基于51單片機的溫度控制系統Proteus仿真+代碼

ID:269960 · 發表于 2019-1-14 11:47

摘要：單片機技術已經普及到我們生活，工作，科研，各個領域，已經成為一種比較成熟的技術,本文將介紹一種基于單片機保溫箱的溫控系統研究，本恒溫箱屬于多功能多用途，可以設置上下控制溫度，當溫度不在設置范圍內時，可以驅動相應的負載工作，同時聲光報警。

隨著現代工農業技術的發展及人們對生活環境要求的提高，人們也迫切需要檢測與控制溫度。本文通過采用繼電器作為溫度的主要控制元件，它可以直接驅動2500W功率的負載，可以應用于家庭、小型工廠等小電量用電設備，亦可以用繼電器來控制交流接觸器線圈等，就可以實現對大功率負載的控制，應用十分廣泛。采用蜂鳴器作為電聲元件的報警，LED發光指示相應的加熱或制冷工作。這種保溫箱的溫控系統結構簡單，可操作性強，應用廣泛。工作時，溫度控制范圍為上下限之間，當前環境溫度若超過設定的臨界溫度，由單片機發出控制和報警信號，從而負載控制溫度的變化。

基于單片機保溫箱的溫控系統大部分使用是在實驗室、工業、醫藥、農業中。在實驗室中特別是生物實驗室，我們為了得到更加準確的實驗數據，對于恒溫實驗環境要求嚴格。所以針對實驗室來說，恒溫箱的作用顯得相當重要。在工業生產過程中我們對于恒溫箱的要求也相對更加嚴格，比如產品的熱處理、冷處理等，直接影響著產品的質量。在醫藥方面醫用恒溫箱主要用于藥品和試劑的儲存、運輸，疫苗、血液的冷藏保溫，透析液的加溫、生理鹽水的加溫等。由以上我們可以明顯的看出恒溫箱的重要作用。在農業溫室大棚中，溫控系統對于農作物的生長至關重要，對于農業方面，以至于生活中的各個方面溫控系統永遠處于相當重要的地位。

主要實現：實時溫度測量及顯示，超出溫度范圍相應的繼電器工作，繼電器可以驅動相應的加熱或制冷負載，上下限溫度可通過按鍵設定等功能。

本保溫箱的溫控系統研究是基于51單片機及溫度傳感器DS18B20來設計的，溫度測量范圍0到99.9攝氏度，精度為0.1攝氏度，可見測量溫度的范圍廣，精度高的特點。可設置上下限溫度，默認上限溫度為38℃、默認下限溫度為5℃（通過程序可以更改上下限初始值）。報警值可設置范圍：最低上限報警值等于當前下限報警值，最高下限報警值等于當前上限報警值。將下限報警值調為0時為關閉下限報警功能。開啟相應的繼電器工作時，有指示燈可以指示相應的加熱和制冷。

實物圖

單片機源程序如下:

#include <reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char //宏定義
#define LCD1602 P0
sbit SET=P3^1; //定義調整鍵
sbit DEC=P3^2; //定義減少鍵
sbit ADD=P3^3; //定義增加鍵
sbit BUZZ=P3^6; //定義蜂鳴器
sbit ALAM=P1^2; //定義燈光報警
sbit ALAM1=P1^4;
sbit DQ=P3^7; //定義DS18B20總線I/O
sbit RS = P2^7;
sbit EN = P2^6;
bit shanshuo_st; //閃爍間隔標志
bit beep_st; //蜂鳴器間隔標志
uchar x=0; //計數器
uchar code tab1[]={"Now Tem: . C "};
uchar code tab2[]={"TH: C TL: C"};
uint c;
uchar Mode=0; //狀態標志
signed char TH=40; //上限報警溫度，默認值為40
signed char TL=10; //下限報警溫度，默認值為10
//============================================================================================
//====================================DS18B20=================================================
//============================================================================================
/*****延時子程序*****/
void Delay_DS18B20(int num)
{
while(num--) ;
}
void delay(uint xms)//延時函數，有參函數
{
uint x,y;
for(x=xms;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
/*****初始化DS18B20*****/
void Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ復位
Delay_DS18B20(8); //稍做延時
DQ = 0; //單片機將DQ拉低
Delay_DS18B20(80); //精確延時，大于480us
DQ = 1; //拉高總線
Delay_DS18B20(14);
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
Delay_DS18B20(20);
}
/*****讀一個字節*****/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 給脈沖信號
dat>>=1;
DQ = 1; // 給脈沖信號
if(DQ)
dat|=0x80;
Delay_DS18B20(4);
}
return(dat);
}
/*****寫一個字節*****/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
Delay_DS18B20(5);
DQ = 1;
dat>>=1;
}
}
/*****讀取溫度*****/
unsigned int ReadTemperature(void)
{
unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned int t=0;
float tt=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0x44); //啟動溫度轉換
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器
a=ReadOneChar(); //讀低8位
b=ReadOneChar(); //讀高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
// t= tt*10+0.5; //放大10倍輸出并四舍五入
t= tt*10+0.5;
return(t);
}
/*****讀取溫度*****/
void check_wendu(void)
{
c=ReadTemperature()-5; //獲取溫度值并減去DS18B20的溫漂誤差
if(c>1200)
c=1200;
}
/********液晶寫入指令函數與寫入數據函數，以后可調用**************/
void write_1602com(uchar com)//****液晶寫入指令函數****
{
RS=0;//數據/指令選擇置為指令
// rw=0; //讀寫選擇置為寫
LCD1602=com;//送入數據
delay(1);
EN=1;//拉高使能端，為制造有效的下降沿做準備
delay(1);
EN=0;//en由高變低，產生下降沿，液晶執行命令
}
void write_1602dat(uchar dat)//***液晶寫入數據函數****
{
RS=1;//數據/指令選擇置為數據
// rw=0; //讀寫選擇置為寫
LCD1602=dat;//送入數據
delay(1);
EN=1; //en置高電平，為制造下降沿做準備
delay(1);
EN=0; //en由高變低，產生下降沿，液晶執行命令
}
void lcd_init()//***液晶初始化函數****
{
uchar a;
write_1602com(0x38);//設置液晶工作模式，意思：16*2行顯示，5*7點陣，8位數據
write_1602com(0x0c);//開顯示不顯示光標
write_1602com(0x06);//整屏不移動，光標自動右移
write_1602com(0x01);//清顯示
write_1602com(0x80);//日歷顯示固定符號從第一行第1個位置之后開始顯示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab1[a]);//向液晶屏寫日歷顯示的固定符號部分
delay(3);
}
write_1602com(0x80+0x40);//時間顯示固定符號寫入位置，從第2個位置后開始顯示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab2[a]);//寫顯示時間固定符號，兩個冒號
delay(3);
}
}
void display()
{
if(Mode==0)
{
write_1602com(0x80+8);
write_1602dat(c/1000+0x30);
write_1602dat((c%1000)/100+0x30);
write_1602dat(((c%1000)%100)/10+0x30);
write_1602com(0x80+12);
write_1602dat(((c%1000)%100)%10+0x30);
write_1602com(0x80+13);
write_1602dat(0xdf);
write_1602com(0x80+0x40+3);
write_1602dat(TH/10+0x30);
write_1602dat(TH%10+0x30);
write_1602dat(0xdf);
write_1602com(0x80+0x40+12);
write_1602dat(TL/10+0x30);
write_1602dat(TL%10+0x30);
write_1602dat(0xdf);
}
}
//=====================================================================================
/*****初始化定時器0*****/
void InitTimer(void)
{
TMOD=0x1;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0; //50ms（晶振12M）
EA=1; //全局中斷開關
TR0=1;
ET0=1; //開啟定時器0
}
void KEY()
{
//功能鍵
if(SET==0)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(SET==0)
{
Mode++;
if(Mode==3)
Mode=0;
BUZZ=1;
}
while(SET==0)
{
if(Mode==0)
{
// write_1602com(0x80+0x40+6);
write_1602com(0x0c);
}
else if(Mode==1)
{
write_1602com(0x80+0x40+4);
write_1602com(0x0f);
}
else
{
write_1602com(0x80+0x40+13);
write_1602com(0x0f);
}
}
}
//增加
if(ADD==0&&Mode==1)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(ADD==0)
{
TH++;
if(TH>=99)
TH=99;
write_1602com(0x80+0x40+3);
write_1602dat(TH/10+0x30);
write_1602dat(TH%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+4);
BUZZ=1;
}
while(ADD==0);
}
//減少
if(DEC==0&&Mode==1)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(DEC==0)
{
TH--;
if(TH==TL)
TH=TL+1;
write_1602com(0x80+0x40+3);
write_1602dat(TH/10+0x30);
write_1602dat(TH%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+4);
BUZZ=1;
}
while(DEC==0);
}
if(ADD==0&&Mode==2)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(ADD==0)
{
TL++;
if(TL==TH)
TL=TH-1;
write_1602com(0x80+0x40+12);
write_1602dat(TL/10+0x30);
write_1602dat(TL%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+13);
BUZZ=1;
}
while(ADD==0);
}
//減少
if(DEC==0&&Mode==2)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(DEC==0)
{
TL--;
if(TL<=0)
TL=0;
write_1602com(0x80+0x40+12);
write_1602dat(TL/10+0x30);
write_1602dat(TL%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+13);
BUZZ=1;
}
while(DEC==0);
}
}
/*****報警子程序*****/
void Alarm()
{
if(x>=10){beep_st=~beep_st;x=0;}
if(Mode==0)
{
if((c/10)>=TH)
{
ALAM=0;
ALAM1=1;
if(beep_st==1)
BUZZ=0;
else
BUZZ=1;
}
else if((c/10)<TL)
{
ALAM1=0;
ALAM=1;
if(beep_st==1)
BUZZ=0;
else
BUZZ=1;
}
else
{
BUZZ=1;
ALAM=1;
ALAM1=1;
}
}
else
{
BUZZ=1;
ALAM=1;
ALAM1=1;
}
}
/*****主函數*****/
void main(void)
{
uint z;
delay(1);
lcd_init();
delay(1);
InitTimer(); //初始化定時器
for(z=0;z<100;z++)
{
check_wendu();
delay(1);
}
while(1)
{
display();
KEY();
Alarm();
check_wendu();
}
}
/*****定時器0中斷服務程序*****/
void timer0(void) interrupt 1
{
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
x++;
}

復制代碼

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基于單片機的溫控系統.zip (111.73 KB, 下載次數: 1958)

ID:328014 · 發表于 2020-12-28 00:43

zzzxzx 發表于 2020-12-28 00:16
我的Led 不工作啊

原理圖里面并沒有led啊,只有一個LCD,我剛測試了下,樓主的程序和電路是沒有問題的,仿真成功了,如圖,我用的的Proteus7.8版本的,我估計是你版本不是7.8的問題

ID:496636 · 發表于 2022-6-25 13:26

我來說一下工業生產中的情況吧，如果想溫度控制精度在+－0.1度，那你的溫度計必須能夠分辯0.01度，DS18B20這個溫度計不夠精確的，如果只是單片機學習學習，那還行，還有在粗放的溫度控制中，還能應用，一般在工業生產中，不會用這溫度計。我們廠里的老師傅對這貨理都不理，太垃圾的東西。一般都是用PT100熱電阻，用了一款放大器，具體什么集成塊，有空找塊板子看一下。十塊不到的價格，還有好幾路。調較過后，精度和穩定性很好，最多在0.01上下跳動。

ID:78392 · 發表于 2019-2-26 10:25

剛好要用到謝謝分享

ID:498138 · 發表于 2019-3-29 15:52

謝謝分享好好學習

ID:498138 · 發表于 2019-3-29 15:53

非常好有借鑒意義

ID:500887 · 發表于 2019-3-29 21:39

感覺應該不錯

ID:501776 · 發表于 2019-3-31 15:56

感覺很好，剛好能用上，謝謝分享

ID:501309 · 發表于 2019-4-5 15:41

有沒有程序的流程圖？

ID:501309 · 發表于 2019-4-11 22:18

樓主有沒有PCB圖？

ID:486359 · 發表于 2019-4-17 21:30

剛好用上，謝謝分享

ID:508453 · 發表于 2019-4-18 15:20

謝謝分享

ID:407089 · 發表于 2019-4-18 17:35

很想知道如何以0.5度誤差的DS18B20，來實現0.1度的溫控精度。

ID:515615 · 發表于 2019-4-18 23:34

把溫度傳感器換成了K熱電偶，顯示屏程序怎么改成1000到1200啊

ID:508509 · 發表于 2019-4-19 10:10

zyt19980919 發表于 2019-4-18 23:34
把溫度傳感器換成了K熱電偶，顯示屏程序怎么改成1000到1200啊

電阻爐的溫度控制嗎

ID:518141 · 發表于 2019-4-22 09:02

怎么仿真的led沒有顯示啊

ID:515615 · 發表于 2019-4-22 16:33

明棋M 發表于 2019-4-19 10:10
電阻爐的溫度控制嗎

額額，也行，你會弄嗎，6675程序不知道怎么加進去

ID:194581 · 發表于 2019-5-6 18:19

剛好要用到謝謝分享

ID:539680 · 發表于 2019-5-17 12:23

差不多的例子，在《單片機原理與應用》第2版曾屹主編書中第250頁“數字溫度計”

ID:539680 · 發表于 2019-5-17 12:24

代碼在第259頁，還挺像的，感覺代碼95%相似

ID:540111 · 發表于 2019-5-17 14:40

很有幫助感謝分享

ID:540111 · 發表于 2019-5-17 14:41

很完整對我幫助很大謝謝

ID:539680 · 發表于 2019-5-17 16:29

也沒有95%那么高，80%應該有

ID:542492 · 發表于 2019-5-20 02:26

太感謝了

ID:540448 · 發表于 2019-5-21 23:01

謝謝分享

ID:165117 · 發表于 2019-5-22 14:32

謝謝分享,學習一下!

ID:508977 · 發表于 2019-5-23 08:50

樓主你自己做的嘛？有沒有聯系方式，

ID:539393 · 發表于 2019-5-23 10:28

非常棒很實用

ID:516161 · 發表于 2019-6-10 12:19

真棒啊啊啊啊啊啊

ID:499954 · 發表于 2019-10-26 16:53

樓主用的仿真軟件是個版本的，我的8.9的不行，如果有成功的高速我下，初學者

ID:609111 · 發表于 2019-11-15 13:03

請問可以聯系一下你嗎？我有不懂的地方

ID:546381 · 發表于 2019-11-25 16:38

Keil uVision4白白能不能用呢？

ID:269960 · 發表于 2019-12-18 12:33

strelizia 發表于 2019-11-25 16:38
Keil uVision4白白能不能用呢？

keil4或者5都可以

ID:370510 · 發表于 2019-12-25 17:37

請問樓主您這個是用的Protues多少啊，俺這打不開啊，我用的時8.6

ID:401857 · 發表于 2020-1-2 10:34

太有用了

ID:679795 · 發表于 2020-1-2 16:26

感謝樓主，太有用了

ID:641217 · 發表于 2020-1-14 16:14

這個測量溫度精度怎么看啊？

ID:711156 · 發表于 2020-3-18 23:35

請問這個跟電烤箱配對嗎

ID:711156 · 發表于 2020-3-19 00:12

請問這個能用到電烤箱里面去嗎

ID:722507 · 發表于 2020-4-6 14:34

怎么打開仿真的文件呀用proteus打不開呀

ID:697579 · 發表于 2020-4-15 18:41

謝謝分享好好學習

ID:729938 · 發表于 2020-4-15 20:32

非常感謝，參考一下

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