Altium Designer画的温度开发板原理图和PCB图如下:(51hei附件中可下载工程文件)
双路可编程温度控制系统产品使用手册 【简要说明】 - 尺寸:长72mmX宽86mmX高20mm
二、 主要芯片:单片机、DS18B20、数码管
三、 工作电压:输入电压小于12V,另有24V 可选。功耗小于2W
四、 特点:1、具有输出电压指示灯。
2、输出具有指示灯。
3、采用螺旋压接端子。
4、强大的滤波电路。
5、具有四位数码管显示,可以显示小数点。
6、具有系统复位功能
7、具有完善的保护电路:电流限制、热关断电路、电源防接反功能、续流保护、光耦隔离等
8、可接两个DS18B20传感器
9、两路继电器独立工作控制
10、可以自由编程,提供参考程序
11、继电器所有触点全部输出 12、三个输入控制按键,通过程序也可以自由设定
13、工作稳定可靠。 14、工作温度范围-40℃~+70℃ 15、工作湿度 40% ~ 80%RH 16、可装入槽型板,并安装在DIN导轨上。 【DS18B20基本知识】 DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单,体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。 1、DS18B20产品的特点 (1)、只要求一个端口即可实现通信。 (2)、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 (3)、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。 (4)、测量温度范围在-55。C到+125。C之间。 (5)、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。 (6)、内部有温度上、下限告警设置。 2、DS18B20的引脚介绍 TO-92封装的DS18B20的引脚排列见图1,其引脚功能描述见表1。 (底视图)图1 表1 DS18B20详细引脚功能描述 | | | | | | | | 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。 | | | 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。 |
3. DS18B20的使用方法 由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。 由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。
【标注说明】 【功能描述】
【原理图】 【PCB图】 【元件清单】 元件清单 【应用举例“恒温控制”】 【设定某个温度值,当温度大于这个温度时继电器工作,小于这个设定值时停止。设定温度值具有掉电记忆功能。】
源程序见附件
【应用举例“比较控制系统”】 功能描述:板子;双路温控继电器,两个温控探头,上面的温控探头是A面显示的温度,下面的温控探头是B面显示的温度, 操作过程; 下完程序先设定C,先按加温度键,然后再按减温键,断一下电再上电,这样是为了设定掉电存储 板子功能; 当A的温度大于B的温度到设定值时,继电器A吸合,当再这个设定范围时,断开。有个问题,当B大于A时也会吸合。 - #include<reg52.h>
- #include<math.h>
- #include "INTRINS.H"
- #define uchar unsigned char
- #define uint unsigned int
- //数码管显示段码
- code unsigned char duan[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88, 0x83, 0xC6, 0xBF,0x7f};
-
- unsigned char dong[4] = { 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; //数码管显示缓冲区
- uchar i = 0; //数码管扫描动态索引
- uint time2,time3;
- uchar gai = 0;
- uchar mode = 1; //换页变量
-
- /********************掉电存储*********************************************/
- typedef unsigned char INT8U;
- typedef unsigned int INT16U;
-
- sfr IAP_DATA = 0xC2;
- sfr IAP_ADDRH = 0xC3;
- sfr IAP_ADDRL = 0xC4;
- sfr IAP_CMD = 0xC5;
- sfr IAP_TRIG = 0xC6;
- sfr IAP_CONTR = 0xC7;
- #define ENABLE_ISP 0x82 //系统工作时钟<20MHz 时,对IAP_CONTR 寄存器设置此值
-
- union union_temp16
- {
- INT16U un_temp16;
- INT8U un_temp8[2];
- }my_unTemp16;
-
- INT8U Byte_Read(INT16U add); //读一字节,调用前需打开IAP 功能
- void Byte_Program(INT16U add, INT8U ch); //字节编程,调用前需打开IAP 功能
- void Sector_Erase(INT16U add); //擦除扇区
- void IAP_Disable(); //关闭IAP 功能
- void Delay();
- /******************************18b20*************************************************************/
- bit flag1s = 0; //1s定时标志
-
- extern bit Start18B20(); //18b20初始化函数
- extern bit Get18B20Temp(int *temp); //18b20温度读取函数
- /******************************第二路温控*************************************************/
- bit flag1ss = 0; //1s定时标志
-
- extern bit Start18B200(); //18b20初始化函数
- extern bit Get18B20Tempp(int *tempp); //18b20温度读取函数
- /*******************************************************************************************/
-
- sbit wei1 = P2^3; //数码管的位断开关
- sbit wei2 = P2^4;
- sbit wei3 = P2^5;
- sbit wei4 = P2^6;
-
- bit d1 = 1; //换画面按键当前值
- bit d2 = 1; //计数加按键当前值
- bit d3 = 1; //计数减按键当前值
-
- sbit s1 = P2^0; //计数加
- sbit s2 = P2^1; //计数减
- sbit s3 = P2^2; //换画面按钮
-
- sbit out1 = P1^2; //高温启动
- sbit out2 = P1^3; //低温启动
-
- uchar T0RH = 0; //T0重载值的高字节
- uchar T0RL = 0; //T0重载值的低字节
-
-
- void peizhit0(uint ms); //配置t0定时器
- void key(); //按键扫描函数
-
- void main()
- {
- bit q1 = 1;
- bit q2 = 1;
- bit q3 = 1;
- /***********************18b20***************************************/
- int intT, decT; //温度值的整数和小数部分
- bit res ;
- int temp; //读取到的当前温度值
- /***********************第二路18b20***************************************/
- int intTT, decTT; //温度值的整数和小数部分
- bit ress ;
- int tempp; //读取到的当前温度值
-
- Start18B20(); /*启动DS18B20*/
-
- Start18B200(); /*启动DS18B20*/
-
- /***********************开机读掉电存储内容******************************************************/
-
-
- time2 = Byte_Read(0x03)*255+Byte_Read(0x02); //注意这是把高字节和低字节合在一起
- time3 = Byte_Read(0x05)*255+Byte_Read(0x04); //读三的时间
- EA = 1; //开总中断
- peizhit0(1); //配置T0定时1ms
-
- while(1)
- {
- /*********************第一个按键换页按键************************************/
- if(d3 != q3)
- {
- q3 = d3;
- if(d3 == 0)
- {
- mode = mode+1; //功能设置,4个参数,4个周期为一个循环
- if(mode == 4)
- {
- mode = 1;
- }
- }
- }
- /*******************************第二个按键按下*************************/
-
- if(d2 != q2)
- {
- q2 = d2;
- if(d2 == 0)
- {
-
- if(mode ==2)
- {
- if(time2>0)
- {
- time2--;
- }
- }
- else if(mode ==3)
- {
- if(time3>0)
- {
- time3--;
- }
- }
-
- EA = 0;
- Sector_Erase(0); //擦除0x01地址中的数据
-
- Byte_Program(0x02,time2);
- Byte_Program(0x03,time2>>8);
- Byte_Program(0x04,time3);
- Byte_Program(0x05,time3>>8);
- EA = 1;
- }
- }
- /*****************************第二个按键按下***************************/
-
- if(d1 != q1)
- {
- q1 = d1;
- if(d1 == 0)
- {
-
- if(mode ==2) // b
- {
- time2 = (time2+1)%999;
- }
- else if(mode ==3)
- {
- time3 = (time3+1)%999;//c
- }
-
- EA = 0;
- Sector_Erase(0); //擦除0x01地址中的数据
-
- Byte_Program(0x02,time2);
- Byte_Program(0x03,time2>>8);
- Byte_Program(0x04,time3);
- Byte_Program(0x05,time3>>8);
- EA = 1;
- }
- }
-
- /***************第一层显示**************************/
- if(mode == 1)
- {
-
- dong[0] = duan [10];
- dong[1] = duan [intT/100%10];
- dong[2] = duan [intT/10%10];
- dong[3] = duan [intT%10];
- }
- /*************第二层显示**************************/
- if(mode == 2)
- {
- dong[0] = duan [11];
- dong[1] = duan [intTT/100%10];
- dong[2] = duan [intTT/10%10];
- dong[3] = duan [intTT%10];
- }
- /*************第三层显示**************************/
- if(mode == 3)
- {
- dong[0] = duan [12];
- dong[1] = duan [time3/100%10];
- dong[2] = duan [time3/10%10];
- dong[3] = duan [time3%10];
- }
- /*****************************温控部分**************************************************/
-
- if (flag1s) //每秒更新一次温度
- {
- flag1s = 0;
- gai++;
- Start18B20(); // 注意 一定要随着温度读取函数一起每秒更新启动一次 不然就只能读取到刚上电那一瞬间的温度 启动DS18B20
- res = Get18B20Temp(&temp); //读取当前温度
-
- intT = temp*10 >> 4; // 注意在这个地方temp*10就是精确1位小数点,*100就是精确两位小数点 但是只能精确一位小数点 分离出温度值整数部分
- decT = temp & 0xF; //分离出温度值小数部分
- /*
- if((intT <= time2) && (intT >= time3)) //注意 控制部分要放到 这个函数内 不然上电就会先比较 会有动作 放在这里就可以先读取再比较 稳定
- {
- out2 = 1;
- out1 = 1;
- }
- if(intT >= time2)
- {
- out2 = 1;
- //out1 = 0;
- if(gai >= 3)
- {
- gai = 0;
- out1 = ~out1;
- }
- }
-
- if(intT <= time3)
- {
- out1 = 1;
- //out2 = 0;
- if(gai >= 3)
- {
- gai = 0;
- out2 = ~out2;
- }
-
- }
- */
- }
-
-
- if (flag1ss) //每秒更新一次温度
- {
- flag1ss = 0;
-
- Start18B200(); // 注意 一定要随着温度读取函数一起每秒更新启动一次 不然就只能读取到刚上电那一瞬间的温度 启动DS18B20
- ress = Get18B20Tempp(&tempp); //读取当前温度
-
- intTT = tempp*10 >> 4; // 注意在这个地方temp*10就是精确1位小数点,*100就是精确两位小数点 但是只能精确一位小数点 分离出温度值整数部分
- decTT = tempp & 0xF; //分离出温度值小数部分
-
-
-
- }
- /*************************************************************/
- if((intT-intTT) >= time3)
- {
- out2 = 0;
- }
- else
- {
- out2 = 1;
- }
-
- /************************************************************************/
- }
- }
-
- /* 配置并启动T0,ms-T0定时时间 */
- void peizhit0(uint ms)
- {
- unsigned long tmp; //临时变量
-
- tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率 注意 因为晶振是11.0592,,12个震荡周期才是一个机器周期,所以,计数器加一所用的频率就是11059200/12
- tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值 注意 上面的计数时间单位是秒,所以除以1000就转化为ms了
- tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值
- tmp = tmp + 18; //补偿中断响应延时造成的误差
- T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节 注意 因为是char型所以这个数据如果不向左移动8位他就只能保存低位的8位数据,一个char型变量保存是从低8位先保存,保存完后如果有空间再保存高位,向右移动8位就是让它从高位开始保存,这个16位计数换成二进制是 1111 1000 1101 1110
- T0RL = (unsigned char)tmp; //直接保存低字节数据
- TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
- TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
- TH0 = T0RH; //加载T0重载值
- TL0 = T0RL;
- ET0 = 1; //使能T0中断
- TR0 = 1; //启动T0
- }
- /*按键扫描函数*/
- void key()
- {
- static uchar saomiaozhi[3] = {1,1,1};
- saomiaozhi[0] = (saomiaozhi[0]<<1) | s1;
- saomiaozhi[1] = (saomiaozhi[1]<<1) | s2;
- saomiaozhi[2] = (saomiaozhi[2]<<1) | s3;
-
- if(saomiaozhi[0] == 0x00)
- {
- d1 = 0;
- }
- if(saomiaozhi[0] == 0xff)
- {
- d1 = 1;
- }
- if(saomiaozhi[1] == 0x00)
- {
- d2 = 0;
- }
- if(saomiaozhi[1] == 0xff)
- {
- d2 = 1;
- }
- if(saomiaozhi[2] == 0x00)
- {
- d3 = 0;
- }
- if(saomiaozhi[2] == 0xff)
- {
- d3 = 1;
- }
-
- }
-
- /* T0中断服务函数,完成数码管、按键扫描与秒表计数 */
- void t0() interrupt 1
- {
- static uchar c = 0;
- static unsigned int tmr1s = 0;
- static unsigned int tmr1ss = 0;
- TH0 = T0RH; //重新加载重载值
- TL0 = T0RL;
- c++;
- tmr1s++;
- tmr1ss++;
- if (tmr1s >= 1000) //定时1s
- {
- tmr1s = 0;
- flag1s = 1;
-
- }
- if (tmr1ss >= 1000) //定时1s
- {
- tmr1ss = 0;
- flag1ss = 1;
-
- }
- if(c >= 2)
- { c = 0;
- key(); //按键扫描函数
- }
-
- P0 = 0xff;
- switch (i)
- {
- case 0: wei1 = 0; wei2 = 1; wei3 = 1;wei4 = 1; i++; P0 = dong[0]; break;
- case 1: wei1 = 1; wei2 = 0; wei3 = 1;wei4 = 1; i++; P0 = dong[1]; break;
- case 2: wei1 = 1; wei2 = 1; wei3 = 0;wei4 = 1; i++; P0 = dong[2]; break;
- case 3: wei1 = 1; wei2 = 1; wei3 = 0;wei4 = 1; i++; P0 = 0x7f; break;
- case 4: wei1 = 1; wei2 = 1; wei3 = 1;wei4 = 0; i=0; P0 = dong[3]; break;
- default: break;
- }
- }
- /******************************掉电储存功能********************************************************/
- //读一字节,调用前需打开IAP 功能,入口:DPTR = 字节地址,返回:A = 读出字节
- INT8U Byte_Read(INT16U add)
- {
- IAP_DATA = 0x00;
- IAP_CONTR = ENABLE_ISP; //打开IAP 功能, 设置Flash 操作等待时间
- IAP_CMD = 0x01; //IAP/ISP/EEPROM 字节读命令
-
- my_unTemp16.un_temp16 = add;
- IAP_ADDRH = my_unTemp16.un_temp8[0]; //设置目标单元地址的高8 位地址
- IAP_ADDRL = my_unTemp16.un_temp8[1]; //设置目标单元地址的低8 位地址
-
- //EA = 0;
- IAP_TRIG = 0x5A; //先送 5Ah,再送A5h 到ISP/IAP 触发寄存器,每次都需如此
- IAP_TRIG = 0xA5; //送完A5h 后,ISP/IAP 命令立即被触发起动
- _nop_();
- //EA = 1;
- IAP_Disable(); //关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
- //一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
- return (IAP_DATA);
- }
-
- //字节编程,调用前需打开IAP 功能,入口:DPTR = 字节地址, A= 须编程字节的数据
- void Byte_Program(INT16U add, INT8U ch)
- {
- IAP_CONTR = ENABLE_ISP; //打开 IAP 功能, 设置Flash 操作等待时间
- IAP_CMD = 0x02; //IAP/ISP/EEPROM 字节编程命令
-
- my_unTemp16.un_temp16 = add;
- IAP_ADDRH = my_unTemp16.un_temp8[0]; //设置目标单元地址的高8 位地址
- IAP_ADDRL = my_unTemp16.un_temp8[1]; //设置目标单元地址的低8 位地址
-
- IAP_DATA = ch; //要编程的数据先送进IAP_DATA 寄存器
- //EA = 0;
- IAP_TRIG = 0x5A; //先送 5Ah,再送A5h 到ISP/IAP 触发寄存器,每次都需如此
- IAP_TRIG = 0xA5; //送完A5h 后,ISP/IAP 命令立即被触发起动
- _nop_();
- //EA = 1;
- IAP_Disable(); //关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
- //一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
- }
-
- //擦除扇区, 入口:DPTR = 扇区地址
- void Sector_Erase(INT16U add)
- {
- IAP_CONTR = ENABLE_ISP; //打开IAP 功能, 设置Flash 操作等待时间
- IAP_CMD = 0x03; //IAP/ISP/EEPROM 扇区擦除命令
-
- my_unTemp16.un_temp16 = add;
- IAP_ADDRH = my_unTemp16.un_temp8[0]; //设置目标单元地址的高8 位地址
- IAP_ADDRL = my_unTemp16.un_temp8[1]; //设置目标单元地址的低8 位地址
-
- //EA = 0;
- IAP_TRIG = 0x5A; //先送 5Ah,再送A5h 到ISP/IAP 触发寄存器,每次都需如此
- IAP_TRIG = 0xA5; //送完A5h 后,ISP/IAP 命令立即被触发起动
- _nop_();
- //EA = 1;
- IAP_Disable(); //关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
- //一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
- }
-
- void IAP_Disable()
- {
- //关闭IAP 功能, 清相关的特殊功能寄存器,使CPU 处于安全状态,
- //一次连续的IAP 操作完成之后建议关闭IAP 功能,不需要每次都关
- IAP_CONTR = 0; //关闭IAP 功能
- IAP_CMD = 0; //清命令寄存器,使命令寄存器无命令,此句可不用
- IAP_TRIG = 0; //清命令触发寄存器,使命令触发寄存器无触发,此句可不用
- IAP_ADDRH = 0;
- IAP_ADDRL = 0;
- }
-
- void Delay()
- {
- INT8U i;
- INT16U d=5000;
- while (d--)
- {
- i=255;
- while (i--);
- }
- }
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