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基于51单片机的温度控制系统Proteus仿真+代码

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摘 要:单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机保温箱的温控系统研究,本恒温箱属于多功能多用途,可以设置上下控制温度,当温度不在设置范围内时,可以驱动相应的负载工作,同时声光报警。

随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度。本文通过采用继电器作为温度的主要控制元件,它可以直接驱动2500W功率的负载,可以应用于家庭、小型工厂等小电量用电设备,亦可以用继电器来控制交流接触器线圈等,就可以实现对大功率负载的控制,应用十分广泛。采用蜂鸣器作为电声元件的报警,LED发光指示相应的加热或制冷工作。这种保温箱的温控系统结构简单,可操作性强,应用广泛。工作时,温度控制范围为上下限之间,当前环境温度若超过设定的临界温度,由单片机发出控制和报警信号,从而负载控制温度的变化。
基于单片机保温箱的温控系统大部分使用是在实验室、工业、医药、农业中。在实验室中特别是生物实验室,我们为了得到更加准确的实验数据,对于恒温实验环境要求严格。所以针对实验室来说,恒温箱的作用显得相当重要。在工业生产过程中我们对于恒温箱的要求也相对更加严格,比如产品的热处理、冷处理等,直接影响着产品的质量。在医药方面医用恒温箱主要用于药品和试剂的储存、运输,疫苗、血液的冷藏保温,透析液的加温、生理盐水的加温等。 由以上我们可以明显的看出恒温箱的重要作用。在农业温室大棚中,温控系统对于农作物的生长至关重要,对于农业方面,以至于生活中的各个方面温控系统永远处于相当重要的地位。

主要实现:实时温度测量及显示,超出温度范围相应的继电器工作,继电器可以驱动相应的加热或制冷负载,上下限温度可通过按键设定等功能。
本保温箱的温控系统研究是基于51单片机及温度传感器DS18B20来设计的,温度测量范围0到99.9摄氏度,精度为0.1摄氏度,可见测量温度的范围广,精度高的特点。可设置上下限温度,默认上限温度为38℃、默认下限温度为5℃(通过程序可以更改上下限初始值)。报警值可设置范围:最低上限报警值等于当前下限报警值,最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。开启相应的继电器工作时,有指示灯可以指示相应的加热和制冷。


单片机源程序如下:
  1. #include <reg51.h>
  2. #define uint unsigned int
  3. #define uchar unsigned char           //宏定义
  4. #define LCD1602 P0
  5. sbit SET=P3^1;                            //定义调整键
  6. sbit DEC=P3^2;                            //定义减少键
  7. sbit ADD=P3^3;                            //定义增加键
  8. sbit BUZZ=P3^6;                            //定义蜂鸣器
  9. sbit ALAM=P1^2;                                //定义灯光报警
  10. sbit ALAM1=P1^4;
  11. sbit DQ=P3^7;                             //定义DS18B20总线I/O       
  12. sbit RS = P2^7;
  13. sbit EN = P2^6;
  14. bit shanshuo_st;                            //闪烁间隔标志
  15. bit beep_st;                                     //蜂鸣器间隔标志
  16. uchar x=0;                                      //计数器

  17. uchar code tab1[]={"Now Tem:   .  C "};
  18. uchar code tab2[]={"TH:   C  TL:   C"};
  19. uint c;
  20. uchar Mode=0;                             //状态标志
  21. signed char TH=40;                  //上限报警温度,默认值为40
  22. signed char TL=10;                   //下限报警温度,默认值为10
  23. //============================================================================================
  24. //====================================DS18B20=================================================
  25. //============================================================================================
  26. /*****延时子程序*****/
  27. void Delay_DS18B20(int num)
  28. {
  29.   while(num--) ;
  30. }
  31. void delay(uint xms)//延时函数,有参函数
  32. {
  33.         uint x,y;
  34.         for(x=xms;x>0;x--)
  35.          for(y=110;y>0;y--);
  36. }
  37. /*****初始化DS18B20*****/
  38. void Init_DS18B20(void)
  39. {
  40.   unsigned char x=0;
  41.   DQ = 1;         //DQ复位
  42.   Delay_DS18B20(8);    //稍做延时
  43.   DQ = 0;         //单片机将DQ拉低
  44.   Delay_DS18B20(80);   //精确延时,大于480us
  45.   DQ = 1;         //拉高总线
  46.   Delay_DS18B20(14);
  47.   x = DQ;           //稍做延时后,如果x=0则初始化成功,x=1则初始化失败
  48.   Delay_DS18B20(20);
  49. }
  50. /*****读一个字节*****/
  51. unsigned char ReadOneChar(void)
  52. {
  53.   unsigned char i=0;
  54.   unsigned char dat = 0;
  55.   for (i=8;i>0;i--)
  56.   {
  57.     DQ = 0;     // 给脉冲信号
  58.     dat>>=1;
  59.     DQ = 1;     // 给脉冲信号
  60.     if(DQ)
  61.     dat|=0x80;
  62.     Delay_DS18B20(4);
  63.   }
  64.   return(dat);
  65. }
  66. /*****写一个字节*****/
  67. void WriteOneChar(unsigned char dat)
  68. {
  69.   unsigned char i=0;
  70.   for (i=8; i>0; i--)
  71.   {
  72.     DQ = 0;
  73.     DQ = dat&0x01;
  74.     Delay_DS18B20(5);
  75.     DQ = 1;
  76.     dat>>=1;
  77.   }
  78. }
  79. /*****读取温度*****/
  80. unsigned int ReadTemperature(void)
  81. {
  82.   unsigned char a=0;
  83.   unsigned char b=0;
  84.   unsigned int t=0;
  85.   float tt=0;
  86.   Init_DS18B20();
  87.   WriteOneChar(0xCC);  //跳过读序号列号的操作
  88.   WriteOneChar(0x44);  //启动温度转换
  89.   Init_DS18B20();
  90.   WriteOneChar(0xCC);  //跳过读序号列号的操作
  91.   WriteOneChar(0xBE);  //读取温度寄存器
  92.   a=ReadOneChar();     //读低8位
  93.   b=ReadOneChar();    //读高8位
  94.   t=b;
  95.   t<<=8;
  96.   t=t|a;
  97.   tt=t*0.0625;
  98. // t= tt*10+0.5;     //放大10倍输出并四舍五入
  99.   t= tt*10+0.5;
  100.   return(t);
  101. }

  102. /*****读取温度*****/
  103. void check_wendu(void)
  104. {
  105.         c=ReadTemperature()-5;                          //获取温度值并减去DS18B20的温漂误差
  106.         if(c>1200)
  107.         c=1200;
  108. }

  109. /********液晶写入指令函数与写入数据函数,以后可调用**************/

  110. void write_1602com(uchar com)//****液晶写入指令函数****
  111. {
  112.         RS=0;//数据/指令选择置为指令
  113. //        rw=0; //读写选择置为写
  114.         LCD1602=com;//送入数据
  115.         delay(1);
  116.         EN=1;//拉高使能端,为制造有效的下降沿做准备
  117.         delay(1);
  118.         EN=0;//en由高变低,产生下降沿,液晶执行命令
  119. }


  120. void write_1602dat(uchar dat)//***液晶写入数据函数****
  121. {
  122.         RS=1;//数据/指令选择置为数据
  123. //        rw=0; //读写选择置为写
  124.         LCD1602=dat;//送入数据
  125.         delay(1);
  126.         EN=1; //en置高电平,为制造下降沿做准备
  127.         delay(1);
  128.         EN=0; //en由高变低,产生下降沿,液晶执行命令
  129. }


  130. void lcd_init()//***液晶初始化函数****
  131. {
  132.         uchar a;
  133.         write_1602com(0x38);//设置液晶工作模式,意思:16*2行显示,5*7点阵,8位数据
  134.         write_1602com(0x0c);//开显示不显示光标
  135.         write_1602com(0x06);//整屏不移动,光标自动右移
  136.         write_1602com(0x01);//清显示

  137.         write_1602com(0x80);//日历显示固定符号从第一行第1个位置之后开始显示
  138.         for(a=0;a<16;a++)
  139.         {
  140.                 write_1602dat(tab1[a]);//向液晶屏写日历显示的固定符号部分
  141.                 delay(3);
  142.         }
  143.         write_1602com(0x80+0x40);//时间显示固定符号写入位置,从第2个位置后开始显示
  144.         for(a=0;a<16;a++)
  145.         {
  146.                 write_1602dat(tab2[a]);//写显示时间固定符号,两个冒号
  147.                 delay(3);
  148.         }

  149. }

  150. void display()
  151. {
  152.         if(Mode==0)
  153.         {
  154.                 write_1602com(0x80+8);
  155.                 write_1602dat(c/1000+0x30);
  156.                 write_1602dat((c%1000)/100+0x30);
  157.                 write_1602dat(((c%1000)%100)/10+0x30);
  158.                 write_1602com(0x80+12);
  159.                 write_1602dat(((c%1000)%100)%10+0x30);
  160.                 write_1602com(0x80+13);
  161.                 write_1602dat(0xdf);
  162.                 write_1602com(0x80+0x40+3);
  163.                 write_1602dat(TH/10+0x30);
  164.                 write_1602dat(TH%10+0x30);
  165.                 write_1602dat(0xdf);
  166.                 write_1602com(0x80+0x40+12);
  167.                 write_1602dat(TL/10+0x30);
  168.                 write_1602dat(TL%10+0x30);
  169.                 write_1602dat(0xdf);                       
  170.         }                                                                  
  171. }
  172. //=====================================================================================

  173. /*****初始化定时器0*****/
  174. void InitTimer(void)
  175. {
  176.         TMOD=0x1;
  177.         TH0=0x3c;
  178.         TL0=0xb0;     //50ms(晶振12M)
  179.         EA=1;      //全局中断开关
  180.         TR0=1;
  181.         ET0=1;      //开启定时器0
  182. }

  183. void KEY()
  184. {
  185.                         //功能键
  186.         if(SET==0)
  187.         {
  188.                 BUZZ=0;
  189.                 delay(10);
  190.                 if(SET==0)
  191.                 {
  192.                         Mode++;
  193.                         if(Mode==3)
  194.                         Mode=0;
  195.                         BUZZ=1;
  196.                 }
  197.                 while(SET==0)
  198.                 {
  199.                         if(Mode==0)
  200.                                 {
  201.                                 //        write_1602com(0x80+0x40+6);
  202.                                         write_1602com(0x0c);
  203.                                 }       
  204.                         else if(Mode==1)
  205.                                 {
  206.                                         write_1602com(0x80+0x40+4);
  207.                                         write_1602com(0x0f);
  208.                                 }       
  209.                         else
  210.                                 {
  211.                                         write_1602com(0x80+0x40+13);
  212.                                         write_1602com(0x0f);
  213.                                 }                                                       
  214.                 }
  215.         }
  216.         //增加
  217.         if(ADD==0&&Mode==1)
  218.         {
  219.                 BUZZ=0;
  220.                 delay(10);
  221.                 if(ADD==0)       
  222.                 {
  223.                         TH++;
  224.                         if(TH>=99)       
  225.                         TH=99;
  226.                         write_1602com(0x80+0x40+3);
  227.                         write_1602dat(TH/10+0x30);
  228.                         write_1602dat(TH%10+0x30);
  229.                         write_1602com(0x80+0x40+4);       
  230.                         BUZZ=1;
  231.                 }
  232.                 while(ADD==0);
  233.                
  234.         }
  235.         //减少
  236.         if(DEC==0&&Mode==1)
  237.         {
  238.                 BUZZ=0;
  239.                 delay(10);
  240.                 if(DEC==0)
  241.                 {
  242.                         TH--;
  243.                         if(TH==TL)       
  244.                         TH=TL+1;
  245.                         write_1602com(0x80+0x40+3);
  246.                         write_1602dat(TH/10+0x30);
  247.                         write_1602dat(TH%10+0x30);
  248.                         write_1602com(0x80+0x40+4);       
  249.                         BUZZ=1;
  250.                 }
  251.                 while(DEC==0);
  252.         }
  253.         if(ADD==0&&Mode==2)
  254.         {
  255.                 BUZZ=0;
  256.                 delay(10);
  257.                 if(ADD==0)       
  258.                 {
  259.                         TL++;
  260.                         if(TL==TH)       
  261.                         TL=TH-1;
  262.                         write_1602com(0x80+0x40+12);
  263.                         write_1602dat(TL/10+0x30);
  264.                         write_1602dat(TL%10+0x30);
  265.                         write_1602com(0x80+0x40+13);       
  266.                         BUZZ=1;
  267.                 }
  268.                 while(ADD==0);
  269.                
  270.         }
  271.         //减少
  272.         if(DEC==0&&Mode==2)
  273.         {
  274.                 BUZZ=0;
  275.                 delay(10);
  276.                 if(DEC==0)
  277.                 {
  278.                         TL--;
  279.                         if(TL<=0)       
  280.                         TL=0;
  281.                         write_1602com(0x80+0x40+12);
  282.                         write_1602dat(TL/10+0x30);
  283.                         write_1602dat(TL%10+0x30);
  284.                         write_1602com(0x80+0x40+13);       
  285.                         BUZZ=1;
  286.                 }
  287.                 while(DEC==0);               
  288.         }
  289. }

  290. /*****报警子程序*****/
  291. void Alarm()
  292. {
  293.         if(x>=10){beep_st=~beep_st;x=0;}
  294.         if(Mode==0)
  295.         {
  296.                 if((c/10)>=TH)
  297.                 {
  298.                         ALAM=0;
  299.                         ALAM1=1;
  300.                         if(beep_st==1)
  301.                         BUZZ=0;
  302.                         else
  303.                         BUZZ=1;
  304.                 }
  305.                 else if((c/10)<TL)
  306.                 {
  307.                         ALAM1=0;
  308.                         ALAM=1;
  309.                         if(beep_st==1)
  310.                         BUZZ=0;
  311.                         else
  312.                         BUZZ=1;
  313.                 }
  314.                 else
  315.                 {
  316.                         BUZZ=1;
  317.                         ALAM=1;
  318.                         ALAM1=1;               
  319.                 }
  320.         }
  321.         else
  322.         {
  323.                 BUZZ=1;
  324.                 ALAM=1;
  325.                 ALAM1=1;
  326.         }
  327. }

  328. /*****主函数*****/
  329. void main(void)
  330. {
  331.         uint z;
  332.         delay(1);
  333.         lcd_init();
  334.         delay(1);
  335.         InitTimer();    //初始化定时器
  336.        
  337.         for(z=0;z<100;z++)
  338.         {
  339.                 check_wendu();
  340.                 delay(1);        
  341.         }
  342.         while(1)
  343.         {
  344.                
  345.                 display();
  346.                 KEY();
  347.                 Alarm();
  348.                 check_wendu();
  349.         }
  350. }

  351. /*****定时器0中断服务程序*****/
  352. void timer0(void) interrupt 1
  353. {
  354. TH0=0x3c;
  355. TL0=0xb0;
  356. x++;
  357. }
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沙发
cool900 发表于 2019-2-26 10:25 | 只看该作者
刚好要用到 谢谢分享
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板凳
itachi00 发表于 2019-3-29 15:52 | 只看该作者
谢谢分享 好好学习
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地板
itachi00 发表于 2019-3-29 15:53 | 只看该作者
非常好 有借鉴意义
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5#
ma221043 发表于 2019-3-29 21:39 | 只看该作者
感觉应该不错
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6#
h@li 发表于 2019-3-31 15:56 | 只看该作者
感觉很好,刚好能用上,谢谢分享
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7#
liuxuepeng 发表于 2019-4-5 15:41 | 只看该作者
有没有程序的流程图?
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8#
liuxuepeng 发表于 2019-4-11 22:18 | 只看该作者
楼主有没有PCB图?
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9#
光明萨满爱迪生 发表于 2019-4-17 21:30 来自手机 | 只看该作者
刚好用上,谢谢分享
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10#
zzfight 发表于 2019-4-18 15:20 | 只看该作者
谢谢分享
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11#
brew9 发表于 2019-4-18 17:35 | 只看该作者
很想知道如何以0.5度误差的DS18B20,来实现0.1度的温控精度。
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12#
zyt19980919 发表于 2019-4-18 23:34 | 只看该作者
把温度传感器换成了K热电偶,显示屏程序怎么改成1000到1200啊
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13#
明棋M 发表于 2019-4-19 10:10 来自手机 | 只看该作者
zyt19980919 发表于 2019-4-18 23:34
把温度传感器换成了K热电偶,显示屏程序怎么改成1000到1200啊

电阻炉的温度控制吗
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14#
RoseCG 发表于 2019-4-22 09:02 | 只看该作者
怎么仿真的led没有显示啊
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15#
zyt19980919 发表于 2019-4-22 16:33 | 只看该作者
明棋M 发表于 2019-4-19 10:10
电阻炉的温度控制吗

额额,也行,你会弄吗,6675程序不知道怎么加进去
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16#
无效楼层,该帖已经被删除
17#
hyyzzby 发表于 2019-5-6 18:19 | 只看该作者
刚好要用到 谢谢分享
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18#
淋雨一直走 发表于 2019-5-17 12:23 来自手机 | 只看该作者
差不多的例子,在《单片机原理与应用》第2版 曾屹主编书中第250页“数字温度计”
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19#
淋雨一直走 发表于 2019-5-17 12:24 来自手机 | 只看该作者
代码在第259页,还挺像的,感觉代码95%相似
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20#
wxkn937 发表于 2019-5-17 14:40 | 只看该作者
很有帮助  感谢分享
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21#
wxkn937 发表于 2019-5-17 14:41 | 只看该作者
很完整对我帮助很大  谢谢
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22#
淋雨一直走 发表于 2019-5-17 16:29 来自手机 | 只看该作者
也没有95%那么高,80%应该有
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23#
lansir 发表于 2019-5-20 02:26 | 只看该作者
太感谢了
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24#
1970413193 发表于 2019-5-21 23:01 来自手机 | 只看该作者
谢谢分享
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25#
gdatgb 发表于 2019-5-22 14:32 | 只看该作者
谢谢分享,学习一下!
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26#
无效楼层,该帖已经被删除
27#
无效楼层,该帖已经被删除
28#
搬哪去啊 发表于 2019-5-23 08:50 来自手机 | 只看该作者
楼主你自己做的嘛?   有没有联系方式,
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29#
搬哪去啊 发表于 2019-5-23 08:50 来自手机
楼主自己做的嘛? 有没有联系方式  我有个东西想让你帮忙做个东西,有偿

30#
枫火 发表于 2019-5-23 10:28 | 只看该作者
非常棒  很实用
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31#
平均偶 发表于 2019-6-10 12:19 | 只看该作者
真棒啊 啊啊啊啊啊
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