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電阻爐溫度控制系統設計 詳細資料 含仿真 源碼 教程

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內含程序，原理圖和參考文件

溫度設定部分
設定部分主要是鍵盤輸入，此部分主要由三個按鍵組成，PLAS為加，SUBS為減，START為開始。當系統啟動時，默認設定溫度為30℃，當按下PLAS時設置水溫增加，按下SUBS時設置水溫減小，當按下START時為開始加熱。
此部分按鍵為常開按鈕，當不觸發時為斷開狀態，按鍵按下之后與地連接，故為低電平，單片機讀取按鍵數據為低電平時有效。
仿真說明
由于單片機端口的驅動能力有限，所以令其低電平觸發光電耦合器，故當P1.5口輸出低電平時電熱絲加熱。
當設定溫度與實際溫度之差大于10℃時屬于粗調，即令電熱絲持續加熱，無PWM控制；當設定溫度與實際溫度之差小于10℃時屬于微調，即電熱絲加熱時受PWM控制。
仿真結果
對各溫度仿真結果如下：
（1）實際溫度19℃，設定溫度30℃
當差值大于10℃時，輸出為低電平，電熱絲持續加熱，如圖5.1所示：


（2）實際溫度21℃，設定溫度30℃當差值小于10℃，控制算法開始起作用，由低電平部分控制加熱，如圖5.2所示：

（3）實際溫度24℃，設定溫度30℃當差值逐漸縮小，低電平時間減少，電熱絲功率降低，如圖5.3所示：

（4）實際溫度28℃，設定溫度30℃當差值逐漸縮小，低電平時間減少，電熱絲功率降低，如圖5.4所示：

（5）實際溫度32℃，設定溫度30℃當設定溫度小于實際溫度時，PWM輸出高電平，電熱絲不工作，如圖5.5所示：



1.1 結論（1）當設定溫度與實際溫度之差小于10℃時，P1.5輸出PWM方波控制電熱絲加熱功率，以達到精確調溫的目的。（2）當差值大于10℃時，電熱絲持續加熱，使其盡快進入到PWM調節階段（3）當設定溫度小于實際溫度，說明溫度已超調，故電熱絲不工作，使其降溫。



  1. //包含的頭文件
  2. #include<REG51.H>                                                                                                                                                  
  3. #include<math.h>
  4. #include<INTRINS.H>
  5. #include<string.h>
  6. //定義宏定義
  7. #define CIRCLE 100
  8. #define uchar unsigned char
  9. #define uint   unsigned int;

  11. struct PID {  
  12. unsigned int SetPoint; // 設定目標 Desired Value  
  13. unsigned int Proportion; // 比例常數 Proportional Const  
  14. unsigned int Integral; // 積分常數 Integral Const  
  15. unsigned int Derivative; // 微分常數 Derivative Const  
  16. unsigned int LastError; // Error[-1]  
  17. unsigned int PrevError; // Error[-2]  
  18. unsigned int SumError; // Sums of Errors  
  19. };  
  20. struct PID spid; // PID Control Structure  
  21. unsigned int rout; // PID Response (Output)  
  22. unsigned int rin; // PID Feedback (Input)  
  23. typedef unsigned char BYTE;
  24. typedef unsigned int WORD;
  25. typedef bit BOOL ;

  27. sbit key1=P3^2;   //定義按鍵位置
  28. sbit key2=P3^3;
  29. sbit key3=P3^4;

  31. sbit rs = P1^0;
  32. sbit rw = P1^1;
  33. sbit ep = P1^2;
  34. sbit pwm=P1^5; //PWM輸出端設置為P1.5輸出
  35. sbit DQ=P1^3;//ds18b20 信號引腳即DQ
  36. sfr dataled=0x80;//顯示數據端口 即P2口為段選碼輸入口
  37. uchar temp;//溫度變量
  38. unsigned char set_temper=30;  
  39. unsigned char high_time;
  40. unsigned int s;   
  41. uchar flag_get,count,num,counter; //溫度讀取標志位、中斷次數變量t0中斷次數以讀取溫度值, t1中斷次數以控制周期和PWM的占空比
  42. char const table[]={100,80,70,60,50,40,30,20,0};//高電平時間查表
  43. uchar
  44. code
  45. tab[]={0x28,0xEB,0x32,0xA2,0xE1,0xA4,0x24,0xEA,0x20,0xA0,0x60,0x25,0x3C,0x23,0x34,
  46. 0x74,0xF7,0xFF};//,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};//共陽led顯示段碼115段碼表
  47. uchar  shi,ge,danwei,dang,dang_dis;  // 定義溫度十位、個位、攝氏度單位、及檔位變量名稱,及顯示檔位的查表變量

  49. void delay1(uchar MS);// 延時函數
  50. unsigned char ReadTemperature(void);//讀溫度子函數
  51. void Init_DS18B20(void);// DS18B20初始化
  52. unsigned char ReadOneChar(void);//讀字節子函數
  53. void WriteOneChar(unsigned char dat);//寫字節子函數
  54. void delay(unsigned int i);//延時
  55. //void del(unsigned int);
  56. void drive_moto();//由P1低四位輸出控制信號
  57. void initial();
  58. unsigned int TempBuffer[5];
  59. BYTE code dis1[] = {"Temperature:"};
  60. BYTE code dis2[] = {"Set_Temper:"};
  61. BYTE code dis3[] = {"0123456789"};
  62. BYTE code dis4[] = 0xdf;
  63. BYTE code dis5[] = {"C"};
  64. //定義函數
  65. void delay2(BYTE ms)
  66. {  
  67. BYTE i;
  68. while(ms--)
  69. {
  70.   for(i = 0; i< 250; i++)
  71.   {
  72.    _nop_();
  73.    _nop_();
  74.    _nop_();
  75.    _nop_();
  76.   }
  77. }
  78. }
  79. // 測試LCD忙碌狀態  
  80. BOOL lcd_bz()
  81. {      
  82. BOOL result;
  83. rs = 0;
  84. rw = 1;
  85. ep = 1;
  86. _nop_();
  87. _nop_();
  88. _nop_();
  89. _nop_();
  90. result = (BOOL)(P0 & 0x80);
  91. ep = 0;
  92. return result;  
  93. }
  94. // 寫入指令數據到LCD  
  95. void lcd_wcmd(BYTE cmd)
  96. {      
  97. while(lcd_bz());
  98. rs = 0;
  99. rw = 0;
  100. ep = 0;
  101. _nop_();
  102. _nop_();  
  103. P0 = cmd;
  104. _nop_();
  105. _nop_();
  106. _nop_();
  107. _nop_();
  108. ep = 1;
  109. _nop_();
  110. _nop_();
  111. _nop_();
  112. _nop_();
  113. ep = 0;   
  114. }

  116. //設定顯示位置
  117. void lcd_pos(BYTE pos)
  118. {      
  119. lcd_wcmd(pos | 0x80);
  120. }
  121. //寫入字符顯示數據到LCD
  122. void lcd_wdat(BYTE dat)  
  123. {      
  124. while(lcd_bz());
  125. rs = 1;
  126. rw = 0;
  127. ep = 0;
  128. P0 = dat;
  129. _nop_();
  130. _nop_();
  131. _nop_();
  132. _nop_();
  133. ep = 1;
  134. _nop_();
  135. _nop_();
  136. _nop_();
  137. _nop_();
  138. ep = 0;  
  139. }

  141. //LCD初始化設定  
  142. void lcd_init()
  143. {      
  144. lcd_wcmd(0x38);   //
  145. delay2(1);
  146. lcd_wcmd(0x0c);   //
  147. delay2(1);
  148. lcd_wcmd(0x06);   //
  149. delay2(1);
  150. lcd_wcmd(0x01);   //清除LCD的顯示內容
  151. delay2(1);
  152. }

  154. //初始化相應的寄存器
  155. void initial()
  156. {
  157. EA=1;
  158. TMOD=0x11;//定時器設置皆工作在16定時計數器模式
  159. TH0=0xef;//T0賦初值
  160. TL0=0xf0;
  161. TH1=(65536-1000)/256;//T1賦初值
  162. TL1=(65536-1000)%256;
  163. ET1=1;
  164. ET0=1;
  165. TR0=1;
  166. TR1=1;
  167. P2=0xff;   
  168. count=0;
  169. counter=0;//pwm占空比控制變量
  170. //IP=0x08; //T1優先級高于T0 ,后來證明此語句是多余的因為當加入此句后反/////而PWM調速和溫度檢測都變得有點不穩定
  171. }
  172. //延時函數
  173. void delay(unsigned int i)
  174. {
  175. while(i--);  
  176. }

  178. //18b20初始化函數檢測總線上是否有從屬器件DS的存在若存在則通訊成功
  179. void Init_DS18B20(void)
  180. {
  181. unsigned char x=0;
  182. DQ = 1;    //DQ復位
  183. delay(8);  //稍做延時
  184. DQ = 0;    //單片機將DQ拉低
  185. delay(80); //延時 大于 480us
  186. DQ = 1;    //拉高總線
  187. delay(10);
  188. 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因為DQ復位成功的回答信號即存在信號是低電平
  189. delay(5);
  190. }

  192. //讀一個字節ROM
  193. unsigned char ReadOneChar(void)
  194. {
  195. unsigned char i=0;
  196. unsigned char dat = 0;
  197. for (i=8;i>0;i--)
  198. {
  199.   DQ = 0; // 給脈沖信號
  200.   dat>>=1;
  201.   DQ = 1; // 給脈沖信號
  202.   if(DQ)
  203.    dat|=0x80;//
  204.   delay(5);
  205. }
  206. return(dat);
  207. }

  209. //寫一個字節
  210. void WriteOneChar(unsigned char dat)
  211. {
  212. unsigned char i=0;
  213. for (i=8; i>0; i--)
  214. {
  215.   DQ = 0;
  216.   DQ = dat&0x01;
  217.   delay(5);
  218.   DQ = 1;
  219.   dat>>=1;
  220. }
  221. delay(5);
  222. }
  223. //讀取溫度
  224. unsigned char ReadTemperature(void)
  225. {
  226. unsigned char a=0;
  227. unsigned char b=0;
  228. unsigned char t=0;

  230. Init_DS18B20();// 復位
  231. WriteOneChar(0xCC); // 跳過讀序號列號的操作
  232. WriteOneChar(0x44); // 啟動溫度轉換
  233. delay(100);
  234. Init_DS18B20();  //每次操作前都要進行復位
  235. WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號列號的操作  
  236. WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器等共可讀9個寄存器 前兩個就是溫度
  237. a=ReadOneChar();
  238. b=ReadOneChar();
  239. s=(unsigned int)(a&0x0f);  
  240. b<<=4;//取高字節的第四位因為高四位為符號位1111為負0000為正
  241. b+=(a&0xf0)>>4;//忽略小數位取a的高四位與b的相加就是此時所測得到整數溫度值
  242. t=b;
  243. return(t);//返回溫度值給這個函數
  244. }

  246. //顯示函數
  247. void printf()
  248. {
  249. BYTE i;
  250. delay2(10);
  251. lcd_pos(0x00);    // 設置顯示位置為第一行的第5個字符
  252. i = 0;
  253. while(dis1[i] != '\0')
  254. {      
  255.   lcd_wdat(dis1[i]);
  256.   i++;
  257. }
  258. lcd_pos(0x40);   // 設置顯示位置為第二行第二個字符
  259. i = 0;
  260. while(dis2[i] != '\0')
  261. {
  262.   lcd_wdat(dis2[i]); // 顯示字符
  263.   i++;
  264. }
  265. TempBuffer[0]=temp/10;  //十位
  266. TempBuffer[1]=temp%10;  //個位
  267. lcd_pos(0x0c);  
  268. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[0]]); //測試溫度十位
  269. lcd_pos(0x0d);  
  270. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[1]]); //測試溫度個位
  271. lcd_pos(0x0e);
  272. lcd_wdat(dis4[0]);  
  273. lcd_pos(0x0f);
  274. lcd_wdat(dis5[0]);

  276. TempBuffer[2]=set_temper/10;  //十位
  277. TempBuffer[3]=set_temper%10;  //個位
  278. lcd_pos(0x4c);  
  279. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[2]]); //設置溫度十位
  280. lcd_pos(0x4d);  
  281. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[3]]); //設置溫度個位
  282. lcd_pos(0x4e);
  283. lcd_wdat(dis4[0]);  
  284. lcd_pos(0x4f);
  285. lcd_wdat(dis5[0]);
  286. }

  288. //鍵盤輸入函數
  289. void keyscan()
  290. {
  291.          if(key1==0)
  292.          {
  293.           delay(200);
  294.           if(key1==0)
  295.           {
  296.            set_temper++;
  297.           }
  298.          }
  299.           
  300.          if(key2==0)
  301.          {
  302.           delay(200);
  303.           if(key2==0)
  304.           {
  305.            set_temper--;
  306.           }
  307.          }


  310. //         //開始按鍵
  311. // if(key3==0)
  312. // {
  313. //          delay(300);
  314. //         if(key3==0)
  315. //         {
  316. //                        TR1=1;       
  317. //         }
  318. // }

  320. }

  322. //T1定時中斷服務程序  
  323. void into(void) interrupt 3  
  324. {   
  325.    
  326.     TH1=(65536-1000)/256;//初值重裝
  327.     TL1=(65536-1000)%256;
  328. counter++;
  329.   if(counter>CIRCLE)  
  330. {
  331.   counter=0;////限定周期為T=100X0.01ms=10ms
  332. }  
  333. if(counter<=high_time)//取得查表參數以調節pwm的占空比
  334. pwm=1;//PWM高電平
  335. else   
  336. pwm=0;
  337. }


  340. //設定占空比函數
  341. void compare_temper()  
  342. {
  343. char shi=0,ge=0;
  344. if(set_temper>temp)  
  345. {  
  346. //當設置溫度與實際溫度大于10度時
  347.           if(set_temper-temp>=10)
  348.           {
  349.           //進入死循環
  350.                           while(1)
  351.                           {
  352.                            TR1=0;      //關閉定時器   從而關閉PWM波
  353.                            pwm=0;           //輸出低電平
  354.                            temp=ReadTemperature();        //讀取溫度傳感器的值
  355.                            shi=temp/10;                 //分離出十位
  356.                            ge=temp%10;                 //分離出個位
  357.                            lcd_pos(0x0c);         //設置顯示位置
  358.                            lcd_wdat(0x30+shi);          //在指定位置顯示十位
  359.                            lcd_pos(0x0d);                 //設置顯示位置
  360.                            lcd_wdat(0x30+ge);            //在指定位置顯示各位

  362.                            if(set_temper-temp<10)         //如果溫度差值低于10度
  363.                                            {
  364.                                         TR1=1; //打開定時器  開pwm波
  365.                                            break;         //跳出循環
  366.                                         }
  367.                            }   
  368.                   }  
  369.                   else
  370.                   {
  371.                   //打開定時器
  372.                   TR1=1;
  373.                   //根據差值調整PWM波
  374.                    if (set_temper-temp==9)  
  375.                     high_time=10;
  376.                    if (set_temper-temp==8)  
  377.                     high_time=20;
  378.                    if (set_temper-temp==7)  
  379.                     high_time=30;
  380.                    if (set_temper-temp==6)  
  381.                     high_time=40;
  382.                    if (set_temper-temp==5)  
  383.                     high_time=50;
  384.                    if (set_temper-temp==4)  
  385.                     high_time=60;
  386.                    if (set_temper-temp==3)  
  387.                     high_time=70;
  388.                    if (set_temper-temp==2)  
  389.                     high_time=80;
  390.                    if (set_temper-temp==1)  
  391.                     high_time=90;
  392.                   }  
  393.         }  
  394. else if(set_temper<temp)
  395. {
  396. //關閉定時器
  397.    pwm=1;
  398.    TR1=0;  
  399. }   
  400. }
  401. main()
  402. {
  403. initial();// 初始化個變量及定時器的初值開中斷等
  404. lcd_init();    // 初始化LCD  
  405. while(1)
  406. {
  407. //比較函數
  408.   compare_temper();
  409. //輸出函數  
  410.   printf();
  411.   //讀取溫度函數
  412.   

  414. …………限于本文篇幅 余下代碼請從51黑下載附件…………

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ID:89286 發表于 2017-5-28 07:08 | 只看該作者
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ID:207506 發表于 2017-6-4 14:46 | 只看該作者
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5#
ID:207146 發表于 2017-6-12 21:43 | 只看該作者
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6#
ID:201547 發表于 2017-6-23 21:45 | 只看該作者
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7#
ID:263675 發表于 2017-12-28 14:29 | 只看該作者
版主附件里代碼也不全啊  
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8#
ID:314339 發表于 2018-4-23 20:24 來自手機 | 只看該作者
謝謝樓主，但愿能用
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9#
ID:338102 發表于 2018-6-1 16:20 來自手機 | 只看該作者
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10#
ID:338102 發表于 2018-6-1 16:21 來自手機 | 只看該作者
請問溫度控制部分在畫電氣原理圖是電阻絲加熱的部分可以加在哪個地方？直接把正玄波信號源換成電阻絲可以嗎？
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11#
ID:323102 發表于 2018-6-7 01:17 | 只看該作者
為什么仿真沒問題做電路程序就沒效果死機怎么辦？能不能靠譜點
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12#
ID:543692 發表于 2019-5-22 18:40 | 只看該作者
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13#
ID:432653 發表于 2020-5-22 20:31 | 只看該作者
99度可以做燒開水用
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14#
ID:89217 發表于 2020-5-25 08:27 | 只看該作者
挺不錯的文案，雙擊666
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15#
ID:903744 發表于 2021-4-16 08:49 來自手機 | 只看該作者
有人可以和我講一下溫度控制那部分工作原理嗎
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16#
ID:917567 發表于 2021-6-15 10:46 | 只看該作者
請問我的液晶屏為啥不顯示呢
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17#
ID:917567 發表于 2021-6-15 10:49 | 只看該作者
請問大家液晶屏都顯示么
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18#
ID:1037640 發表于 2022-7-1 10:01 | 只看該作者
為什么仿真運行的時候有logic contentions detected on net #00006呢？求解
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