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單片機智能熱水器設計方案 含仿真與源碼及視頻講解

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ID:361393 發表于 2018-6-28 23:12 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
這是我設計的智能熱水器的控制方案基本功能：將水溫控制在一個0到99攝氏度的溫度上，同時還具有無水自動加水，水滿停止加水以及延時和紅外控制的功能。
里面包含：
1源代碼
2器件清單
3系統仿真
單片機智能熱水器仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）
0.png

仿真視頻講解：
0.png

0.png

單片機源程序如下:
  1. //程序頭函數
  2. #include <reg52.h>
  3. //顯示函數
  4. #include <display.h>
  5. //宏定義
  6. #define uint unsigned int
  7. #define uchar unsigned char

  9. //管腳聲明
  10. sbit jdq= P1^0;        //加熱繼電器
  11. sbit shui=P1^3;//加水繼電器
  12. sbit Feng = P2^6; //蜂鳴器
  13. //按鍵
  14. sbit Key1=P1^4;         //設置
  15. sbit Key2=P1^5;         //加
  16. sbit Key3=P1^6;         //減
  17. sbit Key4=P1^7;         //確定         
  18. sbit shang=P3^7;//上限
  19. sbit xia=P3^6;//下限

  21. sbit DQ=P2^2;                             //定義DS18B20總線I/O
  22. signed char w,bj,bjx,bjd;                                     //溫度值全局變量
  23. uchar c;                                //溫度值全局變量
  24. bit bdata flag=0,flag_BJ,flag_off=1,que;
  25. //時間計算
  26. #define Imax 14000    //此處為晶振為11.0592時的取值,
  27. #define Imin 8000    //如用其它頻率的晶振時,
  28. #define Inum1 145    //要改變相應的取值。
  29. #define Inum2 700
  30. #define Inum3 3000
  31. //解碼變量
  32. unsigned char Im[4]={0x00,0x00,0x00,0x00};

  34. //全局變量
  35. uchar f;
  36. unsigned char m,Tc;
  37. unsigned char IrOK;

  39. //設置變量

  41. uchar xx=29;
  42. //下限
  43. uchar sx=35;
  44. //上限
  45. int ds=0;
  46. uchar Mode=0;

  48. void delay(uint z)
  49. {
  50.         uint i,j;
  51.         for(i=0;i<z;i++)
  52.         for(j=0;j<121;j++);
  53. }
  54. /**************************************************************************************************
  55. **************************溫度工作程序*************************************************************
  56. **************************************************************************************************/
  57. /*****延時子程序*****/
  58. void Delay_DS18B20(int num)
  59. {
  60.   while(num--) ;
  61. }
  62. /*****初始化DS18B20*****/
  63. void Init_DS18B20(void)
  64. {
  65.   unsigned char x=0;
  66.   DQ = 1;         //DQ復位
  67.   Delay_DS18B20(8);    //稍做延時
  68.   DQ = 0;         //單片機將DQ拉低
  69.   Delay_DS18B20(8);   //精確延時，大于480us
  70.   DQ = 1;         //拉高總線
  71.   Delay_DS18B20(14);
  72.   x = DQ;           //稍做延時后，如果x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗
  73.   Delay_DS18B20(20);
  74. }
  75. /*****讀一個字節*****/
  76. unsigned char ReadOneChar(void)
  77. {
  78.   unsigned char i=0;
  79.   unsigned char dat = 0;
  80.   for (i=8;i>0;i--)
  81.   {
  82.     DQ = 0;     // 給脈沖信號
  83.     dat>>=1;
  84.     DQ = 1;     // 給脈沖信號
  85.     if(DQ)
  86.     dat|=0x80;
  87.     Delay_DS18B20(4);
  88.   }
  89.   return(dat);
  90. }
  91. /*****寫一個字節*****/
  92. void WriteOneChar(unsigned char dat)
  93. {
  94.   unsigned char i=0;
  95.   for (i=8; i>0; i--)
  96.   {
  97.     DQ = 1;
  98.     DQ = dat&0x10;
  99.     Delay_DS18B20(5);
  100.     DQ = 0;
  101.     dat>>=1;
  102.   }
  103. }
  104. /*****讀取溫度*****/
  105. unsigned int ReadTemperature(void)
  106. {
  107.   unsigned char a=0;
  108.   unsigned char b=0;
  109.   unsigned int t=0;
  110.   float tt=0;
  111.   Init_DS18B20();
  112.   WriteOneChar(0xC1);  //跳過讀序號列號的操作
  113.   WriteOneChar(0x44);  //啟動溫度轉換
  114.   Init_DS18B20();
  115.   WriteOneChar(0xC1);  //跳過讀序號列號的操作
  116.   WriteOneChar(0xBE);  //讀取溫度寄存器
  117.   a=ReadOneChar();     //讀低8位
  118.   b=ReadOneChar();    //讀高8位
  119.   t=b;
  120.   t<<=8;
  121.   t=t|a;
  122.   tt=t*0.00625;
  123.   t= tt*10+0.5;     //放大10倍輸出并四舍五入
  124.   return(t);
  125. }


  128. /*****讀取溫度*****/
  129. void check_wendu(void)
  130. {
  131.         c=ReadTemperature()-5;                          //獲取溫度值并減去DS18B20的溫漂誤差
  132.         w=c/10;                                                      //計算得到整數位
  133.         if(w<0){w=0;}                                   //設置溫度顯示上限
  134.         if(w>99){w=99;}                                   //設置溫度顯示上限   
  135. }
  136. /**************************************************************************************************
  137. ***************************************************************************************************
  138. **************************************************************************************************/


  141. /**************************************************************************************************
  142. ************************************按鍵工作程序***************************************************
  143. **************************************************************************************************/
  144. void Key()
  145. {
  146.         //模式選擇
  147.         if(Key1==0)
  148.         {
  149.                 while(Key1==0);
  150.                 Feng=0;
  151.                 Mode++;
  152.                 Display_wd();
  153.                 if(Mode==4)
  154.                 {
  155.                         Mode=1;
  156.                         Feng=1;
  157.                 }
  158.                    write_com(0x38);//屏幕初始化
  159.                    write_com(0x0d);//打開顯示 無光標 光標閃爍
  160.                    write_com(0x06);//當讀或寫一個字符是指針后一一位
  161.                 switch(Mode)
  162.                 {
  163.                         case 1:
  164.                         {
  165.                                 write_com(0x80+15);//位置
  166.                                 Feng=1;
  167.                                 break;
  168.                         }
  169.                         case 2:
  170.                         {
  171.                                 write_com(0x80+0x40+5);//位置
  172.                                 Feng=1;
  173.                                 break;
  174.                         }
  175.                         case 3:
  176.                         {
  177.                                 write_com(0x80+0x40+14);//位置
  178.                                 Feng=1;
  179.                                 break;
  180.                         }
  181.                 }
  182.         }
  183.         if(Key2==0&&Mode!=0)
  184.         {
  185.                 while(Key2==0);
  186.                 Feng=0;
  187.                 switch(Mode)
  188.                 {
  189.                         case 1:
  190.                         {
  191.                                 if(ds<999)
  192.                                 {
  193.                                         ds++;
  194.                                         write_com(0x80+13);
  195.                                         write_data('0'+ds/100);
  196.                                         write_data('0'+ds/10%10);
  197.                                         write_data('0'+ds%10);
  198.                                         write_com(0x80+15);//位置
  199.                                 }
  200.                                 Feng=1;
  201.                                 break;
  202.                         }
  203.                         case 2:
  204.                         {
  205.                                 if(sx<99-1)
  206.                                 {
  207.                                         sx++;
  208.                                         write_com(0x80+0x40+4);
  209.                                         write_data('0'+sx/10%10);
  210.                                         write_data('0'+sx%10);
  211.                                         write_com(0x80+0x40+5);//位置
  212.                                 }
  213.                                 Feng=1;
  214.                                 break;                                
  215.                         }
  216.                         case 3:
  217.                         {
  218.                                 if(xx<sx-1)
  219.                                 {
  220.                                         xx++;
  221.                                         write_com(0x80+0x40+13);
  222.                                         write_data('0'+xx/10%10);
  223.                                         write_data('0'+xx%10);
  224.                                         write_com(0x80+0x40+14);//位置
  225.                                 }
  226.                                 Feng=1;
  227.                                 break;                                
  228.                         }               
  229.                 }
  230.         }
  231.         if(Key3==0&&Mode!=0)
  232.         {
  233.                 while(Key3==0);
  234.                 Feng=0;
  235.                 switch(Mode)
  236.                 {
  237.                         case 1:
  238.                         {
  239.                                 if(ds>0)
  240.                                 {
  241.                                         ds--;
  242.                                         write_com(0x80+13);
  243.                                         write_data('0'+ds/100);
  244.                                         write_data('0'+ds/10%10);
  245.                                         write_data('0'+ds%10);
  246.                                         write_com(0x80+15);//位置
  247.                                 }
  248.                                 Feng=1;
  249.                                 break;
  250.                         }
  251.                         case 2:
  252.                         {
  253.                                 if(sx>xx+1)
  254.                                 {
  255.                                         sx--;
  256.                                         write_com(0x80+0x40+4);
  257.                                         write_data('0'+sx/10%10);
  258.                                         write_data('0'+sx%10);
  259.                                         write_com(0x80+0x40+5);//位置
  260.                                 }
  261.                                 Feng=1;
  262.                                 break;                                
  263.                         }
  264.                         case 3:
  265.                         {
  266.                                 if(xx>0)
  267.                                 {
  268.                                         xx--;
  269.                                         write_com(0x80+0x40+13);
  270.                                         write_data('0'+xx/10%10);
  271.                                         write_data('0'+xx%10);
  272.                                         write_com(0x80+0x40+14);//位置
  273.                                 }
  274.                                 Feng=1;
  275.                                 break;                                
  276.                         }               
  277.                 }
  278.         }
  279.         if(Key4==0)
  280.         {
  281.                 while(Key4==0);
  282.                 Feng=0;
  283.                 Mode=0;
  284.         //        write_com(0x38);//屏幕初始化
  285.         //        write_com(0x0c);//打開顯示 無光標 無光標閃爍
  286.                 Init1602();
  287.                 if(ds>0)
  288.                 {
  289.                         flag=1;
  290.                         jdq=1;
  291.                         TR1=1;
  292.                 }
  293.                 Feng=1;
  294.         }
  295.                 if(IrOK==1)
  296.                 {
  297.                         if(Im[2]==0x0d)        //遙控設置鍵
  298.                         {
  299.                                 Feng=0;
  300.                                 Mode++;
  301.                                 Display_wd();
  302.                                 if(Mode==4)
  303.                                 {
  304.                                         Mode=1;
  305.                                         Feng=1;
  306.                                 }
  307.                                    write_com(0x38);//屏幕初始化
  308.                                    write_com(0x0d);//打開顯示 無光標 光標閃爍
  309.                                    write_com(0x06);//當讀或寫一個字符是指針后一一位
  310.                                 switch(Mode)
  311.                                 {
  312.                                         case 1:
  313.                                         {
  314.                                                 write_com(0x80+15);//位置
  315.                                                 Feng=1;
  316.                                                 break;
  317.                                         }
  318.                                         case 2:
  319.                                         {
  320.                                                 write_com(0x80+0x40+5);//位置
  321.                                                 Feng=1;
  322.                                                 break;
  323.                                         }
  324.                                         case 3:
  325.                                         {
  326.                                                 write_com(0x80+0x40+14);//位置
  327.                                                 Feng=1;
  328.                                                 break;
  329.                                         }
  330.                                 }                                 
  331.                         }
  332.                         //+鍵
  333.                         else if(Im[2]==0x40)
  334.                         {
  335.                                 if(Mode!=0)
  336.                                 {
  337.                                         Feng=0;
  338.                                         switch(Mode)
  339.                                         {
  340.                                                 case 1:
  341.                                                 {
  342.                                                         if(ds<999)
  343.                                                         {
  344.                                                                 ds++;
  345.                                                                 write_com(0x80+13);
  346.                                                                 write_data('0'+ds/100);
  347.                                                                 write_data('0'+ds/10%10);
  348.                                                                 write_data('0'+ds%10);
  349.                                                                 write_com(0x80+15);//位置
  350.                                                         }
  351.                                                         Feng=1;
  352.                                                         break;
  353.                                                 }
  354.                                                 case 2:
  355.                                                 {
  356.                                                         if(sx<99-1)
  357.                                                         {
  358.                                                                 sx++;
  359.                                                                 write_com(0x80+0x40+4);
  360.                                                                 write_data('0'+sx/10%10);
  361.                                                                 write_data('0'+sx%10);
  362.                                                                 write_com(0x80+0x40+5);//位置
  363.                                                         }
  364.                                                         Feng=1;
  365.                                                         break;                                
  366.                                                 }
  367.                                                 case 3:
  368.                                                 {
  369.                                                         if(xx<sx-1)
  370.                                                         {
  371.                                                                 xx++;
  372.                                                                 write_com(0x80+0x40+13);
  373.                                                                 write_data('0'+xx/10%10);
  374.                                                                 write_data('0'+xx%10);
  375.                                                                 write_com(0x80+0x40+14);//位置
  376.                                                         }
  377.                                                         Feng=1;
  378.                                                         break;                                
  379.                                                 }               
  380.                                         }
  381.                                 }
  382.                         }
  383.                         //-鍵
  384.                         else if(Im[2]==0x19)
  385.                         {
  386.                                 if(Mode!=0)
  387.                                 {
  388.                                         Feng=0;
  389.                                         switch(Mode)
  390.                                         {
  391.                                                 case 1:
  392.                                                 {
  393.                                                         if(ds>0)
  394.                                                         {
  395.                                                                 ds--;
  396.                                                                 write_com(0x80+13);
  397.                                                                 write_data('0'+ds/100);
  398.                                                                 write_data('0'+ds/10%10);
  399.                                                                 write_data('0'+ds%10);
  400.                                                                 write_com(0x80+15);//位置
  401.                                                         }
  402.                                                         Feng=1;
  403.                                                         break;
  404.                                                 }
  405.                                                 case 2:
  406.                                                 {
  407.                                                         if(sx>xx+1)
  408.                                                         {
  409.                                                                 sx--;
  410.                                                                 write_com(0x80+0x40+4);
  411.                                                                 write_data('0'+sx/10%10);
  412.                                                                 write_data('0'+sx%10);
  413.                                                                 write_com(0x80+0x40+5);//位置
  414.                                                         }
  415.                                                         Feng=1;
  416.                                                         break;                                
  417.                                                 }
  418.                                                 case 3:
  419.                                                 {
  420.                                                         if(xx>0)
  421.                                                         {
  422.                                                                 xx--;
  423.                                                                 write_com(0x80+0x40+13);
  424.                                                                 write_data('0'+xx/10%10);
  425.                                                                 write_data('0'+xx%10);
  426.                                                                 write_com(0x80+0x40+14);//位置
  427.                                                         }
  428.                                                         Feng=1;
  429.                                                         break;                                
  430.                                                 }               
  431.                                         }
  432.                                 }
  433.                         }
  434.                         //確定鍵
  435.                         else if(Im[2]==0x15)
  436.                         {
  437.                                 Feng=0;
  438.                                 Mode=0;
  439.                                 Init1602();
  440.                                 if(ds>0)
  441.                                 {
  442.                                         flag=1;
  443.                                         jdq=1;
  444.                                         TR1=1;
  445.                                 }
  446.                                 Feng=1;
  447.                         }
  448.                         IrOK=0;         
  449.                 }
  450. }
  451. /**************************************************************************************************
  452. ***************************************************************************************************
  453. **************************************************************************************************/



  457. /**************************************************************************************************
  458. ************************************報警部分程序***************************************************
  459. **************************************************************************************************/
  460. void Alam()
  461. {
  462.         if(flag_BJ==1&&flag_off==1)
  463.         {
  464.                 Feng=0;
  465.                 delay(1000);
  466.                 Feng=1;
  467.                 flag_off=0;
  468. //                flag_BJ=0;
  469.         }
  470. }
  471. /**************************************************************************************************
  472. ***************************************************************************************************
  473. **************************************************************************************************/

  475. /**************************************************************************************************
  476. *********************************************主程序************************************************
  477. **************************************************************************************************/
  478. void main()
  479. {
  480.         Init1602();
  481.         EA=1;//打開中斷總開關
  482.         IT1=1;//下降沿有效
  483.         EX1=1;//外部中斷1開
  484.         ET1=1;//打開允許開關
  485.         TMOD=0x01;//設置工作方式
  486.         TL1=0x3c;
  487.         TH1=0xb0;//賦初值
  488.         TH0=0;//T0賦初值
  489.         TL0=0;
  490.         TR0=0;//t0開始計時
  491.         check_wendu();
  492.         delay(1000);
  493.         bjd=99;
  494.         bjx=0;                                 //這兩個變量的作用就是，防止溫度大范圍跳動造成加熱設備誤動作
  495.         while(1)
  496.         {        
  497.                 check_wendu();
  498.                 if(Mode==0)
  499.                 {        
  500.                         Display_1602(c,ds,sx,xx);
  501.                         if((xia==1)&&(shang==1)) //低于下限
  502.                         {
  503.                                  que=1;
  504.                                 shui=0;
  505.                                 jdq=1;
  506.                         }
  507.                         else
  508.                         {
  509.                                 que=0;
  510.                         }
  511.                         if((shang==0)&&(xia==0)) //高于上限
  512.                         {
  513.                                 shui=1;
  514.                                 if(flag_BJ==0)
  515.                                 flag_BJ=1;
  516.                         }
  517.                         if((shang==0)&&(xia==1)) //錯誤
  518.                         {
  519.                                 shui=1;
  520.                                 jdq=1;
  521.                                 Feng=0;
  522.                                 que=1;
  523.                         }
  524.                         if(flag==0)
  525.                         {
  526.                                 if((w<bjd)&&(w>bjx))
  527.                                 {
  528.                                         if(w>=sx)
  529.                                         {
  530.                                                 jdq=1;
  531.                                                 if(flag_BJ==0)
  532.                                                 flag_BJ=1;
  533.                                         }
  534.                                         else if((w<xx)&&(que==0))         
  535.                                         {
  536.                                                 jdq=0;
  537.                                                 if(flag_BJ==0)
  538.                                                 flag_BJ=1;
  539.                                         }
  540.                                         else
  541.                                         {
  542.                                                 flag_BJ=0;
  543.                                                 flag_off=1;
  544.                                         }
  545.                                         bjd=w+5;
  546.                                         bjx=w-5;
  547.                                 }
  548.                         }
  549.                 }
  550.                 Key();
  551.                 Alam();
  552.         }
  553. }
  554. /**************************************************************************************************
  555. ***************************************************************************************************
  556. **************************************************************************************************/


  559. /**************************************************************************************************
  560. ****************************************定時器工作程序*********************************************
  561. **************************************************************************************************/
  562. void time1() interrupt 3//定時器函數
  563. {
  564.         uint s;
  565.         TH1=0x3c;
  566.         TL1=0xb0;//重新賦初值
  567.         s++;
  568.         if(s==1200)        //s=20為1s鐘  1200為1分鐘
  569.         {
  570.                 s=0;
  571.                 ds--;
  572.                 if(ds==0)
  573.                 {
  574.                         flag=0;
  575.                         if(w>=sx)
  576.                         {
  577.                                 jdq=1;
  578.                                 if(flag_BJ==0)
  579.                                 flag_BJ=1;
  580.                         }
  581.                         else if((w<xx)&&(que==0))
  582. ……………………

  584. …………限于本文篇幅 余下代碼請從51黑下載附件…………
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ID:461751 發表于 2019-1-5 13:22 | 顯示全部樓層
nice啊
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ID:461751 發表于 2019-1-12 16:47 | 顯示全部樓層
樓主，用你那程序仿真后，lcd第二行不顯示，溫度傳感器也無法調解溫度，能解釋一下原因不，非常感謝
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ID:375715 發表于 2019-1-14 00:35 來自手機 | 顯示全部樓層
很好(▽)
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ID:539513 發表于 2019-5-16 08:21 | 顯示全部樓層
太對了
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ID:632048 發表于 2019-10-29 14:47 | 顯示全部樓層
很想學習單片機
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ID:676474 發表于 2019-12-29 10:28 | 顯示全部樓層
有很大的用處
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ID:686251 發表于 2020-2-28 12:09 | 顯示全部樓層
本帖最后由 Hopeful 于 2020-3-4 19:11 編輯

很好，就是那個c 運行到第二行沒有，也沒檢測到啥毛病
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ID:447960 發表于 2020-3-22 13:21 | 顯示全部樓層
#include <display.h>這個為什么說找不到頭文件啊
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ID:720111 發表于 2020-4-1 16:01 | 顯示全部樓層
這個沒有自動加水功能吧
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ID:1029488 發表于 2022-5-25 09:48 | 顯示全部樓層
pandahu 發表于 2019-1-12 16:47
樓主，用你那程序仿真后，lcd第二行不顯示，溫度傳感器也無法調解溫度，能解釋一下原因不，非常感謝

他的代碼調用的芯片和你的不一樣
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ID:1011458 發表于 2022-5-25 15:05 | 顯示全部樓層
實際應用效果如何
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ID:1031404 發表于 2022-5-31 23:10 來自手機 | 顯示全部樓層
為什么這個原理圖溫度低于最低溫度的時候不會報警啊
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ID:1047200 發表于 2022-12-16 09:06 來自手機 | 顯示全部樓層
樓主，這個紅外遙控無法使用是什么原因呀
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