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基于51單片機水溫控制系統(tǒng)綜合實訓(xùn)資料文檔

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ID:554654 發(fā)表于 2019-6-9 17:26 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
實驗實現(xiàn)溫度的智能控制，溫度超過設(shè)置溫度上下線會蜂鳴器會響及LED小燈發(fā)出亮光產(chǎn)生報警，實現(xiàn)實時溫控為目的。
實訓(xùn)要求
（1）測量和控制溫度
（2）控制精度在正負1
（3）控制輸出通道為繼電器或雙向晶閘管
設(shè)計實施
1.系統(tǒng)概述
本實驗采用51單片機和溫度傳感器18B20來設(shè)計的，溫度測量范圍寬，嚴密性高等特點，溫度設(shè)計采用逢0.5進一的四舍五入的方法來消除其他客觀或非客觀因素帶來的不利影響，實現(xiàn)溫度的實時溫度測量及顯示，本實驗還可自行設(shè)置超溫報警和底紋報警控制，超出溫度范圍相應(yīng)的繼電器工作，繼電器可以驅(qū)動相應(yīng)的加熱或制冷負載，上下限溫度可通過按鍵設(shè)定功能。
2.主要單元電路(或功能程序)設(shè)計與分析
下面從軟件電路方面分析電路各部分功能及其作用：
一 、首先介紹電路最核心的版塊
單片機最小系統(tǒng)
AT89C51是一種4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓 、高性能CMOS8位為微處理器存儲器，俗稱單片機。是一種高性能微處理器且為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價的方案。  

2、晶振模塊

晶振能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)換的晶體在共振的狀體下工作，以提供穩(wěn)定精確的單頻震蕩。為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號，使系統(tǒng)各部分保持同步，通常與鎖相環(huán)電路配套使用。

  • 復(fù)位模塊

復(fù)位模塊在單片機上電啟動的時候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會復(fù)位。單片機rst引腳接收到2us以上的電平信號，只要保證電容的充放電時間大于2us，就可以實現(xiàn)復(fù)位，所以電容值是可以改變的。本電路中按下復(fù)位鍵以后液晶顯示屏上會顯示最初的設(shè)置。

二、其它重要模塊

1、按鍵模塊

按鍵1設(shè)置功能

設(shè)置功能的作用是可以調(diào)節(jié)上下限溫度的限定值，比如溫度下限為10攝氏度，按下設(shè)置鍵可以選中液晶顯示屏中的下限溫度，按下加減鍵可以做溫度調(diào)整。

按鍵2加溫

按下按鍵2可以增加上下限設(shè)定溫度值。

按鍵3減溫

按下按鍵3可以減小上下限設(shè)定溫度值。


  • 蜂鳴器模塊

當(dāng)溫度達到設(shè)定值上下限的時候，蜂鳴器模塊電路接通，蜂鳴器模塊開始工作發(fā)出刺耳的報警聲響。

3、18B20模塊

18b20模塊是一個溫度采集模塊，能夠?qū)崟r采集并傳輸溫度。具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點。采用單總線的接口方式 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。單總線具有經(jīng)濟性好，抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，使用方便等優(yōu)點。測量溫度范圍寬，測量精度高 DS18B20 的測量范圍為 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在 -10~+ 85°C范圍內(nèi)，精度為 ± 0.5°C 。負壓特性電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作�！S18B20管腳排列：
　　1. GND為電源地;
　　2. DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端;
　　3. VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）
　　

三、上下限水溫報警顯示控制模塊

1、蜂鳴器、小燈報警模塊

Led燈報警模塊中接入了兩個繼電器控制當(dāng)溫度超過所設(shè)置溫度的上下限以后繼電器工作電路接通，led燈變亮發(fā)出報警信息。

2、顯示模塊

采用Lm016L液晶顯示屏，藍屏帶背光白字體。用于顯示控制溫度

  • 排阻

相同性質(zhì)的電阻排列在一起，在電路中共同作用。

3．硬件組裝與測試

硬件組裝與調(diào)試，先看仿真結(jié)果：

1 正常初始化溫度及運行狀況

2上限溫度報警

3下限溫度報警

4 上下限溫度調(diào)節(jié)

設(shè)計過程中遇到的問題：

在設(shè)計電路的過程中遇到了顯示溫度，而小燈和蜂鳴器在溫度超過上下限之后小燈不亮，蜂鳴器不報警的情況，經(jīng)查為電路接入電阻過高，導(dǎo)致元器件不能正常工作。

設(shè)計思路總流程圖


四．實訓(xùn)小結(jié)

通過本次實訓(xùn)讓自己認識到了那些方面不足，那些方面需要改進。使自己的動手能力和查閱資料獨立思考的能力更加強大，再一個感謝指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)，讓自己懂得了更多的知識。

五．附錄

  1.主要電路圖和主程序流程圖。


4．程序設(shè)計與調(diào)試

  1. #include <reg51.h>
  2. #define uint unsigned int
  3. #define uchar unsigned char               
  4. #define LCD1602 P0
  5. sbit SET=P3^1;                            //定義調(diào)整鍵
  6. sbit DEC=P3^2;                            //定義減少鍵
  7. sbit ADD=P3^3;                            //定義增加鍵
  8. sbit BUZZ=P3^6;                            //定義蜂鳴器
  9. sbit ALAM=P1^2;                                //定義燈光報警
  10. sbit ALAM1=P1^4;
  11. sbit DQ=P3^7;                             //定義DS18B20總線I/O      
  12. sbit RS = P2^7;
  13. sbit EN = P2^6;
  14. bit shanshuo_st;                            //閃爍間隔標(biāo)志
  15. bit beep_st;                                     //蜂鳴器間隔標(biāo)志
  16. uchar x=0;                                      //計數(shù)器

  18. uchar code tab1[]={"Now Tem:   .  C "};
  19. uchar code tab2[]={"TH:   C  TL:   C"};
  20. uint c;
  21. uchar Mode=0;                             //狀態(tài)標(biāo)志
  22. signed char TH=40;                  //上限報警溫度，默認值為40
  23. signed char TL=10;                   //下限報警溫度，默認值為10
  24. void Delay_DS18B20(int num)
  25. {
  26.   while(num--) ;
  27. }
  28. void delay(uint xms)
  29. {
  30.         uint x,y;
  31.         for(x=xms;x>0;x--)
  32.          for(y=110;y>0;y--);
  33. }
  34. void Init_DS18B20(void)
  35. {
  36.   unsigned char x=0;
  37.   DQ = 1;         //DQ復(fù)位
  38.   Delay_DS18B20(8);    //稍做延時
  39.   DQ = 0;         //單片機將DQ拉低
  40.   Delay_DS18B20(80);   //精確延時，大于480us
  41.   DQ = 1;         //拉高總線
  42.   Delay_DS18B20(14);
  43.   x = DQ;           //稍做延時后，如果x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗
  44.   Delay_DS18B20(20);
  45. }
  46. unsigned char ReadOneChar(void)
  47. {
  48.   unsigned char i=0;
  49.   unsigned char dat = 0;
  50.   for (i=8;i>0;i--)
  51.   {
  52.     DQ = 0;   
  53.     dat>>=1;
  54.     DQ = 1;   
  55.     if(DQ)
  56.     dat|=0x80;
  57.     Delay_DS18B20(4);
  58.   }
  59.   return(dat);
  60. }
  61. void WriteOneChar(unsigned char dat)
  62. {
  63.   unsigned char i=0;
  64.   for (i=8; i>0; i--)
  65.   {
  66.     DQ = 0;
  67.     DQ = dat&0x01;
  68.     Delay_DS18B20(5);
  69.     DQ = 1;
  70.     dat>>=1;
  71.   }
  72. }
  73. unsigned int ReadTemperature(void)
  74. {
  75.   unsigned char a=0;
  76.   unsigned char b=0;
  77.   unsigned int t=0;
  78.   float tt=0;
  79.   Init_DS18B20();
  80.   WriteOneChar(0xCC);  //跳過讀序號列號的操作
  81.   WriteOneChar(0x44);  //啟動溫度轉(zhuǎn)換
  82.   Init_DS18B20();
  83.   WriteOneChar(0xCC);  //跳過讀序號列號的操作
  84.   WriteOneChar(0xBE);  //讀取溫度寄存器
  85.   a=ReadOneChar();     //讀低8位
  86.   b=ReadOneChar();    //讀高8位
  87.   t=b;
  88.   t<<=8;
  89.   t=t|a;
  90.   tt=t*0.0625;
  91. t= tt*10+0.5;     //放大10倍輸出并四舍五入
  92.   t= tt*10+0.5;
  93.   return(t);
  94. }
  95. void check_wendu(void)
  96. {
  97.         c=ReadTemperature()-5; //獲取溫度值并減去DS18B20的溫漂誤差
  98.         if(c>1200)
  99.         c=1200;
  100. }
  101. void write_1602com(uchar com)
  102. {
  103.         RS=0;//數(shù)據(jù)/指令選擇置為指令
  104. //        rw=0; //讀寫選擇置為寫
  105.         LCD1602=com;//送入數(shù)據(jù)
  106.         delay(1);
  107.         EN=1;//拉高使能端，為制造有效的下降沿做準(zhǔn)備
  108.         delay(1);
  109.         EN=0;//en由高變低，產(chǎn)生下降沿，液晶執(zhí)行命令
  110. }
  111. void write_1602dat(uchar dat)
  112. {
  113.         RS=1;//數(shù)據(jù)/指令選擇置為數(shù)據(jù)
  114.        // rw=0; //讀寫選擇置為寫
  115.         LCD1602=dat;//送入數(shù)據(jù)
  116.         delay(1);
  117.         EN=1; //en置高電平，為制造下降沿做準(zhǔn)備
  118.         delay(1);
  119.         EN=0; //en由高變低，產(chǎn)生下降沿，液晶執(zhí)行命令
  120. }


  123. void lcd_init()
  124. {
  125.         uchar a;
  126.         write_1602com(0x38);//設(shè)置液晶工作模式，意思：16*2行顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)
  127.         write_1602com(0x0c);//開顯示不顯示光標(biāo)
  128.         write_1602com(0x06);//整屏不移動，光標(biāo)自動右移
  129.         write_1602com(0x01);//清顯示
  130.         write_1602com(0x80);//日歷顯示固定符號從第一行第1個位置之后開始顯示
  131.         for(a=0;a<16;a++)
  132.         {
  133.                 write_1602dat(tab1[a]);//向液晶屏寫日歷顯示的固定符號部分
  134.                 delay(3);
  135.         }
  136.         write_1602com(0x80+0x40);//時間顯示固定符號寫入位置，從第2個位置后開始顯示
  137.         for(a=0;a<16;a++)
  138.         {
  139.                 write_1602dat(tab2[a]);//寫顯示時間固定符號，兩個冒號
  140.                 delay(3);
  141.         }
  142. }
  143. void display()
  144. {
  145.         if(Mode==0)
  146.         {
  147.                 write_1602com(0x80+8);
  148.                 write_1602dat(c/1000+0x30);
  149.                 write_1602dat((c%1000)/100+0x30);
  150.                 write_1602dat(((c%1000)%100)/10+0x30);
  151.                 write_1602com(0x80+12);
  152.                 write_1602dat(((c%1000)%100)%10+0x30);
  153.                 write_1602com(0x80+13);
  154.                 write_1602dat(0xdf);
  155.                 write_1602com(0x80+0x40+3);
  156.                 write_1602dat(TH/10+0x30);
  157.                 write_1602dat(TH%10+0x30);
  158.                 write_1602dat(0xdf);
  159.                 write_1602com(0x80+0x40+12);
  160.                 write_1602dat(TL/10+0x30);
  161.                 write_1602dat(TL%10+0x30);
  162.                 write_1602dat(0xdf);                       
  163.         }                                                                 
  164. }
  165. void InitTimer(void)
  166. {
  167.         TMOD=0x1;
  168.         TH0=0x3c;
  169.         TL0=0xb0;     //50ms（晶振12M）
  170.         EA=1;      //全局中斷開關(guān)
  171.         TR0=1;
  172.         ET0=1;      //開啟定時器0
  173. }
  174. void KEY()
  175. {
  176.                         //功能鍵
  177.         if(SET==0)
  178.         {
  179.                 BUZZ=0;
  180.                 delay(10);
  181.                 if(SET==0)
  182.                 {
  183.                         Mode++;
  184.                         if(Mode==3)
  185.                         Mode=0;
  186.                         BUZZ=1;
  187.                 }
  188.                 while(SET==0)
  189.                 {
  190.                         if(Mode==0)
  191.                                 {
  192.                                       write_1602com(0x80+0x40+6);
  193.                                        write_1602com(0x0c);
  194.                                 }      
  195.                         else if(Mode==1)
  196.                                 {
  197.                                         write_1602com(0x80+0x40+4);
  198.                                         write_1602com(0x0f);
  199.                                 }      
  200.                         else
  201.                                 {
  202.                                         write_1602com(0x80+0x40+13);
  203.                                         write_1602com(0x0f);
  204.                                 }                                                      
  205.                 }
  206.         }
  207.         if(ADD==0&&Mode==1)
  208.         {
  209.                 BUZZ=0;
  210.                 delay(10);
  211.                 if(ADD==0)      
  212.                 {
  213.                         TH++;
  214.                         if(TH>=99)      
  215.                         TH=99;
  216.                         write_1602com(0x80+0x40+3);
  217.                         write_1602dat(TH/10+0x30);
  218.                         write_1602dat(TH%10+0x30);
  219.                         write_1602com(0x80+0x40+4);      
  220.                         BUZZ=1;
  221.                 }
  222.                 while(ADD==0);
  223.         }
  224.         if(DEC==0&&Mode==1)
  225.         {
  226.                 BUZZ=0;
  227.                 delay(10);
  228.                 if(DEC==0)
  229.                 {
  230.                         TH--;
  231.                         if(TH==TL)      
  232.                         TH=TL+1;
  233.                         write_1602com(0x80+0x40+3);
  234.                         write_1602dat(TH/10+0x30);
  235.                         write_1602dat(TH%10+0x30);
  236.                         write_1602com(0x80+0x40+4);      
  237.                         BUZZ=1;
  238.                 }
  239.                 while(DEC==0);
  240.         }
  241.         if(ADD==0&&Mode==2)
  242.         {
  243.                 BUZZ=0;
  244.                 delay(10);
  245.                 if(ADD==0)      
  246.                 {
  247.                         TL++;
  248.                         if(TL==TH)      
  249.                         TL=TH-1;
  250.                         write_1602com(0x80+0x40+12);
  251.                         write_1602dat(TL/10+0x30);
  252.                         write_1602dat(TL%10+0x30);
  253.                         write_1602com(0x80+0x40+13);      
  254.                         BUZZ=1;
  255.                 }
  256.                 while(ADD==0);
  257.          }
  258.         //減少
  259.         if(DEC==0&&Mode==2)
  260.         {
  261.                 BUZZ=0;
  262.                 delay(10);
  263.                 if(DEC==0)
  264.                 {
  265.                         TL--;
  266.                         if(TL<=0)      
  267.                         TL=0;
  268.                         write_1602com(0x80+0x40+12);
  269.                         write_1602dat(TL/10+0x30);
  270.                         write_1602dat(TL%10+0x30);
  271.                         write_1602com(0x80+0x40+13);      
  272.                         BUZZ=1;
  273.                 }
  274.                 while(DEC==0);               
  275.         }
  276. }
  277. void Alarm()
  278. {
  279.         if(x>=10){beep_st=~beep_st;x=0;}
  280.         if(Mode==0)
  281.         {
  282.                 if((c/10)>=TH)
  283.                 {
  284.                         ALAM=0;
  285.                         ALAM1=1;
  286.                         if(beep_st==1)
  287.                         BUZZ=0;
  288.                         else
  289.                         BUZZ=1;
  290.                 }
  291.                 else if((c/10)<TL)
  292.                 {
  293.                         ALAM1=0;
  294.                         ALAM=1;
  295.                         if(beep_st==1)
  296.                         BUZZ=0;
  297.                         else
  298.                         BUZZ=1;
  299.                 }
  300.                 else
  301.                 {
  302.                         BUZZ=1;
  303.                         ALAM=1;
  304.                         ALAM1=1;               
  305.                 }
  306.         }
  307.         else
  308.         {
  309.                 BUZZ=1;
  310.                 ALAM=1;
  311.                 ALAM1=1;
  312.         }
  313. }
  314. void main(void)
  315. {
  316.         uint z;
  317.         delay(1);
  318.         lcd_init();
  319.         delay(1);
  320.         InitTimer();   
  321.         for(z=0;z<100;z++)
  322.         {
  323.                 check_wendu();
  324.                 delay(1);      
  325.         }
  326.         while(1)
  327.         {
  328.                 display();
  329.                 KEY();
  330.                 Alarm();
  331.                 check_wendu();
  332.         }
  333. }
  334. void timer0(void) interrupt 1
  335. {
  336. TH0=0x3c;
  337. TL0=0xb0;
  338. x++;
  339. }
復(fù)制代碼
上傳.png

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電子綜合設(shè)計實訓(xùn)報告.docx (254.24 KB, 下載次數(shù): 92)
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ID:448073 發(fā)表于 2019-9-3 09:47 | 顯示全部樓層
程序 有錯誤啊 rw 沒有 定義怎么搞
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ID:619509 發(fā)表于 2019-10-23 20:45 | 顯示全部樓層
我想請問一下為什么我進行仿真的時候，超出水溫上下限，燈沒亮，蜂鳴器也沒響。我修改了輸入阻值，還是不行
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ID:546381 發(fā)表于 2019-11-25 17:01 | 顯示全部樓層
程序有問題，仿真也不行
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ID:934838 發(fā)表于 2021-6-10 10:03 | 顯示全部樓層
網(wǎng)頁上的程序可以用 但是word里面的編譯錯誤
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ID:1035250 發(fā)表于 2022-6-17 22:27 來自觸屏版 | 顯示全部樓層
怎么都不報警，是哪里出錯了
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ID:191844 發(fā)表于 2023-1-11 21:58 | 顯示全部樓層
本帖最后由 chengeiis 于 2023-1-12 19:54 編輯
ztlshr 發(fā)表于 2019-9-3 09:47
程序 有錯誤啊 rw 沒有 定義怎么搞

sbit RS = P1^0;
sbit EN = P1^2;
sbit rw = P1^1;

加上就行了。試了可以正常運行！
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