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电阻炉温度控制系统设计 详细资料 含仿真 源码 教程

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ID:129350 发表于 2017-5-7 09:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
内含程序，原理图和参考文件

温度设定部分
设定部分主要是键盘输入，此部分主要由三个按键组成，PLAS为加，SUBS为减，START为开始。当系统启动时，默认设定温度为30℃，当按下PLAS时设置水温增加，按下SUBS时设置水温减小，当按下START时为开始加热。
此部分按键为常开按钮，当不触发时为断开状态，按键按下之后与地连接，故为低电平，单片机读取按键数据为低电平时有效。
仿真说明
由于单片机端口的驱动能力有限，所以令其低电平触发光电耦合器，故当P1.5口输出低电平时电热丝加热。
当设定温度与实际温度之差大于10℃时属于粗调，即令电热丝持续加热，无PWM控制；当设定温度与实际温度之差小于10℃时属于微调，即电热丝加热时受PWM控制。
仿真结果
对各温度仿真结果如下：
（1）实际温度19℃，设定温度30℃
当差值大于10℃时，输出为低电平，电热丝持续加热，如图5.1所示：
0.png


（2）实际温度21℃，设定温度30℃当差值小于10℃，控制算法开始起作用，由低电平部分控制加热，如图5.2所示：
0.png

（3）实际温度24℃，设定温度30℃当差值逐渐缩小，低电平时间减少，电热丝功率降低，如图5.3所示：
0.png

（4）实际温度28℃，设定温度30℃当差值逐渐缩小，低电平时间减少，电热丝功率降低，如图5.4所示： 0.png

（5）实际温度32℃，设定温度30℃当设定温度小于实际温度时，PWM输出高电平，电热丝不工作，如图5.5所示：
0.png



1.1 结论（1）当设定温度与实际温度之差小于10℃时，P1.5输出PWM方波控制电热丝加热功率，以达到精确调温的目的。（2）当差值大于10℃时，电热丝持续加热，使其尽快进入到PWM调节阶段（3）当设定温度小于实际温度，说明温度已超调，故电热丝不工作，使其降温。

0.png 0.png

  1. //包含的头文件
  2. #include<REG51.H>                                                                                                                                                  
  3. #include<math.h>
  4. #include<INTRINS.H>
  5. #include<string.h>
  6. //定义宏定义
  7. #define CIRCLE 100
  8. #define uchar unsigned char
  9. #define uint   unsigned int;

  11. struct PID {  
  12. unsigned int SetPoint; // 设定目标 Desired Value  
  13. unsigned int Proportion; // 比例常数 Proportional Const  
  14. unsigned int Integral; // 积分常数 Integral Const  
  15. unsigned int Derivative; // 微分常数 Derivative Const  
  16. unsigned int LastError; // Error[-1]  
  17. unsigned int PrevError; // Error[-2]  
  18. unsigned int SumError; // Sums of Errors  
  19. };  
  20. struct PID spid; // PID Control Structure  
  21. unsigned int rout; // PID Response (Output)  
  22. unsigned int rin; // PID Feedback (Input)  
  23. typedef unsigned char BYTE;
  24. typedef unsigned int WORD;
  25. typedef bit BOOL ;

  27. sbit key1=P3^2;   //定义按键位置
  28. sbit key2=P3^3;
  29. sbit key3=P3^4;

  31. sbit rs = P1^0;
  32. sbit rw = P1^1;
  33. sbit ep = P1^2;
  34. sbit pwm=P1^5; //PWM输出端设置为P1.5输出
  35. sbit DQ=P1^3;//ds18b20 信号引脚即DQ
  36. sfr dataled=0x80;//显示数据端口 即P2口为段选码输入口
  37. uchar temp;//温度变量
  38. unsigned char set_temper=30;  
  39. unsigned char high_time;
  40. unsigned int s;   
  41. uchar flag_get,count,num,counter; //温度读取标志位、中断次数变量t0中断次数以读取温度值, t1中断次数以控制周期和PWM的占空比
  42. char const table[]={100,80,70,60,50,40,30,20,0};//高电平时间查表
  43. uchar
  44. code
  45. tab[]={0x28,0xEB,0x32,0xA2,0xE1,0xA4,0x24,0xEA,0x20,0xA0,0x60,0x25,0x3C,0x23,0x34,
  46. 0x74,0xF7,0xFF};//,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};//共阳led显示段码115段码表
  47. uchar  shi,ge,danwei,dang,dang_dis;  // 定义温度十位、个位、摄氏度单位、及档位变量名称,及显示档位的查表变量

  49. void delay1(uchar MS);// 延时函数
  50. unsigned char ReadTemperature(void);//读温度子函数
  51. void Init_DS18B20(void);// DS18B20初始化
  52. unsigned char ReadOneChar(void);//读字节子函数
  53. void WriteOneChar(unsigned char dat);//写字节子函数
  54. void delay(unsigned int i);//延时
  55. //void del(unsigned int);
  56. void drive_moto();//由P1低四位输出控制信号
  57. void initial();
  58. unsigned int TempBuffer[5];
  59. BYTE code dis1[] = {"Temperature:"};
  60. BYTE code dis2[] = {"Set_Temper:"};
  61. BYTE code dis3[] = {"0123456789"};
  62. BYTE code dis4[] = 0xdf;
  63. BYTE code dis5[] = {"C"};
  64. //定义函数
  65. void delay2(BYTE ms)
  66. {  
  67. BYTE i;
  68. while(ms--)
  69. {
  70.   for(i = 0; i< 250; i++)
  71.   {
  72.    _nop_();
  73.    _nop_();
  74.    _nop_();
  75.    _nop_();
  76.   }
  77. }
  78. }
  79. // 测试LCD忙碌状态  
  80. BOOL lcd_bz()
  81. {      
  82. BOOL result;
  83. rs = 0;
  84. rw = 1;
  85. ep = 1;
  86. _nop_();
  87. _nop_();
  88. _nop_();
  89. _nop_();
  90. result = (BOOL)(P0 & 0x80);
  91. ep = 0;
  92. return result;  
  93. }
  94. // 写入指令数据到LCD  
  95. void lcd_wcmd(BYTE cmd)
  96. {      
  97. while(lcd_bz());
  98. rs = 0;
  99. rw = 0;
  100. ep = 0;
  101. _nop_();
  102. _nop_();  
  103. P0 = cmd;
  104. _nop_();
  105. _nop_();
  106. _nop_();
  107. _nop_();
  108. ep = 1;
  109. _nop_();
  110. _nop_();
  111. _nop_();
  112. _nop_();
  113. ep = 0;   
  114. }

  116. //设定显示位置
  117. void lcd_pos(BYTE pos)
  118. {      
  119. lcd_wcmd(pos | 0x80);
  120. }
  121. //写入字符显示数据到LCD
  122. void lcd_wdat(BYTE dat)  
  123. {      
  124. while(lcd_bz());
  125. rs = 1;
  126. rw = 0;
  127. ep = 0;
  128. P0 = dat;
  129. _nop_();
  130. _nop_();
  131. _nop_();
  132. _nop_();
  133. ep = 1;
  134. _nop_();
  135. _nop_();
  136. _nop_();
  137. _nop_();
  138. ep = 0;  
  139. }

  141. //LCD初始化设定  
  142. void lcd_init()
  143. {      
  144. lcd_wcmd(0x38);   //
  145. delay2(1);
  146. lcd_wcmd(0x0c);   //
  147. delay2(1);
  148. lcd_wcmd(0x06);   //
  149. delay2(1);
  150. lcd_wcmd(0x01);   //清除LCD的显示内容
  151. delay2(1);
  152. }

  154. //初始化相应的寄存器
  155. void initial()
  156. {
  157. EA=1;
  158. TMOD=0x11;//定时器设置皆工作在16定时计数器模式
  159. TH0=0xef;//T0赋初值
  160. TL0=0xf0;
  161. TH1=(65536-1000)/256;//T1赋初值
  162. TL1=(65536-1000)%256;
  163. ET1=1;
  164. ET0=1;
  165. TR0=1;
  166. TR1=1;
  167. P2=0xff;   
  168. count=0;
  169. counter=0;//pwm占空比控制变量
  170. //IP=0x08; //T1优先级高于T0 ,后来证明此语句是多余的因为当加入此句后反/////而PWM调速和温度检测都变得有点不稳定
  171. }
  172. //延时函数
  173. void delay(unsigned int i)
  174. {
  175. while(i--);  
  176. }

  178. //18b20初始化函数检测总线上是否有从属器件DS的存在若存在则通讯成功
  179. void Init_DS18B20(void)
  180. {
  181. unsigned char x=0;
  182. DQ = 1;    //DQ复位
  183. delay(8);  //稍做延时
  184. DQ = 0;    //单片机将DQ拉低
  185. delay(80); //延时 大于 480us
  186. DQ = 1;    //拉高总线
  187. delay(10);
  188. 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因为DQ复位成功的回答信号即存在信号是低电平
  189. delay(5);
  190. }

  192. //读一个字节ROM
  193. unsigned char ReadOneChar(void)
  194. {
  195. unsigned char i=0;
  196. unsigned char dat = 0;
  197. for (i=8;i>0;i--)
  198. {
  199.   DQ = 0; // 给脉冲信号
  200.   dat>>=1;
  201.   DQ = 1; // 给脉冲信号
  202.   if(DQ)
  203.    dat|=0x80;//
  204.   delay(5);
  205. }
  206. return(dat);
  207. }

  209. //写一个字节
  210. void WriteOneChar(unsigned char dat)
  211. {
  212. unsigned char i=0;
  213. for (i=8; i>0; i--)
  214. {
  215.   DQ = 0;
  216.   DQ = dat&0x01;
  217.   delay(5);
  218.   DQ = 1;
  219.   dat>>=1;
  220. }
  221. delay(5);
  222. }
  223. //读取温度
  224. unsigned char ReadTemperature(void)
  225. {
  226. unsigned char a=0;
  227. unsigned char b=0;
  228. unsigned char t=0;

  230. Init_DS18B20();// 复位
  231. WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
  232. WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
  233. delay(100);
  234. Init_DS18B20();  //每次操作前都要进行复位
  235. WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作  
  236. WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等共可读9个寄存器 前两个就是温度
  237. a=ReadOneChar();
  238. b=ReadOneChar();
  239. s=(unsigned int)(a&0x0f);  
  240. b<<=4;//取高字节的第四位因为高四位为符号位1111为负0000为正
  241. b+=(a&0xf0)>>4;//忽略小数位取a的高四位与b的相加就是此时所测得到整数温度值
  242. t=b;
  243. return(t);//返回温度值给这个函数
  244. }

  246. //显示函数
  247. void printf()
  248. {
  249. BYTE i;
  250. delay2(10);
  251. lcd_pos(0x00);    // 设置显示位置为第一行的第5个字符
  252. i = 0;
  253. while(dis1[i] != '\0')
  254. {      
  255.   lcd_wdat(dis1[i]);
  256.   i++;
  257. }
  258. lcd_pos(0x40);   // 设置显示位置为第二行第二个字符
  259. i = 0;
  260. while(dis2[i] != '\0')
  261. {
  262.   lcd_wdat(dis2[i]); // 显示字符
  263.   i++;
  264. }
  265. TempBuffer[0]=temp/10;  //十位
  266. TempBuffer[1]=temp%10;  //个位
  267. lcd_pos(0x0c);  
  268. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[0]]); //测试温度十位
  269. lcd_pos(0x0d);  
  270. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[1]]); //测试温度个位
  271. lcd_pos(0x0e);
  272. lcd_wdat(dis4[0]);  
  273. lcd_pos(0x0f);
  274. lcd_wdat(dis5[0]);

  276. TempBuffer[2]=set_temper/10;  //十位
  277. TempBuffer[3]=set_temper%10;  //个位
  278. lcd_pos(0x4c);  
  279. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[2]]); //设置温度十位
  280. lcd_pos(0x4d);  
  281. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[3]]); //设置温度个位
  282. lcd_pos(0x4e);
  283. lcd_wdat(dis4[0]);  
  284. lcd_pos(0x4f);
  285. lcd_wdat(dis5[0]);
  286. }

  288. //键盘输入函数
  289. void keyscan()
  290. {
  291.          if(key1==0)
  292.          {
  293.           delay(200);
  294.           if(key1==0)
  295.           {
  296.            set_temper++;
  297.           }
  298.          }
  299.           
  300.          if(key2==0)
  301.          {
  302.           delay(200);
  303.           if(key2==0)
  304.           {
  305.            set_temper--;
  306.           }
  307.          }


  310. //         //开始按键
  311. // if(key3==0)
  312. // {
  313. //          delay(300);
  314. //         if(key3==0)
  315. //         {
  316. //                        TR1=1;       
  317. //         }
  318. // }

  320. }

  322. //T1定时中断服务程序  
  323. void into(void) interrupt 3  
  324. {   
  325.    
  326.     TH1=(65536-1000)/256;//初值重装
  327.     TL1=(65536-1000)%256;
  328. counter++;
  329.   if(counter>CIRCLE)  
  330. {
  331.   counter=0;////限定周期为T=100X0.01ms=10ms
  332. }  
  333. if(counter<=high_time)//取得查表参数以调节pwm的占空比
  334. pwm=1;//PWM高电平
  335. else   
  336. pwm=0;
  337. }


  340. //设定占空比函数
  341. void compare_temper()  
  342. {
  343. char shi=0,ge=0;
  344. if(set_temper>temp)  
  345. {  
  346. //当设置温度与实际温度大于10度时
  347.           if(set_temper-temp>=10)
  348.           {
  349.           //进入死循环
  350.                           while(1)
  351.                           {
  352.                            TR1=0;      //关闭定时器   从而关闭PWM波
  353.                            pwm=0;           //输出低电平
  354.                            temp=ReadTemperature();        //读取温度传感器的值
  355.                            shi=temp/10;                 //分离出十位
  356.                            ge=temp%10;                 //分离出个位
  357.                            lcd_pos(0x0c);         //设置显示位置
  358.                            lcd_wdat(0x30+shi);          //在指定位置显示十位
  359.                            lcd_pos(0x0d);                 //设置显示位置
  360.                            lcd_wdat(0x30+ge);            //在指定位置显示各位

  362.                            if(set_temper-temp<10)         //如果温度差值低于10度
  363.                                            {
  364.                                         TR1=1; //打开定时器  开pwm波
  365.                                            break;         //跳出循环
  366.                                         }
  367.                            }   
  368.                   }  
  369.                   else
  370.                   {
  371.                   //打开定时器
  372.                   TR1=1;
  373.                   //根据差值调整PWM波
  374.                    if (set_temper-temp==9)  
  375.                     high_time=10;
  376.                    if (set_temper-temp==8)  
  377.                     high_time=20;
  378.                    if (set_temper-temp==7)  
  379.                     high_time=30;
  380.                    if (set_temper-temp==6)  
  381.                     high_time=40;
  382.                    if (set_temper-temp==5)  
  383.                     high_time=50;
  384.                    if (set_temper-temp==4)  
  385.                     high_time=60;
  386.                    if (set_temper-temp==3)  
  387.                     high_time=70;
  388.                    if (set_temper-temp==2)  
  389.                     high_time=80;
  390.                    if (set_temper-temp==1)  
  391.                     high_time=90;
  392.                   }  
  393.         }  
  394. else if(set_temper<temp)
  395. {
  396. //关闭定时器
  397.    pwm=1;
  398.    TR1=0;  
  399. }   
  400. }
  401. main()
  402. {
  403. initial();// 初始化个变量及定时器的初值开中断等
  404. lcd_init();    // 初始化LCD  
  405. while(1)
  406. {
  407. //比较函数
  408.   compare_temper();
  409. //输出函数  
  410.   printf();
  411.   //读取温度函数
  412.   

  414. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………

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ID:89286 发表于 2017-5-28 07:08 | 显示全部楼层
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ID:207506 发表于 2017-6-4 14:19 | 显示全部楼层
终于找到我需要的了
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ID:207506 发表于 2017-6-4 14:46 | 显示全部楼层
thanks for sharing
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ID:207146 发表于 2017-6-12 21:43 | 显示全部楼层
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ID:201547 发表于 2017-6-23 21:45 | 显示全部楼层
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ID:263675 发表于 2017-12-28 14:29 | 显示全部楼层
版主附件里代码也不全啊  
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ID:314339 发表于 2018-4-23 20:24 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢楼主，但愿能用
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ID:338102 发表于 2018-6-1 16:20 来自手机 | 显示全部楼层
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ID:338102 发表于 2018-6-1 16:21 来自手机 | 显示全部楼层
请问温度控制部分在画电气原理图是电阻丝加热的部分可以加在哪个地方？直接把正玄波信号源换成电阻丝可以吗？
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ID:323102 发表于 2018-6-7 01:17 | 显示全部楼层
为什么仿真没问题做电路程序就没效果死机怎么办？能不能靠谱点
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ID:543692 发表于 2019-5-22 18:40 | 显示全部楼层
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ID:432653 发表于 2020-5-22 20:31 | 显示全部楼层
99度可以做烧开水用
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ID:89217 发表于 2020-5-25 08:27 | 显示全部楼层
挺不错的文案，双击666
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ID:903744 发表于 2021-4-16 08:49 来自手机 | 显示全部楼层
有人可以和我讲一下温度控制那部分工作原理吗
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ID:917567 发表于 2021-6-15 10:46 | 显示全部楼层
请问我的液晶屏为啥不显示呢
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ID:917567 发表于 2021-6-15 10:49 | 显示全部楼层
请问大家液晶屏都显示么
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ID:1037640 发表于 2022-7-1 10:01 | 显示全部楼层
为什么仿真运行的时候有logic contentions detected on net #00006呢？求解
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