基于Atmega16的LM35温度传感器Proteus仿真：负温度显示异常求助

阿华AIGC实验室

2026-4-8

看起来你已经把正温度的显示逻辑跑通了，唯独卡在负温度显示上——明明手动模拟负温度时能正常显示，但真实采样时只会出0.0℃对吧？我帮你梳理下核心问题，再给你调整后的完整代码方案。

核心问题分析

1. 偏置电压的软件处理缺失

你提到硬件上加了2.5V偏置电路来测负温度，但代码里完全没做对应的处理！LM35本身是单极性输出（0℃对应0V，正温度输出正电压），加2.5V偏置后，0℃对应2.5V，-25℃对应0V，25℃对应5V。但你原来的代码直接把ADC采样的电压除以0.01转温度，相当于把2.5V当成25℃，完全没减去偏置，所以真实采样负温度时，得到的是25℃以下的正数，自然显示不出负号。

2. LCD显示逻辑可简化

原来的代码手动判断正负号再拼接字符串，其实sprintf可以自动处理负号，没必要额外取反处理，这点可以简化。

调整后的完整代码

我标注了所有修改的地方（// MODIFIED 注释）：

#include <mega16.h>
#include <delay.h>
#include <alcd.h>
#include <stdio.h>

#define ADC_VREF_TYPE ((0<<REFS1)|(1<<REFS0)|(0<<ADLAR))

const unsigned char seg_patterns[11] = {
    0xC0, // 0
    0xF9, // 1
    0xA4, // 2
    0xB0, // 3
    0x99, // 4
    0x92, // 5
    0x82, // 6
    0xF8, // 7
    0x80, // 8
    0x90, // 9
    0xBF // Minus sign '-'
};

volatile unsigned char display_digit = 0;
volatile unsigned char digits[4] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};
volatile unsigned char decimal_points[4] = {0, 0, 1, 0};

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) {
    TCNT0 = 240;
    PORTB &= ~0xF0;
    if (digits[display_digit] != 0xFF) {
        PORTC = seg_patterns[digits[display_digit]];
        if (decimal_points[display_digit])
            PORTC &= ~0x80;
    } else {
        PORTC = 0xFF;
    }
    PORTB |= (1 << (display_digit + 4));
    display_digit = (display_digit + 1) % 4;
}

unsigned int read_adc(unsigned char ch) {
    ADMUX = ch | ADC_VREF_TYPE;
    delay_us(10);
    ADCSRA |= (1 << ADSC);
    while (ADCSRA & (1 << ADSC));
    return ADCW;
}

void update_display(float temp) {
    int temp_int;
    unsigned char is_negative = 0;

    // Check if temperature is negative
    if (temp < 0) {
        is_negative = 1;
        temp_int = (int)((-temp) * 10); // Make positive for digit extraction
    } else {
        temp_int = (int)(temp * 10);
    }

    // For negative numbers: -26.0 should show as "-26.0"
    // digits[0] = minus, digits[1] = 2, digits[2] = 6, digits[3] = 0
    if (is_negative) {
        digits[0] = 10; // Minus sign
        if (temp_int >= 100) { // Two digits before decimal (e.g., -26.0)
            digits[1] = (temp_int / 100) % 10; // Tens digit
            digits[2] = (temp_int / 10) % 10; // Units digit
            digits[3] = temp_int % 10; // Decimal digit
        } else { // One digit before decimal (e.g., -5.2)
            digits[1] = 0xFF; // Blank
            digits[2] = (temp_int / 10) % 10; // Units digit
            digits[3] = temp_int % 10; // Decimal digit
        }
    } else {
        // Positive numbers
        if (temp_int >= 1000) { // Three digits (e.g., 125.4)
            digits[0] = (temp_int / 1000) % 10;
            digits[1] = (temp_int / 100) % 10;
            digits[2] = (temp_int / 10) % 10;
            digits[3] = temp_int % 10;
        } else if (temp_int >= 100) { // Two digits (e.g., 25.5)
            digits[0] = 0xFF; // Blank
            digits[1] = (temp_int / 100) % 10;
            digits[2] = (temp_int / 10) % 10;
            digits[3] = temp_int % 10;
        } else { // One digit (e.g., 5.2)
            digits[0] = 0xFF; // Blank
            digits[1] = 0xFF; // Blank
            digits[2] = (temp_int / 10) % 10; // Units digit
            digits[3] = temp_int % 10; // Decimal digit
        }
    }

    // Set decimal point position (after digit 2)
    decimal_points[0] = 0;
    decimal_points[1] = 0;
    decimal_points[2] = 1; // Decimal point here
    decimal_points[3] = 0;
}

void main(void) {
    DDRB = 0xF1;
    DDRC = 0xFF;
    PORTC = 0xFF;

    TCCR0 = (1 << CS01);
    TIMSK |= (1 << TOIE0);
    TCNT0 = 240;

    ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);

    lcd_init(16);
    #asm("sei")
    lcd_clear();

    // Test counter for simulating different temperatures
    int test_counter = 0;

    while (1) {
        unsigned int adc_value = read_adc(0);
        float voltage = (adc_value * 5.0) / 1024.0;
        // MODIFIED: 减去2.5V偏置电压，转换为真实温度
        float temp = (voltage - 2.5) / 0.01; // LM35 output 10mV per °C (with 2.5V bias)

        // TEMPORARY: Simulate negative temperatures for testing
        // Remove this section once you confirm negative display works
        if (test_counter < 10) {
            temp = -26.5; // Test negative temperature
        } else if (test_counter < 20) {
            temp = -5.2; // Test single digit negative
        } else if (test_counter < 30) {
            temp = 25.5; // Test positive temperature
        } else {
            test_counter = 0; // Reset counter
        }
        test_counter++;
        // END OF TEST SECTION

        char lcd_text[16];
        // MODIFIED: 直接用sprintf自动处理负号，简化代码
        sprintf(lcd_text, "Temp: %.1fC", temp);
        lcd_clear();
        lcd_puts(lcd_text);

        update_display(temp);
        delay_ms(500);
    }
}