本文的设计流程为对系统的研究背景分析了解系统的工作情况、工作原理，确定本文的研发方向。对系统需要实现的功能确定；对系统的功能分析；对系统元器件选型确定系统总方案；对系统的软件部分设计。首先编写程序的总流程，然后再对系统的报告字模块编写程序，最后将程序调用在主函数中完成程序的设计，最后通过仿真软件将系统仿真出来，测试系统功能。本文设计的基于单片机的的智能恒温箱使用STC89C52单片机为主控芯片；DS18B20温度监测，使LCD1602液显示系统的信息；通过按键实现人机交互功能实现对系统的控制；蜂鸣器作为声学报警器；LED作为光学报警器。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，LCD1602液晶显示器。
通过对系统的硬件电路设计，程序编写，最后使用仿真软件Proteus来测试系统功能，完成本次设计。本系统实现了智能温度箱的控制设计可以对其进行推广，并且功能迭代，实现对智能化大力应用推广。
#### 源代码参考
代码全注释
```c
#include <reg52.h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include "intrins.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar yushe_wendu=50; //温度预设值
uint wendu; //温度值全局变量
//运行模式
uchar Mode=0; //=1是设置温度阀值 =2是设置烟雾阀值 =0是正常监控模式
//管脚声明
sbit Led_Gre
=P2^2; //绿灯
sbit Led_Yellow =P2^4; //黄灯
sbit Buzzer =P2^0; //蜂鸣器
sbit Fan =P3^3; //
/********************************************************************
* 名称 : delay_1ms()
* 功能 : 延时1ms函数
* 输入 : q
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void delay_ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<110;j++);
}
/***********************************************************************************************************
LCD1602相关函数
***********************************************************************************************************/
//LCD管脚声明 （RW引脚实物直接接地，因为本设计只用到液晶的写操作，RW引脚一直是低电平）
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延时
void LCDdelay(uint z) //该延时大约100us（不精确，液晶操作的延时不要求很精确）
{
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;
}
//写命令
void write_com(uchar com)
{
LCDRS=0;
LCD_WriteData(com);
// DAT=com;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
//写数据
void write_data(uchar date)
{
LCDRS=1;
LCD_WriteData(date);
// DAT=date;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
/*------------------------------------------------
选择写入位置
------------------------------------------------*/
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
}
}
/*------------------------------------------------
写入字符串函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
SelectPosition(x,y) ;
while (*s)
{
write_data( *s);
s ++;
}
}
//========================================================================
// 函数: void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l)
// 应用: LCD_Write_Char(0,1,366,4) ;
// 描述: 在第0行第一个字节位置显示366的后4位,显示结果为 0366
// 参数: x:行,y:列,s:要显示的字,l:显示的位数
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 备注: 最大显示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); //万位
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); //个位
}
/*1602指令简介
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
write_com(0x0d);//打开显示 阴影闪烁
write_com(0x0d);//打开显示 阴影闪烁
*/
//1602初始化
void Init1602()
{
uchar i=0;
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
write_com(0x06);//当读或写一个字符是指针后一一位
write_com(0x01);//清屏
}
void Display_1602(yushe_wendu,c)
{
//显示预设温度
LCD_Write_Char(1,4,yushe_wendu,2) ;
//时时温度
LCD_Write_Char(1,12,c/10,2) ;
write_data('.');
LCD_Write_Char(1,15,c%10,1) ;
}
/***********************************************************************************************************
ADC0832相关函数
***********************************************************************************************************/
sbit ADCS =P1^5; //ADC0832 片选
sbit ADCLK =P1^2; //ADC0832 时钟
sbit ADDI =P1^3; //ADC0832 数据输入 /*因为单片机的管脚是双向的,且ADC0832的数据输入输出不同时进行,
sbit ADDO =P1^3; //ADC0832 数据输出 /*为节省单片机引脚,简化电路所以输入输出连接在同一个引脚上
//========================================================================
// 函数: unsigned int Adc0832(unsigned char channel)
// 应用: temp=Adc0832(0);
// 描述: 读取0通道的AD值
// 参数: channel:通道0和通道1选择
// 返回: 选取通道的AD值
// 版本: VER1.0
// 日期: 2015-05-29
// 备注:
//========================================================================
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;//控制命令结束
_nop_();
_nop_();
dat=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
dat|=ADDO;//收数据
ADCLK=1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//形成一次时钟脉冲
_nop_();
_nop_();
dat<<=1;
if(i==7)dat|=ADDO;
}
for(i=0;i<8;i++)
{
j=0;
j=j|ADDO;//收数据
ADCLK=1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//形成一次时钟脉冲
_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;//拉高数据端,回到初始状态
dat<<=8;
dat|=ndat;
return(dat); //return ad data
}
/***********************************************************************************************************
DS18B20相关函数
***********************************************************************************************************/
sbit DQ = P1^0; //ds18b20的数据引脚
/*****延时子程序：该延时主要用于ds18b20延时*****/
void Delay_DS18B20(int num)
{
while(num--) ;
}
/*****初始化DS18B20*****/
void Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ复位
Delay_DS18B20(8); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
Delay_DS18B20(80); //精确延时，大于480us
DQ = 1; //拉高总线
Delay_DS18B20(14);
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_DS18B20(20);
}
/*****读一个字节*****/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 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_DS18B20(4);
}
return(dat);
}
/*****写一个字节*****/
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;
}
}
/*****读取温度*****/
unsigned int ReadTemperature(void)
{
unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned int t=0;
float tt=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); //启动温度转换
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器
a=ReadOneChar(); //读低8位
b=ReadOneChar(); //读高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
t= tt*10+0.5; //放大10倍输出并四舍五入
return(t);
}
//=====================================================================================
//=====================================================================================
//=====================================================================================
/*****校准温度*****/
u16 check_wendu(void)
{
u16 c;
c=ReadTemperature()-5; //获取温度值并减去DS18B20的温漂误差
if(c<1) c=0;
if(c>=999) c=999;
return c;
}
/***********************************************************************************************************
按键检测相关函数
***********************************************************************************************************/
//按键
sbit Key1=P1^6; //设置键
sbit Key2=P1^7; //加按键
sbit Key3=P3^2; //减按键
#define KEY_SET 1 //设置
#define KEY_ADD 2 //加
#define KEY_MINUS 3 //减
//========================================================================
// 函数: u8 Key_Scan()
// 应用: temp=u8 Key_Scan();
// 描述: 按键扫描并返回按下的键值
// 参数: NONE
// 返回: 按下的键值
// 版本: VER1.0
// 日期: 2015-05-29
// 备注: 该函数带松手检测,按下键返回一次键值后返回0,直至第二次按键按下
//========================================================================
u8 Key_Scan()
{
static u8 key_up=1;//按键按松开标志
if(key_up&&(Key1==0||Key2==0||Key3==0))
{
delay_ms(10);//去抖动
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;// 无按键按下
}
void main (void)
{
u8 key;
wendu=check_wendu(); //初始化时调用温度读取函数 防止开机85°C
Init1602(); //调用初始化显
LCD_Write_String(0,0," Intellect Temp"); //开机界面
LCD_Write_String(1,0,"SET:00 NOW:00.0");
delay_ms(1000);
wendu=check_wendu(); //初始化时调用温度读取函数 防止开机85°C
while (1) //主循环
{
key=Key_Scan(); //按键扫描
wendu=check_wendu(); //读取温度值
if(key==KEY_SET)
{
Mode++;
}
switch(Mode) //判断模式的值
{
case 0: //监控模式
{
Display_1602(yushe_wendu,wendu); //显示预设温度，预设烟雾，温度值，烟雾值
if(wendu>=(yushe_wendu*10)) //温度大于等于预设温度值时（为什么是大于预设值*10：因为我们要显示的温度是有小数点后一位，是一个3位数，25.9°C时实际读的数是259，所以判断预设值时将预设值*10）
{
Buzzer=0; //打开蜂鸣器报警
Led_Yellow=0; //打开温度报警灯
Led_Gre =1; //关闭未报警指示灯
}
else //温度值小于预设值时
{
Led_Yellow=1; //关闭报警灯
Led_Gre =0; //打开未报警指示灯
}
if((wendu<(yushe_wendu*10))) //当烟雾小于预设值并且温度也小于预设值时 （&&：逻辑与，左右两边的表达式都成立（都为真，也就是1）时，该if语句才成立）
{
Buzzer=1; //停止报警
}
break;
}
case 1://预设温度模式
{
SelectPosition(1,3) ; //指定位置
write_com(0x0d); //阴影闪烁
if(key==KEY_ADD) //加键按下
{
yushe_wendu++; //预设温度值（阀值）加1
if(yushe_wendu>=99) //当阀值加到大于等于99时
yushe_wendu=99; //阀值固定为99
LCD_Write_Char(1,4,yushe_wendu,2) ;//显示预设温度
}
if(key==KEY_MINUS) //减键按下
{
if(yushe_wendu<=1) //当温度上限值减小到1时
yushe_wendu=1; //固定为1
yushe_wendu--; //预设温度值减一,最小为0
LCD_Write_Char(1,4,yushe_wendu,2) ;//显示预设温度
}
break; //执行后跳出switch
}
default :
{
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
Mode=0; //恢复正常模式
break;
}
}
}
}
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