基于51单片机的温度控制系统Proteus仿真+代码

ID:269960 · 发表于 2019-1-14 11:47

摘要：单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机保温箱的温控系统研究，本恒温箱属于多功能多用途，可以设置上下控制温度，当温度不在设置范围内时，可以驱动相应的负载工作，同时声光报警。

随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。本文通过采用继电器作为温度的主要控制元件，它可以直接驱动2500W功率的负载，可以应用于家庭、小型工厂等小电量用电设备，亦可以用继电器来控制交流接触器线圈等，就可以实现对大功率负载的控制，应用十分广泛。采用蜂鸣器作为电声元件的报警，LED发光指示相应的加热或制冷工作。这种保温箱的温控系统结构简单，可操作性强，应用广泛。工作时，温度控制范围为上下限之间，当前环境温度若超过设定的临界温度，由单片机发出控制和报警信号，从而负载控制温度的变化。

基于单片机保温箱的温控系统大部分使用是在实验室、工业、医药、农业中。在实验室中特别是生物实验室，我们为了得到更加准确的实验数据，对于恒温实验环境要求严格。所以针对实验室来说，恒温箱的作用显得相当重要。在工业生产过程中我们对于恒温箱的要求也相对更加严格，比如产品的热处理、冷处理等，直接影响着产品的质量。在医药方面医用恒温箱主要用于药品和试剂的储存、运输，疫苗、血液的冷藏保温，透析液的加温、生理盐水的加温等。由以上我们可以明显的看出恒温箱的重要作用。在农业温室大棚中，温控系统对于农作物的生长至关重要，对于农业方面，以至于生活中的各个方面温控系统永远处于相当重要的地位。

主要实现：实时温度测量及显示，超出温度范围相应的继电器工作，继电器可以驱动相应的加热或制冷负载，上下限温度可通过按键设定等功能。

本保温箱的温控系统研究是基于51单片机及温度传感器DS18B20来设计的，温度测量范围0到99.9摄氏度，精度为0.1摄氏度，可见测量温度的范围广，精度高的特点。可设置上下限温度，默认上限温度为38℃、默认下限温度为5℃（通过程序可以更改上下限初始值）。报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值，最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。开启相应的继电器工作时，有指示灯可以指示相应的加热和制冷。

单片机源程序如下:

#include <reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char //宏定义
#define LCD1602 P0
sbit SET=P3^1; //定义调整键
sbit DEC=P3^2; //定义减少键
sbit ADD=P3^3; //定义增加键
sbit BUZZ=P3^6; //定义蜂鸣器
sbit ALAM=P1^2; //定义灯光报警
sbit ALAM1=P1^4;
sbit DQ=P3^7; //定义DS18B20总线I/O
sbit RS = P2^7;
sbit EN = P2^6;
bit shanshuo_st; //闪烁间隔标志
bit beep_st; //蜂鸣器间隔标志
uchar x=0; //计数器
uchar code tab1[]={"Now Tem: . C "};
uchar code tab2[]={"TH: C TL: C"};
uint c;
uchar Mode=0; //状态标志
signed char TH=40; //上限报警温度，默认值为40
signed char TL=10; //下限报警温度，默认值为10
//============================================================================================
//====================================DS18B20=================================================
//============================================================================================
/*****延时子程序*****/
void Delay_DS18B20(int num)
{
while(num--) ;
}
void delay(uint xms)//延时函数，有参函数
{
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
t= tt*10+0.5;
return(t);
}
/*****读取温度*****/
void check_wendu(void)
{
c=ReadTemperature()-5; //获取温度值并减去DS18B20的温漂误差
if(c>1200)
c=1200;
}
/********液晶写入指令函数与写入数据函数，以后可调用**************/
void write_1602com(uchar com)//****液晶写入指令函数****
{
RS=0;//数据/指令选择置为指令
// rw=0; //读写选择置为写
LCD1602=com;//送入数据
delay(1);
EN=1;//拉高使能端，为制造有效的下降沿做准备
delay(1);
EN=0;//en由高变低，产生下降沿，液晶执行命令
}
void write_1602dat(uchar dat)//***液晶写入数据函数****
{
RS=1;//数据/指令选择置为数据
// rw=0; //读写选择置为写
LCD1602=dat;//送入数据
delay(1);
EN=1; //en置高电平，为制造下降沿做准备
delay(1);
EN=0; //en由高变低，产生下降沿，液晶执行命令
}
void lcd_init()//***液晶初始化函数****
{
uchar a;
write_1602com(0x38);//设置液晶工作模式，意思：16*2行显示，5*7点阵，8位数据
write_1602com(0x0c);//开显示不显示光标
write_1602com(0x06);//整屏不移动，光标自动右移
write_1602com(0x01);//清显示
write_1602com(0x80);//日历显示固定符号从第一行第1个位置之后开始显示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab1[a]);//向液晶屏写日历显示的固定符号部分
delay(3);
}
write_1602com(0x80+0x40);//时间显示固定符号写入位置，从第2个位置后开始显示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab2[a]);//写显示时间固定符号，两个冒号
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);
}
}
//=====================================================================================
/*****初始化定时器0*****/
void InitTimer(void)
{
TMOD=0x1;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0; //50ms（晶振12M）
EA=1; //全局中断开关
TR0=1;
ET0=1; //开启定时器0
}
void KEY()
{
//功能键
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);
}
//减少
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);
}
//减少
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);
}
}
/*****报警子程序*****/
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;
}
}
/*****主函数*****/
void main(void)
{
uint z;
delay(1);
lcd_init();
delay(1);
InitTimer(); //初始化定时器
for(z=0;z<100;z++)
{
check_wendu();
delay(1);
}
while(1)
{
display();
KEY();
Alarm();
check_wendu();
}
}
/*****定时器0中断服务程序*****/
void timer0(void) interrupt 1
{
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
x++;
}

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ID:328014 · 发表于 2020-12-28 00:43

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

原理图里面并没有led啊,只有一个LCD,我刚测试了下,楼主的程序和电路是没有问题的,仿真成功了,如图,我用的的Proteus7.8版本的,我估计是你版本不是7.8的问题

ID:496636 · 发表于 2022-6-25 13:26

我来说一下工业生产中的情况吧，如果想温度控制精度在+－0.1度，那你的温度计必须能够分辩0.01度，DS18B20这个温度计不够精确的，如果只是单片机学习学习，那还行，还有在粗放的温度控制中，还能应用，一般在工业生产中，不会用这温度计。我们厂里的老师傅对这货理都不理，太垃圾的东西。一般都是用PT100热电阻，用了一款放大器，具体什么集成块，有空找块板子看一下。十块不到的价格，还有好几路。调较过后，精度和稳定性很好，最多在0.01上下跳动。

ID:78392 · 发表于 2019-2-26 10:25

刚好要用到谢谢分享

ID:498138 · 发表于 2019-3-29 15:52

谢谢分享好好学习

ID:498138 · 发表于 2019-3-29 15:53

非常好有借鉴意义

ID:500887 · 发表于 2019-3-29 21:39

感觉应该不错

ID:501776 · 发表于 2019-3-31 15:56

感觉很好，刚好能用上，谢谢分享

ID:501309 · 发表于 2019-4-5 15:41

有没有程序的流程图？

ID:501309 · 发表于 2019-4-11 22:18

楼主有没有PCB图？

ID:486359 · 发表于 2019-4-17 21:30

刚好用上，谢谢分享

ID:508453 · 发表于 2019-4-18 15:20

谢谢分享

ID:407089 · 发表于 2019-4-18 17:35

很想知道如何以0.5度误差的DS18B20，来实现0.1度的温控精度。

ID:515615 · 发表于 2019-4-18 23:34

把温度传感器换成了K热电偶，显示屏程序怎么改成1000到1200啊

ID:508509 · 发表于 2019-4-19 10:10

zyt19980919 发表于 2019-4-18 23:34
把温度传感器换成了K热电偶，显示屏程序怎么改成1000到1200啊

电阻炉的温度控制吗

ID:518141 · 发表于 2019-4-22 09:02

怎么仿真的led没有显示啊

ID:515615 · 发表于 2019-4-22 16:33

明棋M 发表于 2019-4-19 10:10
电阻炉的温度控制吗

额额，也行，你会弄吗，6675程序不知道怎么加进去

ID:194581 · 发表于 2019-5-6 18:19

刚好要用到谢谢分享

ID:539680 · 发表于 2019-5-17 12:23

差不多的例子，在《单片机原理与应用》第2版曾屹主编书中第250页“数字温度计”

ID:539680 · 发表于 2019-5-17 12:24

代码在第259页，还挺像的，感觉代码95%相似

ID:540111 · 发表于 2019-5-17 14:40

很有帮助感谢分享

ID:540111 · 发表于 2019-5-17 14:41

很完整对我帮助很大谢谢

ID:539680 · 发表于 2019-5-17 16:29

也没有95%那么高，80%应该有

ID:542492 · 发表于 2019-5-20 02:26

太感谢了

ID:540448 · 发表于 2019-5-21 23:01

谢谢分享

ID:165117 · 发表于 2019-5-22 14:32

谢谢分享,学习一下!

ID:508977 · 发表于 2019-5-23 08:50

楼主你自己做的嘛？有没有联系方式，

ID:539393 · 发表于 2019-5-23 10:28

非常棒很实用

ID:516161 · 发表于 2019-6-10 12:19

真棒啊啊啊啊啊啊

ID:499954 · 发表于 2019-10-26 16:53

楼主用的仿真软件是个版本的，我的8.9的不行，如果有成功的高速我下，初学者

ID:609111 · 发表于 2019-11-15 13:03

请问可以联系一下你吗？我有不懂的地方

ID:546381 · 发表于 2019-11-25 16:38

Keil uVision4白白能不能用呢？

ID:269960 · 发表于 2019-12-18 12:33

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

keil4或者5都可以

ID:370510 · 发表于 2019-12-25 17:37

请问楼主您这个是用的Protues多少啊，俺这打不开啊，我用的时8.6

ID:401857 · 发表于 2020-1-2 10:34

太有用了

ID:679795 · 发表于 2020-1-2 16:26

感谢楼主，太有用了

ID:641217 · 发表于 2020-1-14 16:14

这个测量温度精度怎么看啊？

ID:711156 · 发表于 2020-3-18 23:35

请问这个跟电烤箱配对吗

ID:711156 · 发表于 2020-3-19 00:12

请问这个能用到电烤箱里面去吗

ID:722507 · 发表于 2020-4-6 14:34

怎么打开仿真的文件呀用proteus打不开呀

ID:697579 · 发表于 2020-4-15 18:41

谢谢分享好好学习

ID:729938 · 发表于 2020-4-15 20:32

非常感谢，参考一下

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