本文的設計流程為對系統的研究背景分析了解系統的工作情況、工作原理，確定本文的研發方向。對系統需要實現的功能確定；對系統的功能分析；對系統元器件選型確定系統總方案；對系統的軟件部分設計。首先編寫程序的總流程，然后再對系統的報告字模塊編寫程序，最后將程序調用在主函數中完成程序的設計，最后通過仿真軟件將系統仿真出來，測試系統功能。本文設計的基于單片機的的智能恒溫箱使用STC89C52單片機為主控芯片；DS18B20溫度監測，使LCD1602液顯示系統的信息；通過按鍵實現人機交互功能實現對系統的控制；蜂鳴器作為聲學報警器；LED作為光學報警器。正文著重給出了軟硬件系統的各部分電路，介紹了集成溫度傳感器DS18B20的原理，LCD1602液晶顯示器。
通過對系統的硬件電路設計，程序編寫，最后使用仿真軟件Proteus來測試系統功能，完成本次設計。本系統實現了智能溫度箱的控制設計可以對其進行推廣，并且功能迭代，實現對智能化大力應用推廣。
#### 源代碼參考
代碼全注釋
```c
#include <reg52.h> //包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義
#include "intrins.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar yushe_wendu=50; //溫度預設值
uint wendu; //溫度值全局變量
//運行模式
uchar Mode=0; //=1是設置溫度閥值 =2是設置煙霧閥值 =0是正常監控模式
//管腳聲明
sbit Led_Gre
=P2^2; //綠燈
sbit Led_Yellow =P2^4; //黃燈
sbit Buzzer =P2^0; //蜂鳴器
sbit Fan =P3^3; //
/********************************************************************
* 名稱 : delay_1ms()
* 功能 : 延時1ms函數
* 輸入 : q
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void delay_ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<110;j++);
}
/***********************************************************************************************************
LCD1602相關函數
***********************************************************************************************************/
//LCD管腳聲明 （RW引腳實物直接接地，因為本設計只用到液晶的寫操作，RW引腳一直是低電平）
sbit LCDRS = P2^7;
sbit LCDEN = P2^6;
sbit D0 = P0^0;
sbit D1 = P0^1;
sbit D2 = P0^2;
sbit D3 = P0^3;
sbit D4 = P0^4;
sbit D5 = P0^5;
sbit D6 = P0^6;
sbit D7 = P0^7;
//LCD延時
void LCDdelay(uint z) //該延時大約100us（不精確，液晶操作的延時不要求很精確）
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=10;y>0;y--);
}
void LCD_WriteData(u8 dat)
{
if(dat&0x01)D0=1;else D0=0;
if(dat&0x02)D1=1;else D1=0;
if(dat&0x04)D2=1;else D2=0;
if(dat&0x08)D3=1;else D3=0;
if(dat&0x10)D4=1;else D4=0;
if(dat&0x20)D5=1;else D5=0;
if(dat&0x40)D6=1;else D6=0;
if(dat&0x80)D7=1;else D7=0;
}
//寫命令
void write_com(uchar com)
{
LCDRS=0;
LCD_WriteData(com);
// DAT=com;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
//寫數據
void write_data(uchar date)
{
LCDRS=1;
LCD_WriteData(date);
// DAT=date;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
/*------------------------------------------------
選擇寫入位置
------------------------------------------------*/
void SelectPosition(unsigned char x,unsigned char y)
{
if (x == 0)
{
write_com(0x80 + y); //表示第一行
}
else
{
write_com(0xC0 + y); //表示第二行
}
}
/*------------------------------------------------
寫入字符串函數
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
SelectPosition(x,y) ;
while (*s)
{
write_data( *s);
s ++;
}
}
//========================================================================
// 函數: void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l)
// 應用: LCD_Write_Char(0,1,366,4) ;
// 描述: 在第0行第一個字節位置顯示366的后4位,顯示結果為 0366
// 參數: x:行,y:列,s:要顯示的字,l:顯示的位數
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 備注: 最大顯示65535
//========================================================================
void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l)
{
SelectPosition(x,y) ;
if(l>=5)
write_data(0x30+s/10000%10); //萬位
if(l>=4)
write_data(0x30+s/1000%10); //千位
if(l>=3)
write_data(0x30+s/100%10); //百位
if(l>=2)
write_data(0x30+s/10%10); //十位
if(l>=1)
write_data(0x30+s%10); //個位
}
/*1602指令簡介
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打開顯示 無光標 無光標閃爍
write_com(0x0d);//打開顯示 陰影閃爍
write_com(0x0d);//打開顯示 陰影閃爍
*/
//1602初始化
void Init1602()
{
uchar i=0;
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打開顯示 無光標 無光標閃爍
write_com(0x06);//當讀或寫一個字符是指針后一一位
write_com(0x01);//清屏
}
void Display_1602(yushe_wendu,c)
{
//顯示預設溫度
LCD_Write_Char(1,4,yushe_wendu,2) ;
//時時溫度
LCD_Write_Char(1,12,c/10,2) ;
write_data('.');
LCD_Write_Char(1,15,c%10,1) ;
}
/***********************************************************************************************************
ADC0832相關函數
***********************************************************************************************************/
sbit ADCS =P1^5; //ADC0832 片選
sbit ADCLK =P1^2; //ADC0832 時鐘
sbit ADDI =P1^3; //ADC0832 數據輸入 /*因為單片機的管腳是雙向的,且ADC0832的數據輸入輸出不同時進行,
sbit ADDO =P1^3; //ADC0832 數據輸出 /*為節省單片機引腳,簡化電路所以輸入輸出連接在同一個引腳上
//========================================================================
// 函數: unsigned int Adc0832(unsigned char channel)
// 應用: temp=Adc0832(0);
// 描述: 讀取0通道的AD值
// 參數: channel:通道0和通道1選擇
// 返回: 選取通道的AD值
// 版本: VER1.0
// 日期: 2015-05-29
// 備注:
//========================================================================
unsigned int Adc0832(unsigned char channel)
{
uchar i=0;
uchar j;
uint dat=0;
uchar ndat=0;
uchar Vot=0;
if(channel==0)channel=2;
if(channel==1)channel=3;
ADDI=1;
_nop_();
_nop_();
ADCS=0;//拉低CS端
_nop_();
_nop_();
ADCLK=1;//拉高CLK端
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿1
_nop_();
_nop_();
ADCLK=1;//拉高CLK端
ADDI=channel&0x1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿2
_nop_();
_nop_();
ADCLK=1;//拉高CLK端
ADDI=(channel>>1)&0x1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿3
ADDI=1;//控制命令結束
_nop_();
_nop_();
dat=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
dat|=ADDO;//收數據
ADCLK=1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//形成一次時鐘脈沖
_nop_();
_nop_();
dat<<=1;
if(i==7)dat|=ADDO;
}
for(i=0;i<8;i++)
{
j=0;
j=j|ADDO;//收數據
ADCLK=1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//形成一次時鐘脈沖
_nop_();
_nop_();
j=j<<7;
ndat=ndat|j;
if(i<7)ndat>>=1;
}
ADCS=1;//拉低CS端
ADCLK=0;//拉低CLK端
ADDO=1;//拉高數據端,回到初始狀態
dat<<=8;
dat|=ndat;
return(dat); //return ad data
}
/***********************************************************************************************************
DS18B20相關函數
***********************************************************************************************************/
sbit DQ = P1^0; //ds18b20的數據引腳
/*****延時子程序：該延時主要用于ds18b20延時*****/
void Delay_DS18B20(int num)
{
while(num--) ;
}
/*****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
return(t);
}
//=====================================================================================
//=====================================================================================
//=====================================================================================
/*****校準溫度*****/
u16 check_wendu(void)
{
u16 c;
c=ReadTemperature()-5; //獲取溫度值并減去DS18B20的溫漂誤差
if(c<1) c=0;
if(c>=999) c=999;
return c;
}
/***********************************************************************************************************
按鍵檢測相關函數
***********************************************************************************************************/
//按鍵
sbit Key1=P1^6; //設置鍵
sbit Key2=P1^7; //加按鍵
sbit Key3=P3^2; //減按鍵
#define KEY_SET 1 //設置
#define KEY_ADD 2 //加
#define KEY_MINUS 3 //減
//========================================================================
// 函數: u8 Key_Scan()
// 應用: temp=u8 Key_Scan();
// 描述: 按鍵掃描并返回按下的鍵值
// 參數: NONE
// 返回: 按下的鍵值
// 版本: VER1.0
// 日期: 2015-05-29
// 備注: 該函數帶松手檢測,按下鍵返回一次鍵值后返回0,直至第二次按鍵按下
//========================================================================
u8 Key_Scan()
{
static u8 key_up=1;//按鍵按松開標志
if(key_up&&(Key1==0||Key2==0||Key3==0))
{
delay_ms(10);//去抖動
key_up=0;
if(Key1==0) return 1;
else if(Key2==0)return 2;
else if(Key3==0)return 3;
}
else if(Key1==1&&Key2==1&&Key3==1)
key_up=1;
return 0;// 無按鍵按下
}
void main (void)
{
u8 key;
wendu=check_wendu(); //初始化時調用溫度讀取函數 防止開機85°C
Init1602(); //調用初始化顯
LCD_Write_String(0,0," Intellect Temp"); //開機界面
LCD_Write_String(1,0,"SET:00 NOW:00.0");
delay_ms(1000);
wendu=check_wendu(); //初始化時調用溫度讀取函數 防止開機85°C
while (1) //主循環
{
key=Key_Scan(); //按鍵掃描
wendu=check_wendu(); //讀取溫度值
if(key==KEY_SET)
{
Mode++;
}
switch(Mode) //判斷模式的值
{
case 0: //監控模式
{
Display_1602(yushe_wendu,wendu); //顯示預設溫度，預設煙霧，溫度值，煙霧值
if(wendu>=(yushe_wendu*10)) //溫度大于等于預設溫度值時（為什么是大于預設值*10：因為我們要顯示的溫度是有小數點后一位，是一個3位數，25.9°C時實際讀的數是259，所以判斷預設值時將預設值*10）
{
Buzzer=0; //打開蜂鳴器報警
Led_Yellow=0; //打開溫度報警燈
Led_Gre =1; //關閉未報警指示燈
}
else //溫度值小于預設值時
{
Led_Yellow=1; //關閉報警燈
Led_Gre =0; //打開未報警指示燈
}
if((wendu<(yushe_wendu*10))) //當煙霧小于預設值并且溫度也小于預設值時 （&&：邏輯與，左右兩邊的表達式都成立（都為真，也就是1）時，該if語句才成立）
{
Buzzer=1; //停止報警
}
break;
}
case 1://預設溫度模式
{
SelectPosition(1,3) ; //指定位置
write_com(0x0d); //陰影閃爍
if(key==KEY_ADD) //加鍵按下
{
yushe_wendu++; //預設溫度值（閥值）加1
if(yushe_wendu>=99) //當閥值加到大于等于99時
yushe_wendu=99; //閥值固定為99
LCD_Write_Char(1,4,yushe_wendu,2) ;//顯示預設溫度
}
if(key==KEY_MINUS) //減鍵按下
{
if(yushe_wendu<=1) //當溫度上限值減小到1時
yushe_wendu=1; //固定為1
yushe_wendu--; //預設溫度值減一,最小為0
LCD_Write_Char(1,4,yushe_wendu,2) ;//顯示預設溫度
}
break; //執行后跳出switch
}
default :
{
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打開顯示 無光標 無光標閃爍
Mode=0; //恢復正常模式
break;
}
}
}
}
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