基于单片机的温控系统的技术报告.docx
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基于单片机的温控系统的技术报告
基于单片机AT89C51温控系统的技术报告
学院：
自动化学院
参赛成员：
李瑞江（学号：
08200323）
陈小龙（学号：
08200316）
冉景海（学号：
08200318）
基于单片机AT89C51温控系统
一、原理
本设计以AT89C51单片机为控制核心设计了温度实时测量及控制系统。
单片机AT89C51能够根据温度传感器DS18B20所采集的温度数据来控制加热器或致冷器的启停，从而把温度控制在设定的范围之内。
在温控开关被激活的情况下，当温度低于设定的下限时，单片机启动加热器加热，同时点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，单片机启动致冷器降温，同时点亮红色发光二极管。
因加热和制冷工作原理相同，本文仅进行高温制冷设计。
所有温度数据均通过7位LED数码管显示出来。
二、系统设计
1、方案设计
感器将温度信息变换为模拟电压信号后，将电压信号放大到单片机可以处理的范围内，经过低通滤波，滤掉干扰信号送入单片机。
单片机将检测到的温度信息与设定值进行比较，如果检测值高于设定值，则启动制冷系统，降低环境温度；同理，如果检测值低于设定值，则启动加热系统，提高环境温度，达到控制温度的目的。
该单片机温度控制系统是以AT89C51单片机为控制核心，用温度传感器DS18B20进行温度采集。
整个系统硬件部分包括温度检测系统、A/D转换、单片机、I/O设备、控制执行系统等。
单片机温控系统的控制原理如下图所示：
图一单片机温控系统的控制原理
2、硬件电路设计
设计中，使用AT89C51的P1.0管脚接收由温度传感器送出的数字温度信号；管脚P0.0~P0.7用于输出温度各位上的数字，连接LED数码管，作为显示内容；P2.0~P2.3管脚作为LED数码管轮流显示的控制信号的输出端；P3.6接绿灯（发出绿光的二极管），P3.5接红灯（发出红光的二极管）；单片机的外围设备包括：
时钟振荡器、DS18B20数字温度传感器、温度显示设备和高温制冷电机等。
具体的硬件电路连接如下图：
（原理图）
3、软件程序设计
主程序调用了2个子程序，分别是LCD显示程序、温度采集程序。
LCD显示程序，用于温度等数据的实时显示；温度采集程序负责把DS18B20所采集的现场温度读入到指定的数组中。
主程序的流程图如下：
程序见附录：
三、PROTEUS仿真及结果
照硬件连接图所示电路原理图，在Proteus里面建立元器件连接关系。
根据设计功能要求在KeilμVision3环境下编写C语言程序，并编译连接生成十六进制的hex文件，把此文件加载到单片机，就可以进行Proteus仿真了。
仿真结果如下图所示：
（仿真结果）
程序设计中，我们定下的温度控制范围是0~99℃。
如仿真结果所示，当环境温度高于100℃，即为100℃时，数码管显示00.0C，为101℃时，数码管显示01.0C。
此时，P3.0管脚输出高电压，经过光电隔离设备，继电器中有电流流过，制冷电机工作。
当环境温度降低并低于于30℃时，蜂鸣器开始以慢“滴”声快报警，并且伴随红色发光二极管闪烁；当环境温度升高并高于45℃时，蜂鸣器开始以相同慢“滴”声报警并且伴随绿色发光二极管闪烁；当环境温度处于30—45℃之间时，蜂鸣器不报警且发光二极管不闪烁。
在硬件设计过程中，由于proteus仿真图中在数码管的位置没有接三极管，显示的效果较好，但在实际的电路中显示的数字较暗。
附录：
#include
#include
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint;
uintshangxian=35,xiaxian=30;
uchark1=0;
uintTempH,TempL;
sbitRED_LED=P3^6;
sbitGREEN_LED=P3^5;
sbitSPEAK=P3^7;
sbitchaidan=P1^2;
sbitjia=P3^1;
sbitjian=P3^2;
sbitDQ=P1^0;//ds18b20端口
sfrdataled=0x80;//显示数据端口
uinttemp;
ucharflag_get,count,num,minute,second;
ucharcodetab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};
ucharstr[6];
voiddelay1（ucharMS）;
unsignedintReadTemperature（void）;
voidInit_DS18B20（void）;
unsignedcharReadOneChar（void）;
voidWriteOneChar（unsignedchardat）;
voiddelay（unsignedinti）;
voidprocess_alarm（）;
voidpresskey（）;
voidchengxux（）;
voidchengxus（）;
unsignedlongLedOut[5],LedNumVal;
voidUARTinit（void）
{
SCON=0x50;
TMOD|=0x20;
TH1=0xFD;
TR1=1;
TI=1;
}
zhuchengxu（）
{
TMOD|=0x01;//定时器设置
TH0=0xef;
TL0=0xf0;
IE=0x82;
TR0=1;
UARTinit（）;
P2=0x00;//赋初值
count=0;
while
（1）
{
str[5]=0xc6;//显示C符号
str[2]=tab[（TempH%100）/10];//十位温度
str[3]=tab[（TempH%100）%10]&0x7f;//个位温度,带小数点
str[4]=tab[TempL];
process_alarm（）;
if（flag_get==1）//定时读取当前温度
{
temp=ReadTemperature（）;
TempH=temp>>4;
TempL=temp&0x0F;
TempL=TempL*6/10;//小数近似处理
printf（"%d.%d\n",TempH,TempL）;
flag_get=0;
}
}
}
voidtim（void）interrupt1using1//中断，用于数码管扫描和温度检测间隔
{
TH0=0xef;//定时器重装值
TL0=0xf0;
num++;
if（num==200）
{num=0;
flag_get=1;//标志位有效
second++;
if（second>=60）
{second=0;
minute++;
}
}
count++;
if（count==3）
{P2=0x01;
dataled=str[2];
}
if（count==4）
{P2=0x02;
dataled=str[3];
}
if（count==5）
{P2=0x04;
dataled=str[4];
}
if（count==6）
{P2=0x08;
dataled=str[5];
count=0;
}
}
voidpresskey（）
{
if（chaidan==0）
{
delay（110）;
if（chaidan==0）
{
k1++;
while（!
chaidan）;
}
}
}
voiddelay（unsignedinti）//延时函数
{
while（i--）;
}
voidInit_DS18B20（void）
{
unsignedcharx=0;
DQ=1;//DQ复位
delay（8）;//稍做延时
DQ=0;//单片机将DQ拉低
delay（80）;//精确延时大于480us
DQ=1;//拉高总线
delay（10）;
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
delay（5）;
}
unsignedcharReadOneChar（void）
{
unsignedchari=0;
unsignedchardat=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DQ=0;//给脉冲信号
dat>>=1;
DQ=1;//给脉冲信号
if（DQ）
dat|=0x80;
delay（5）;
}
return（dat）;
}
voidWriteOneChar（unsignedchardat）
{
unsignedchari=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DQ=0;
DQ=dat&0x01;
delay（5）;
DQ=1;
dat>>=1;
}
delay（5）;
}
unsignedintReadTemperature（void）
{
unsignedchara=0;
unsignedintb=0;
unsignedintt=0;
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;//跳过读序号列号的操作
WriteOneChar（0x44）;//启动温度转换
delay（200）;
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;//跳过读序号列号的操作
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
a=ReadOneChar（）;//低位
b=ReadOneChar（）;//高位
b<<=8;
t=a+b;
return（t）;
}
voidprocess_alarm（）
{
if（TempH=5）
{
RED_LED=0;
SPEAK=0;
delay（11000）;
RED_LED=1;
SPEAK=1;
delay（11000）;
}
elseif（TempH>=shangxian&&TempH<85）
{
GREEN_LED=0;
SPEAK=0;
delay（5500）;
GREEN_LED=1;
SPEAK=1;
delay（5500）;
}
else
{
RED_LED=1;
SPEAK=0;
GREEN_LED=1;
}
}
voidchengxux（）
{
unsignedintt,shi,ge,xiaoshu1,xiaoshu2;
t=xiaxian;
while
（1）
{
if（jia==0）
{
delay（1100）;
if（jia==0）
{
t++;
while（jia）;
}
}
if（xiaxian>=40）
{
xiaxian=0;
}
else
if（jian==0）
{
delay（1100）;
if（jian==0）
{
xiaxian--;
while（jian）;
}
}
if（xiaxian<=0）
{
xiaxian=40;
}
shi=t/1000;
ge=t%1000/100;
xiaoshu1=t%100/10;
xiaoshu2=t%10;
P2=0x01;
dataled=tab[shi];
delay（250）;
P2=0x02;
dataled=tab[ge];
delay（250）;
P2=0x04;
dataled=tab[xiaoshu1];
delay（250）;
P2=0x08;
dataled=tab[xiaoshu2];
delay（250）;
}
}
voidchengxus（）
{
xiaxian=shangxian;
chengxux（）;
}
voidmain（）
{
while
（1）
{
presskey（）;
switch（k1）
{
case0:
zhuchengxu（）;break;
case1:
chengxux（）;break;
case2:
chengxus（）;break;
case3:
zhuchengxu（）;break;
default:
break;
}
}
}
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