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会员注册恒温控制器系统概述
该恒温控制器系统包含以下几个功能：
- 可按键设定温度
- 可显示当前温度和用户设定温度
- 有升温、降温模块
- 可最终达到恒温
仿真软件
- Keil 5
- Proteus 8.6
系统设计
电路设计
恒温控制系统一共有6个模块，分别是主控芯片模块、按键输入模块、设定温度显示模块、当前温度显示模块、温度采集模块和升温、降温模块。
- 按键输入模块：该模块由4*3的矩阵键盘和1个确认按钮构成。系统刚开始启动后，用户通过矩阵键盘输入想要设定的温度(0°~99°)，输入完毕后按下确认键，然后将该温度数据传送给主控芯片AT89C51；
- 设定温度显示模块：该模块由一个2位8段LED数码管构成，主控芯片AT89C51使用P3口控制该数码管的段选，使用P2.4和P2.5两个端口来控制该数码管的位选。主控芯片AT89C51将从矩阵键盘得到的设定温度信息，通过2位8段LED数码管显示出来；
- 温度采集模块；该模块由一个DS18B20温度传感器构成。使用DS18B20温度传感器采集当前的温度，并将该温度信息传送给主控芯片AT89C51；
- 当前温度显示模块：该模块由两个74HC573锁存器和一个4位8段LED数码管构成，主控芯片AT89C51使用P2.6和P2.7控制两个74HC573锁存器的片选，两个锁存器的输入口均与主控芯片的P0口相连，并使用一个100欧的排阻作为P0口的上拉电阻，两个锁存器的输出口分别与4位8段LED数码管的段选口与位选口相连；
- 升温、降温模块：该模块由一个绿色LED和一个红色LED构成，绿色LED负责降温，每闪烁一次温度下降0.5°，红色LED负责升温，每闪烁一次温度上升0.5°。主控芯片AT89C51根据当前温度和用户设定温度之间的差值，来控制升温还是降温，以达到恒温的目的。
软件代码编写
程序的具体流程如下：
- 硬件初始化，关闭所有的数码管；
- 进行两次按键扫描循环，分别获取用户设定温度的十位和个位，获取完毕后，判断确认键是否被按下，如果用户按下确认键则进入到主程序循环中；
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- 在主程序循环中，首先调用dis_set()函数显示用户设定温度；
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然后再从温度传感器获取当前温度，获取当前温度的流程如下图所示，先调用DSreset()函数进行温度传感器的初始化，再调用temwrite()函数，对传感器写入温度转换的指令，进行温度获取和转换，然后调用get_tem()函数对传感器写入读取寄存器指令，从寄存器中读取存储的温度数据，并对该数据进行精度转换处理，最后获得一个保留了1位小数的当前温度数据；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 | temchange(); //获取当前温度//温度获取和转换函数void temchange(void){ DSreset(); delay(1); temwrite(0xcc); //写跳过ROM指令 temwrite(0x44); //写温度转换指令} //读取寄存器中存储的温度数据uint get_tem(void){ uchar l8,h8; DSreset(); delay(1); temwrite(0xcc); //写跳过ROM指令 temwrite(0xbe); //写读寄存器指令 l8 = temread(); //读低8位数据 h8 = temread(); //读高8位数据 tem = h8; tem = tem<<8; tem = tem|l8; //合成一个16位数据 f_tem = tem*0.0625; tem = f_tem*10+0.5; //*10用于保留1位小数点，+0.5用于四舍五入 return (tem);} |
DS18B20温度传感器的基本操作代码如下，各项操作要严格遵守DS18B20温度传感器的时序图，延时时间要足够，可以根据使用的主控芯片适当地修改循环的次数来调整延时。
初始化
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | //温度传感器初始化uint DSreset(void){ uint i; DS = 0; i = 73; while(i>0) i--; DS = 1; i = 0; while(DS) {//等待DS18B20拉低总线 delay(1); i++; if(i>10) { return 0;//初始化失败 } } DS = 1; return 1;//初始化成功} |
读1位数据
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | //读1位数据bit temreadbit(void){ uint i; bit tem_bitdata; DS = 0; i++; //延时 DS = 1; i++; i++; tem_bitdata = DS; i = 10; while(i>0) i--; return(tem_bitdata);} |
读1字节数据
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | //读1字节数据uchar temread(void){ uint i; uchar j,tem_data; for(i=1;i<=8;i++) { j = temreadbit(); tem_data = (j<<7)|(tem_data>>1); //移位，让最低位在最后面 } return (tem_data);} |
写1字节数据
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 | //写1字节数据void temwrite(uchar tem_data){ uint i; uchar j; bit send_bitdata; for(j=1;j<=8;j++) { send_bitdata = tem_data&0x01; //取要发送数据的最低位 tem_data = tem_data>>1; //右移一位 if(send_bitdata) //写1 { DS = 0; i++; i++; DS = 1; i = 10; while(i>0) i--; } else //写0 { DS = 0; i = 10; while(i>0) i--; DS = 1; i++; i++; } }} |
- 获取完当前温度，调用dis_tem()函数显示当前温度；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | for(i=20;i>0;i--) //显示当前温度 dis_tem(get_tem());//显示当前温度函数void dis_tem(uint t){ uchar i; i = t/100; //取温度的十位 display1(1,i); i = t%100/10; //取温度的个位 display1(2,i+10); i = t%10; //取温度的小数点后一位 display1(3,i);}//当前温度数据显示函数void display1(uchar num, uchar tem_data){ WE = 1; //选位,低电平有效 P0 = ~((0x01)<<(num)); WE = 0; DU = 1; //选段，高电平有效 P0 = table[tem_data]; DU = 0; delay(10);} |
- 将当前温度和用户设定温度传入deal()函数，进行恒温控制，在恒温控制函数deal()中，根据判断当前温度和用户设定温度之间的差值进行不同的处理，如果当前温度小于用户设定温度，就进行升温处理，即红灯闪烁一次，每闪烁一次温度上升0.5°，如果当前温度大于用户设定温度，就进行降温处理，即绿灯闪烁一次，每闪烁一次温度下降0.5°，如果当前温度与用户设定温度想等，则不做处理，只显示温度；
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- 进行一次恒温控制后，系统又回到主程序循环的起始点，不断重复上述3-5步骤，使温度保持在用户设定的温度，达到恒温的效果。
代码下载 51单片机恒温控制系统C语言程序代码
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