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仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）
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2020-4-18 17:20 上傳
單片機(jī)源程序如下:
Mob Qing:
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
typedef unsigned char u8; // 重命名類型u8簡化代碼編寫
typedef unsigned int u16;
#define LCD1602_DATA_PORT P0 // LCD1602的8位數(shù)據(jù)端口
#define PCF8591 0x90 //PCF8591 地址
#define NOP() _nop_() /* 定義空指令 */
#define _Nop() _nop_() /*定義空指令*/
sbit gLcd1602_E = P2^7; // LCD1602控制總線的使能信號
sbit gLcd1602_RW = P2^6; // LCD1602控制總線的讀寫選擇信號
sbit gLcd1602_RS = P2^5; // LCD1602控制總線的數(shù)據(jù)/命令選擇信號
sbit SCL = P2^0; //I2C 時(shí)鐘
sbit SDA = P2^1; //I2C 數(shù)據(jù)
sbit Dj = P3^1; //電機(jī)控制信號
sbit gIO = P3^7; // DS18B20的單總線IO接在P3.7上
bit ack; /*應(yīng)答標(biāo)志位*/
u16 tDisp = 0; // 用來存儲乘以10倍后的溫度值
/*************** 注意下面的是延時(shí)函數(shù) ******************/
void delay15us(void)
{
unsigned char a;
for(a=6;a>0;a--);
}
void delay45us(void)
{
unsigned char a;
for(a=21;a>0;a--);
}
void delay70us(void)
{
unsigned char a,b;
for(b=1;b>0;b--)
for(a=32;a>0;a--);
}
void delay750us(void)
{
unsigned char a,b;
for(b=83;b>0;b--)
for(a=3;a>0;a--);
}
void delay1ms(void)
{
unsigned char a,b,c;
for(c=1;c>0;c--)
for(b=142;b>0;b--)
for(a=2;a>0;a--);
}
void delay5ms(void)
{
unsigned char a,b;
for(b=19;b>0;b--)
for(a=130;a>0;a--);
}
void delay250ms(void) //誤差 0us
{
unsigned char a,b,c;
for(c=11;c>0;c--)
for(b=92;b>0;b--)
for(a=122;a>0;a--);
}
/*******************************************************************
起動總線函數(shù)
函數(shù)原型: void Start_I2c();
功能: 啟動I2C總線,即發(fā)送I2C起始條件.
********************************************************************/
void Start_I2c()
{
SDA=1; /*發(fā)送起始條件的數(shù)據(jù)信號*/
_Nop();
SCL=1;
_Nop(); /*起始條件建立時(shí)間大于4.7us,延時(shí)*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=0; /*發(fā)送起始信號*/
_Nop(); /* 起始條件鎖定時(shí)間大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0; /*鉗住I2C總線，準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù) */
_Nop();
_Nop();
}
/*********************************************************
Mob Qing:
/*******************************************************************
結(jié)束總線函數(shù)
函數(shù)原型: void Stop_I2c();
功能: 結(jié)束I2C總線,即發(fā)送I2C結(jié)束條件.
********************************************************************/
void Stop_I2c()
{
SDA=0; /*發(fā)送結(jié)束條件的數(shù)據(jù)信號*/
_Nop(); /*發(fā)送結(jié)束條件的時(shí)鐘信號*/
SCL=1; /*結(jié)束條件建立時(shí)間大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=1; /*發(fā)送I2C總線結(jié)束信號*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
}
/*******************************************************************
字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)
函數(shù)原型: void SendByte(UCHAR c);
功能: 將數(shù)據(jù)c發(fā)送出去,可以是地址,也可以是數(shù)據(jù),發(fā)完后等待應(yīng)答,并對
此狀態(tài)位進(jìn)行操作.(不應(yīng)答或非應(yīng)答都使ack=0)
發(fā)送數(shù)據(jù)正常，ack=1; ack=0表示被控器無應(yīng)答或損壞。
********************************************************************/
void SendByte(unsigned char c)
{
unsigned char BitCnt;
for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) /*要傳送的數(shù)據(jù)長度為8位*/
{
if((c<<BitCnt)&0x80)SDA=1; /*判斷發(fā)送位*/
else SDA=0;
_Nop();
SCL=1; /*置時(shí)鐘線為高，通知被控器開始接收數(shù)據(jù)位*/
_Nop();
_Nop(); /*保證時(shí)鐘高電平周期大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0;
}
_Nop();
_Nop();
SDA=1; /*8位發(fā)送完后釋放數(shù)據(jù)線，準(zhǔn)備接收應(yīng)答位*/
_Nop();
_Nop();
SCL=1;
_Nop();
_Nop();
_Nop();
if(SDA==1)ack=0;
else ack=1; /*判斷是否接收到應(yīng)答信號*/
SCL=0;
_Nop();
_Nop();
}
/*******************************************************************
字節(jié)數(shù)據(jù)接收函數(shù)
函數(shù)原型: UCHAR RcvByte();
功能: 用來接收從器件傳來的數(shù)據(jù),并判斷總線錯(cuò)誤(不發(fā)應(yīng)答信號)，
發(fā)完后請用應(yīng)答函數(shù)應(yīng)答從機(jī)。
********************************************************************/
unsigned char RcvByte()
{
unsigned char retc;
unsigned char BitCnt;
retc=0;
SDA=1; /*置數(shù)據(jù)線為輸入方式*/
for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)
{
_Nop();
SCL=0; /*置時(shí)鐘線為低，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位*/
_Nop();
_Nop(); /*時(shí)鐘低電平周期大于4
Mob Qing:
SCL=0;
_Nop();
_Nop();
return(retc);
}
Mob Qing:
應(yīng)答子函數(shù)
函數(shù)原型: void Ack_I2c(bit a);
功能: 主控器進(jìn)行應(yīng)答信號(可以是應(yīng)答或非應(yīng)答信號，由位參數(shù)a決定)
********************************************************************/
void Ack_I2c(bit a)
{
if(a==0)SDA=0; /*在此發(fā)出應(yīng)答或非應(yīng)答信號 */
else SDA=1;
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=1;
_Nop();
_Nop(); /*時(shí)鐘低電平周期大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0; /*清時(shí)鐘線，鉗住I2C總線以便繼續(xù)接收*/
_Nop();
_Nop();
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Lcd1602WaitNoBusy
* 函數(shù)功能 : 阻塞等待LCD1602直到不忙狀態(tài)
* 參數(shù)列表 : 無
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
void Lcd1602WaitNoBusy(void) //忙檢測函數(shù)，判斷bit7是0，允許執(zhí)行；1禁止
{
u8 sta = 0; //
LCD1602_DATA_PORT = 0xff;
gLcd1602_RS = 0;
gLcd1602_RW = 1;
do
{
gLcd1602_E = 1;
sta = LCD1602_DATA_PORT;
gLcd1602_E = 0; //使能，用完就拉低，釋放總線
}while(sta & 0x80);
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Lcd1602WriteCmd
* 函數(shù)功能 : 按照LCD1602低層時(shí)序向LCD內(nèi)部寫入8位命令字
* 參數(shù)列表 : cmd - 待寫入的8位命令字
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
Mob Qing:
void Lcd1602WriteCmd(u8 cmd)
{
Lcd1602WaitNoBusy(); // 先等待LCD1602處于不忙狀態(tài)
gLcd1602_E = 0; // 禁止LCD
gLcd1602_RS = 0; // 選擇發(fā)送命令模式
gLcd1602_RW = 0; // 選擇寫入模式
LCD1602_DATA_PORT = cmd; // 將1字節(jié)命令字放入8位并行數(shù)據(jù)端口
gLcd1602_E = 1; // 使能LED
gLcd1602_E = 0; // 禁止LCD
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Lcd1602WriteData
* 函數(shù)功能 : 按照LCD1602低層時(shí)序向LCD內(nèi)部寫入8位數(shù)據(jù)
* 參數(shù)列表 : cmd - 待寫入的8位命令字
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
void Lcd1602WriteData(u8 dat)
{
Lcd1602WaitNoBusy(); // 先等待LCD1602處于不忙狀態(tài)
gLcd1602_E = 0; // 禁止LCD
gLcd1602_RS = 1; // 選擇發(fā)送數(shù)據(jù)模式
gLcd1602_RW = 0; // 選擇寫入模式
LCD1602_DATA_PORT = dat; // 將1字節(jié)命令字放入8位并行數(shù)據(jù)端口
gLcd1602_E = 1; // 使能LED
gLcd1602_E = 0; // 禁止LCD
}
/************* 上面是底層時(shí)序函數(shù)，下面是高層時(shí)序函數(shù) **************/
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Lcd1602SetCursor
* 函數(shù)功能 : 本函數(shù)用來設(shè)置當(dāng)前光標(biāo)位置，其實(shí)就是設(shè)置當(dāng)前正在編輯
* 的位置，其實(shí)就是內(nèi)部的數(shù)據(jù)地址指針，其實(shí)就是RAM顯存
* 的偏移量
* 參數(shù)列表 : x - 橫向坐標(biāo)，范圍是0-15
* y - 縱向坐標(biāo)，0表示上面一行，1表示下面一行
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
Mob Qing:
void Lcd1602SetCursor(u8 x, u8 y) // 坐標(biāo)顯示
{
u8 addr = 0;
switch (y)
{
case 0: // 上面一行
addr = 0x00 + x; break;
case 1: // 下面一行
addr = 0x40 + x; break;
default:
break;
}
Lcd1602WriteCmd(addr | 0x80);
}
/********************************************************************
* 名稱 : write_sfm2(uchar hang,uchar add,uchar date)
* 功能 : 顯示2位十進(jìn)制數(shù)，如果要讓第一行，第五個(gè)字符開始顯示"23" ，調(diào)用該函數(shù)如下
write_sfm1(1,5,23)
* 輸入 : 行，列，需要輸入1602的數(shù)據(jù)
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void write_sfm2(u8 hang,u8 add,u16 date)
{
if(hang==1)
Lcd1602WriteCmd(0x80+add);
else
Lcd1602WriteCmd(0x80+0x40+add);
Lcd1602WriteData(0x30+date/10%10);
Lcd1602WriteData(0x30+date%10);
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Lcd1602ShowStr
* 函數(shù)功能 : 從坐標(biāo)(x,y)開始顯示字符串str，注意這個(gè)函數(shù)不能跨行
* 顯示，因?yàn)轱@存地址是不連續(xù)的。
* 參數(shù)列表 : x - 橫向坐標(biāo)，范圍是0-15
* y - 縱向坐標(biāo)，0表示上面一行，1表示下面一行
* pStr - 指向待顯示的字符串的指針
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
void Lcd1602ShowStr(u8 x, u8 y, u8 *pStr) //顯示字符串
{
Lcd1602SetCursor(x, y); //當(dāng)前字符的坐標(biāo)
while (*pStr != '\0')
{
Lcd1602WriteData(*pStr++);
}
}
/*********************************************************************
Mob Qing:
* 函 數(shù) 名 : Lcd1602Init
* 函數(shù)功能 : 按照LCD1602低層時(shí)序進(jìn)行初始化序列
* 參數(shù)列表 : 無
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
void Lcd1602Init(void)
{
Lcd1602WriteCmd(0x38); // 按照數(shù)據(jù)手冊的初始化時(shí)序，先發(fā)送38H
delay5ms(); // 延時(shí)5ms
Lcd1602WriteCmd(0x38); // 按照數(shù)據(jù)手冊的初始化時(shí)序，先發(fā)送38H
delay5ms(); // 延時(shí)5ms
Lcd1602WriteCmd(0x38); // 按照數(shù)據(jù)手冊的初始化時(shí)序，先發(fā)送38H
delay5ms(); // 延時(shí)5ms
Lcd1602WriteCmd(0x38); // 顯示模式設(shè)置
Lcd1602WriteCmd(0x08); // 關(guān)閉顯示
Lcd1602WriteCmd(0x01); // 清屏（同時(shí)清數(shù)據(jù)指針）
Lcd1602WriteCmd(0x06); // 讀寫后指針自動加1，寫1個(gè)字符后整屏顯示不移動
Lcd1602WriteCmd(0x0c); // 開顯示，不顯示光標(biāo)
}
void write_sfm(u8 hang,u8 add,u16 date)
{
if(hang==1)
Lcd1602WriteCmd(0x80+add);
else
Lcd1602WriteCmd(0x80+0x40+add);
Lcd1602WriteData('L');
Lcd1602WriteData('e');
Lcd1602WriteData('v');
Lcd1602WriteData('e');
Lcd1602WriteData('l');
Lcd1602WriteData(':');
Lcd1602WriteData(0x30+date/100);
Lcd1602WriteData(0x30+date%100/10);
Lcd1602WriteData(0x30+date%10);
Lcd1602WriteData('C');
Lcd1602WriteData('m');
}
void write_wendu(u8 hang,u8 add,u16 date) //顯示溫度用
{
if(hang==1)
Lcd1602WriteCmd(0x80+add);
else
Lcd1602WriteCmd(0x80+0x40+add);
Lcd1602WriteData('W');
Lcd1602WriteData('e');
Lcd1602WriteData('n');
Lcd1602WriteData('d');
Lcd1602WriteData('u');
Lcd1602WriteData(':');
Lcd1602WriteData(0x30+date%1000/100);
Lcd1602WriteData(0x30+date%100/10);
Lcd1602WriteData('.');
Lcd1602WriteData(0x30+date%10);
Lcd1602WriteData(0xdf);
Lcd1602WriteData('C');
}
/*******************************************************************
Mob Qing:
ADC發(fā)送字節(jié)[命令]數(shù)據(jù)函數(shù)
*******************************************************************/
bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c)
{
Start_I2c(); //啟動總線
SendByte(sla); //發(fā)送器件地址
if(ack==0)return(0);
SendByte(c); //發(fā)送數(shù)據(jù)
if(ack==0)return(0);
Stop_I2c(); //結(jié)束總線
return(1);
}
/*******************************************************************
ADC讀字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)
*******************************************************************/
unsigned char IRcvByte(unsigned char sla)
{ unsigned char c;
Start_I2c(); //啟動總線
SendByte(sla+1); //發(fā)送器件地址
if(ack==0)return(0);
c=RcvByte(); //讀取數(shù)據(jù)0
Ack_I2c(1); //發(fā)送非就答位
Stop_I2c(); //結(jié)束總線
return(c);
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Ds18b20Init
* 函數(shù)功能 : 按照DS18B20底層時(shí)序要求進(jìn)行傳感器初始化
* 參數(shù)列表 : 無
* 函數(shù)輸出 : 若初始化成功則返回0，否則返回1
*********************************************************************/
Mob Qing:
u8 Ds18b20Init(void)
{
u8 i = 0;
gIO = 0; // 時(shí)序要求將總線拉低480us~960us
delay750us(); // 實(shí)際延時(shí)750us，符合480-960之間的條件
gIO = 1; // 然后拉高總線，如果DS18B20做出反應(yīng)會將在15us~60us后總線被拉低
i = 0;
while (gIO) // 等待DS18B20拉低總線
{
i++;
if(i>5) // 等待 15*5=75us，如果還沒拉低則可以認(rèn)為初始化失敗了
{
return 1; // 初始化失敗
}
delay15us(); // 隔15us查看一下是否收到DS18B20的回應(yīng)
}
return 0; //初始化成功
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Ds18b20WriteByte
* 函數(shù)功能 : 按照DS18B20底層時(shí)序要求向DS18B20寫入1字節(jié)數(shù)據(jù)
* 參數(shù)列表 : dat - 待寫入的1字節(jié)數(shù)據(jù)
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
static void Ds18b20WriteByte(u8 dat)
{
u16 i = 0, j = 0;
for (j=0; j<8; j++)
{
gIO = 0; // 每寫入一位數(shù)據(jù)之前先把總線拉低1us
i++;
gIO = dat & 0x01; // 然后寫入一個(gè)數(shù)據(jù)，從最低位開始
delay70us(); // 時(shí)序要求最少60us
gIO = 1; // 然后釋放總線，至少1us給總線恢復(fù)時(shí)間才能接著寫入第二個(gè)數(shù)值
dat >>= 1;
}
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : Ds18b20ReadByte
* 函數(shù)功能 : 按照DS18B20底層時(shí)序要求從DS18B20中讀取1字節(jié)數(shù)據(jù)
* 參數(shù)列表 : 無
* 函數(shù)輸出 : 返回讀取到的1字節(jié)數(shù)據(jù)
*********************************************************************/
u8 Ds18b20ReadByte(void)
{
u8 byte = 0, bi = 0;
u16 i = 0, j = 0;
for (j=8; j>0; j--)
{
gIO = 0; // 先將總線拉低1us
i++;
gIO = 1; // 然后釋放總線
i++;
i++; // 延時(shí)6us等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定
bi = gIO; // 讀取數(shù)據(jù)，從最低位開始讀取
/*將byte左移一位，然后與上右移7位后的bi，注意移動之后移掉那位補(bǔ)0。*/
byte = (byte >> 1) | (bi << 7);
//byte |= (bi << (8-j));
delay45us();
}
return byte;
}
Mob Qing:
void Ds18b20TempConvertCmd(void)
{
Ds18b20Init();
delay1ms();
Ds18b20WriteByte(0xcc); // 跳過ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0x44); // 溫度轉(zhuǎn)換命令
delay250ms(); // 等待轉(zhuǎn)換成功，750ms肯定夠了
}
void Ds18b20TempReadCmd(void)
{
Ds18b20Init();
delay1ms();
Ds18b20WriteByte(0xcc); // 跳過ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0xbe); // 發(fā)送讀取溫度命令
}
/*********************************************************************
* 函 數(shù) 名 : main
* 函數(shù)功能 : 主函數(shù)
* 參數(shù)列表 : 無
* 函數(shù)輸出 : 無
*********************************************************************/
u16 Adc_value = 0;
void main(void)
{
u8 water_level = 0; //液位顯示
u16 temp = 0; // 用來暫存12位的AD值
u8 tmh = 0, tml = 0; // 用來暫存2個(gè)8位值
double wendu = 0; // 用來存儲轉(zhuǎn)換后以攝氏度為單位的溫度值
Lcd1602Init();
Dj = 0;
while (1)
{
ISendByte(PCF8591,0x41);
IRcvByte(PCF8591); //ADC1
ISendByte(PCF8591,0x42);
Adc_value=IRcvByte(PCF8591); //ADC1
water_level = Adc_value/2;
if(water_level>120)water_level=120;
write_sfm(1,0,water_level);
Ds18b20TempConvertCmd(); // 先寫入轉(zhuǎn)換命令
Ds18b20TempReadCmd(); // 然后等待轉(zhuǎn)換完后發(fā)送讀取溫度命令
tml = Ds18b20ReadByte(); // 讀取溫度值共16位，先讀低字節(jié)
tmh = Ds18b20ReadByte(); // 再讀高字節(jié)
temp = tml | (tmh << 8); // 默認(rèn)是12位分辨率，前面4個(gè)S位是符號位
wendu = temp * 0.0625;
tDisp = (u16)(wendu * 10); // 為方便顯示將溫度值乘以10后強(qiáng)轉(zhuǎn)為u16
write_wendu(2,0,tDisp);//溫度實(shí)時(shí)顯示后
}
}
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