 。然后通过PCF8591AD转化模块把变换后的电压值转化为数字量。最终传给单
2、片机系统。此设计有两个按键控制两路温度的显示切换。从而达到多路监测的目的。而且本次设计设有两个LED显示等分别表示正常温度和非正常温度两种形式。正常温度转化为非正常温度的临界值可由键盘设定来达到实际工作的要求。关键词:单片机，温度传感器，温度变送器，AD转化模块，I2C总线ABSTRACTWith the rapid development of modern information technology, temperature measurement and control system in industry, agriculture and peoples daily life pla
3、ys an increasingly important role in peoples daily life, it has a great impact, so the temperature of the control system design and research are very important. This design aims to study based on 51 single-chip temperature acquisition and control system design of the basic flow. This design adopts S
4、TC89C52 chip as the data processing and control unit, with the temperature sensor PT100 gathering the temperature physical quantity into a resistance value. Then through the PT100 temperature transmitter PT100 temperature sensor resistance value into a 0-5V voltage value. Then through PCF8591 AD con
5、version module to transform the voltage value is converted into digital quantity. Finally to the microcontroller system. This design has two buttons control the two temperature display toggle to achieve the purpose of multi-channel monitoring. And the design of a two LED display respectively express
6、ed in normal temperature and normal temperature two forms. Normal temperature into a normal temperature threshold may by the keyboard set up to achieve the demand of practical work.Key words: single chip, temperature sensor, temperature transmitter, AD conversion module, InterIntegrated Circuit76河南城
7、建学院本科毕业设计（论文）目录目录1 引言31.1 课题研究的背景31.2 课题研究的目的和意义31.3 本文主要研究内容22 硬件电路的设计32.1 系统设计的框架32.2 单片机的选型32.2.1 STC89C52单片机的简介32.2.2 STC89C52单片机时序32.2.3 STC89C52单片机引脚介绍32.3 PCF8591AD转化模块32.4 PT100温度变送器32.5 PT100温度传感器32.5.1 设计原理32.5.2 应用范围32.5.3 分度表32.5.4 PT100温度传感器三根芯线的接法：32.6 LCD1602显示器32.7 LED 指示灯电路32.8 按键电路
8、32.9 晶振电路33 系统软件设计33.1 I2C总线设计33.1.1 I2C总线特征33.1.2 I2C总线术语33.1.3 I2C总线位传输33.1.4 数据的有效性33.1.5 起始和停止条件33.1.6 I2C总线数据传输33.2总流程图3结论3参考文献3致谢3附录A：系统原理图3附录B：系统相关程序3河南城建学院本科毕业设计（论文）引言1 引言1.1 课题研究的背景工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制系统正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，它主要研究如何将计算机技术、通过信息技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。随着微机测量
9、和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本设计就是基于单片机STC89C52温度监测系统的设计。温度监测系统应用的范围非常广，消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备之过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械等设备温度过热检测都有用到。温度监测系统首先要提到温度的采集。温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技
10、发展的一个必然趋势。 由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温传感器就会相应产生。本设计采用的PT100温度传感器以广泛用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备中具有使用寿命长，精度高，稳定性强等特点。1.2 课题研究的目的和意义随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要。本文采用单片机STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。单片机STC89C52 能够根据PT100温度传感器经处理后的温度信息在LCD1602上实时显示，并通过LED灯显示工作是否正常的状态。而且可以通过键盘控制不同支路的显示。从而达到实时监测多条支路的温度的目的。通过该
11、毕业设计使我对微型计算机控制系统有一个全面的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，进一步锻炼同我在微型计算机应用方面的实际工作能力。本次设计才用的PT100温度传感器在当前生活中应用普遍。而且在此次设计中此设计所采用的I2C总线技术是一种串行通讯技术具有使用硬件少，效率高等特点。因此本设计方便在工业中大量使用。1.3 本文主要研究的内容熟悉本科阶段所学课程，如单片机原理与应用、检测技术、智能仪表等。设计出合适的检测系统，包括户机的硬件和软件设计。设计系统应能检测到多个用户以及多条支路的温度，满足工作人员的要求，提高自动化程度。写出设计任务书。河南城建学院本
12、科毕业设计（论文）硬件电路设计2 硬件电路的设计2.1 系统设计的框架PT100温度传感器PT100温度变送器PCF8951A/D转换模块STC89C52单片机LCD显示LED灯显示键盘控制图2.1系统设计框架 本设计为两路温度巡回监测系统。温度通过PT100温度传感器把物理温度量转化为电阻。PT100温度传感器和PT100温度变送器相连通过，通过温度变送器输出0-5V的电压。PT100温度变送器和A/D转换模块PCF8951相连，通过PC8951输出数字量传入STC89C52单片机进行数据的处理。通过LCD显示器来显示实时温度。通过LED灯来显示温度值是否正常。通过键盘来完成温度路数的选择和
13、参照温度的设定工作。2.2 单片机的选型本课题设计的温度控制系统主控制芯片选型为STC89C52单片机，下面对此单片机做些介绍。 2.2.1 STC89C52单片机的简介 目前，51系列单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。STC89C52单片机是深圳宏晶科技有限公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。每一个单片机包括：一个8位的微型处理器CPU；一个512字节的片内数据存储器RAM；4K片内程序存储器；四个8位并行的I/O接口P0-P3，
14、每个接口既可以输入，也可以输出；两个定时器/记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART的串行I/O口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率是12MHZ。以上各个部分通过内部总线相连接。2.2.2 STC89C52单片机时序STC89C52单片机的一个机器周期由6个状态(s1s6)组成，每个状态又持续2个震荡周期，分为P1和P2两个节拍。这样，一个机器周期由12个振荡周期组成。若采用12MHz的晶体振荡器，则每个机器周期为1us，每个状态周期为16us；在一数情况下，算术和逻辑操作发生在N期间，而内部寄存器到寄存器的传输发生在P2期间。对于单周期指令
15、，当指令操作码读人指令寄存器时，使从S1 P2开始执行指令。如果是双字节指令，则在同一机器周期的s4读人第二字节。若为单字节指令，则在51期间仍进行读，但所读入的字节操作码被忽略，且程序计数据也不加1。在加结束时完成指令操作。多数STC89C52指令周期为12个机器周期，只有乘法和除法指令需要两个以上机器周期的指令，它们需4个机器周期。 对于双字节单机器指令，通常是在一个机器周期内从程序存储器中读人两个字节，但Movx指令例外，Movx指令是访问外部数据存储器的单字节双机器周期指令，在执行Movx指令期间，外部数据存储器被访问且被选通时跳过两次取指操作。2.2.3 STC89C52单片机引脚介
16、绍 图2.2 STC89C52单片机引脚图STC89C52单片机的40个引脚中有2个专用于主电源引脚，2个外接晶振的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。下面按引脚功能分为4个部分叙述个引脚的功能。电源引脚Vcc和VssVcc（40脚）：接+5V电源正端。Vss（20脚）：接+5V电源地端。外接晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（19脚）：接外部石英晶体的一端。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚接地；对于CHOMS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。
17、在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。对于CHMOS芯片，该引脚悬空不接。控制信号或与其它电源复用引脚 控制信号或与其它电源复用引脚有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4种形式。1）RST/VPD（9脚）：RST即为RESET，VPD为备用电源，所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作，使单片机复位到初始状态。当VCC发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该引脚可接上备用电源VPD（+5V）为内部RAM供电，以保证RA
18、M中的数据不丢失。2）ALE/ P （30脚）：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存信号）以每机器周期两次的信号输出，用于锁存出现在P0口的低位。3）PSEN(29脚):片外程序存储器读选通输出端，低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期PESN两次有效，以通过数据总线口读回指令或常数。当访问外部数据存储器期间，PESN信号将不出现。4）EA/Vpp（31脚）：EA为访问外部程序储器控制信号，低电平有效。当EA端保持高电平时，单片机访问片内程序存储器4KB（MS52子系列为8KB）。若超出该范围时，自动转去执行外部程序存储器的程序。当EA端保持低电平时，无论片内有无程
19、序存储器，均只访问外部程序存储器。对于片内含有EPROM的单片机，在EPROM编程期间，该引脚用于接21V的编程电源Vpp。 输入/输出（I/O）引脚P0口、P1口、P2口及P3口1)P0口（39脚22脚）：P0.0P0.7统称为P0口。当不接外部存储器与不扩展I/O接口时，它可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O口时，P0口为地址/数据分时复用口。它分时提供8位双向数据总线。对于片内含有EPROM的单片机，当EPROM编程时，从P0口输入指令字节，而当检验程序时，则输出指令字节。2)P1口（1脚8脚）：P1.0P1.7统称为P1口，可作为准双向I/O接口使用。对于M
20、CS52子系列单片机，P1.0和P1.1还有第2功能：P1.0口用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。对于EPROM编程和进行程序校验时，P0口接收输入的低8位地址。3)P2口（21脚28脚）：P2.0P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256个字节时，P2口用于高8位地址总线送出高8位地址。对于EPROM编程和进行程序校验时，P2口接收输入的8位地址。4)P3口（10脚17脚）：P3.0P3.7统称为P3口。它为双功能口，可以作为一般的准双向I/O接口，也可以将每1位用于第2
21、功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第1功能的输入输出或第2功能。P3口的第2功能见下表表2.1 STC89C52 P3引脚表引脚第2功能P3.0RXD（串行口输入端）P3.1TXD（串行口输出端）P3.2INT0（外部中断0请求输入端，低电平有效）P3.3INT1（外部中断1请求输入端，低电平有效）P3.4T0（定时器/计数器0计数脉冲端）P3.5T1（定时器/计数器1计数脉冲端）P3.6WR（外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效）P3.7RD（外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效）综上所述，MCS51系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点：a.单片机功能多，引脚数少，因而许
22、多引脚具有第2功能；b.单片机对外呈3总线形式，由P2、P0口组成16位地址总线；由P0口分时复用作为数据总线。1789102.3 PCF8591AD转化模块PCF8591 AD/DA芯片介绍 PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I2C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。PCF8591 主要
23、性能指标： 单电源供电 PCF8591的操作电压范围2.5V-6V 低待机电流 通过I2C总线串行输入/输出 PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址 PCF8591的采样率由I2C总线速率决定 4个模拟输入可编程为单端型或差分输入 自动增量频道选择 PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD PCF8591内置跟踪保持电路 8-bit逐次逼近A/D转换器 通过1路模拟输出实现DAC增益模块功能描述 1）模块芯片采用PCF8591 2）模块支持外部4路电压输入采集（电压输入范围0-5v） 3）模块集成光敏电阻，可以通过AD采集环境光强精确数值 4）模块集成热敏电阻，可以通过AD采集环境温度精确
24、数值 5）模块集成1路0-5V电压输入采集（通过蓝色电位器调节输入电压） 6）模块带电源指示灯（对模块供电后指示灯会亮） 7）模块带DA输出指示灯，当模块DA输出接口电压达到一定值，会点亮板上DA输出指示灯，电压越大，指示灯亮度越明显8）模块PCB尺寸： 9）标准双面板，板厚1.6mm ，布局美观大方，四周设有通孔，孔径为：3mm，方便固定模块接口说明 本模块左边和右边分别外扩2路排针接口，分别说明如下： 左边 AOUT 芯片DA输出接口 AINO 芯片模拟输入接口0 AIN1 芯片模拟输入接口1 AIN2 芯片模拟输入接口2 AIN3 芯片模拟输入接口3右边 SCL I2C时钟接口 接单片机
25、IO口 SDA I2C数字接口 接单片机IO口 GND 模块地 外接地 VCC 电源接口 外接3.3v-5v 模块红色短路帽使用说明 模块共有3个红色短路帽，分别作用如下： P4 接上P4短路帽，选择热敏电阻接入电路 P5 接上P5短路帽，选择光敏电阻接入电路 P6 接上P6短路帽，选择0-5V可调电压接入电路图2.3 PCF8591AD原理图2.4 PT100温度变送器铂电阻温度变送器直接安装于Pt100铂电阻接线盒内（与不同结构形式的铂电阻构成热电阻一体化温度变送器)将热电阻Pt100的电阻信号转化为电压在0-5V间输出。适用范围：可以接收热电阻或各类热电偶输入，可直接安装于温度传感器接线
26、盒内，并标出标准电压电流信号，广泛用于电力、冶金、化工、食品、医药、环保等行业的控制领域。功能特点：1）变送器信号电源同为两根普通导线，节省了热电偶专用补偿导线，降低了线路干扰带来的误差。2）体积小巧、安装方便。3）精度好，抗干扰，稳定性好，免维护。4）外部可直接调整零点和满度。5）电流信号输出，传输距离远，缩短了仪表与传感器的距离，降低线路干扰带来的误差。连接方法：如图2.4所示PT100温度变送器为PT100温度传感器配套的温度转换工具。它将PT100温度传感器的电阻值转化为0-5V的电压值其中上面左为24V电源的负极和信号地极。上面右为24V电源的正极。下面左为PT100电阻正。下中为P
27、T100电阻负。下右为0-5V电压输出正。图2.4 PT100温度变送器 变送器技术指标1）输入信号：Pt100铂电阻信号输入 2）供电电压：10-30VDC 3）负载电阻：0-500 4）输出信号： 0-5V电压 5）热电阻温度变送器精度：0.2%FS 6）温度稳定性：零点漂移 标准0.05%FS/ 量程漂移 标准0.002%FS/ 7）回路保护：带反向连接保护（防止电源正负极） 8）温度变送器功耗：0.5W 9）温度变送器重量：约35克 10）热电阻温度变送器外形尺寸：外径42mm，高度H23mm，安装孔距33mm，安装孔5.5m2.5 PT100温度传感器PT100是铂热电阻，它的阻值会
28、随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0时阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。2.5.1 设计原理它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋近于一条抛物线。 铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式： （2.1） 0t850 （2.2） 为t时的电阻值，为0时的阻值。公式中的A,B,系数为实验测定。这里给出标准的 系数：； 。2.5.2 应用范围医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。2.5.3 分度表表2.2 PT100
29、温度传感器分度表温度值(摄氏度)电阻值(欧姆)-5080.31-4084.27-3088.22-2092.16-1096.090100.0010103.9020107.7930111.6740115.5450119.4060123.2470127.0880130.9090134.71100138.51110142.29120146.07130149.83140153.58150157.33160161.05170164.77180168.48190172.17图2.5 PT100温度传感器的RT近似线2.5.4 PT100温度传感器三根芯线的接法： PT100铂电阻传感器有三条引线,可用A、B
30、、C（或黑、红、黄）来代表三根线，三根线之间有如下规律：A与B或C之间的阻值常温下在110欧左右，B与C之间为0欧，B与C在内部是直通的，原则上B与C没什么区别。 仪表上接传感器的固定端子有三个。A线接在仪表上接传感器的一个固定的端子。B和C接在仪表上的另外两个固定端子，B和C线的位置可以互换，但都得接上。如果中间接有加长线，三条导线的规格和长度要相同。热电阻的3线和4线接法是采用2线、3线、4线，主要由使（选）用的二次仪表来决定。一般显示仪表提供三线接法，PT100一端出一颗线，另一端出两颗线，都接仪表，仪表内部通过桥抵消导线电阻。一般PLC为四线，每端出两颗线，两颗接PLC输出恒流源，PL
31、C通过另两颗测量PT100上的电压，也是为了抵消导线电阻，四线精确度最高，三线也可以，两线最低，具体用法要考虑精度要求和成本PT100温度传感器。产品特征1）不锈钢套管封装，经久耐用2）活动螺丝固定，使用方便3）按照国际IEC751国际标准制造，即插即用4）多种探头尺寸可选、适应面广5）高精度、高稳定、高灵敏6）外形小巧，经济实用图2.6 PT100的实物图特性指标：测温范围:-200-400 探头长度: 5cm/10cm/15cm探头直径:5mm 电阻变化:0.3851/安装方式:活动螺丝固定 螺丝规格:M8*1.0引线长度:一般2米，可订制长度（专用引线）引线接法:三线式接线方式:接线叉传
32、感器件:PT（铂）套管材质:不锈钢 PT100温度传感器采用三线式接法的原因：PT100温度传感器0时电阻值为100，电阻变化率为0.3851/。由于其电阻值小，灵敏度高，所以引线的阻值不能忽略不计，采用三线式接法可消除引线线路电阻带来的测量误差，原理如下：PT100引出的三根导线截面积和长度均相同(即r1=r2=r3)，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻(Rpt100)作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根(r1)接到电桥的电源端，其余两根(r2、r3)分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样两桥臂都引入了相同阻值的引线电阻，电桥处于平衡状态，引线线电阻的变化对测量结果没有任何影响
33、。26尺寸图：接线图：图2.7 PT100温度传感器的接线图2.6 LCD1602显示器液晶显示器各种图形的显示原理 1)线段的显示：点阵图形式液晶由MN个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共168=128个点组成，屏上6416个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，
34、（001H）=00H，（002H）=FFH，（00EH）=FFH，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。2)字符的显示: 用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由68或88点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代
35、码即可。 3)汉字的显示: 汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5右边为2、4、6根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字 。1602字符型LCD简介 1)字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用161，162，202和402行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶
36、显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图2.8、2.9所示。1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如图2.10所示。 图2.8 LCD1602的正面图图2.9 LCD1602的反面图图2.10 LCD1602的尺寸图LCD1602的主要参数显示容量:162个字符 芯片工作电压:4.55.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V LCD1602的引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，
37、各引脚接口说明如表2.3表2.3 LCD1602的引脚功能表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。 第3脚：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”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。 第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器
38、。 第5脚：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者显示地址，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。 第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。表2.4 11条控制指令表序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位00000
39、1S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存储器地址0001字符发生存储器地址8置数据存储器地址001显示数据存储器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容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
40、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
41、数据，如果为低电平表示不忙。 表2.5 LCD1602时续表读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0-D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0-D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0-D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0-D7=数据，E=高脉冲输出无图2.11读操作时续表图2.12写操作时续表1602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在，哪里显示字符，图是1602的内部显示地址
42、。LCD16字2行000102030405060708090A0B0C0D0E27404142434445464748494A4B4C4D4E67图2.13 LCD1602内部显示地址例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是（40H）+ (80H)= (C0H)。 在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM
43、）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图10-58所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。字符码与字符字模之间的对应关系表如下：表2.6字符码与字符字模之间的对应关系2.7 LED 指示灯电路图2.14 LED指示灯电路LED指示灯电路是由1K电阻和LED灯串联而成其中LED1为温度过高显示灯。LED2为正常显示灯。LED1和LED2分别接单片机的P1.0和P1.1端口。2.8 按键电路按键电路
44、由5个按键组成。P1.7为确定键用来确定初始参照温度的选择。P1.6为下调温度键用来下调初始参照温度。P1.5为上调温度键用来上调初始参照温度。P1.4为测量温度选择键。当按下时，显示T2路温度传感器的温度。当按下P1.3时切换为显示T1口温度传感器的温度。图2.15按键电路 2.9 晶振电路图2.16晶振电路晶振电路由单片机的18口和19口引出分别链接12MHZ的晶振的两端后串联两个30PF的电容并接地。河南城建学院本科毕业设计（论文）系统软件设计3 系统软件设计3.1 I2C总线设计I2C（InterIntegrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。3.1.1 I2C总线特征只要求两条