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恒溫控製器係統概述

該恒溫控製器係統包含以下幾個(ge) 功能：

可按鍵設定溫度
可顯示當前溫度和用戶設定溫度
有升溫、降溫模塊
可最終達到恒溫

仿真軟件

Keil 5
Proteus 8.6

係統設計

電路設計

恒溫控製係統一共有6個(ge) 模塊，分別是主控芯片模塊、按鍵輸入模塊、設定溫度顯示模塊、當前溫度顯示模塊、溫度采集模塊和升溫、降溫模塊。

按鍵輸入模塊：該模塊由4*3的矩陣鍵盤和1個確認按鈕構成。係統剛開始啟動後，用戶通過矩陣鍵盤輸入想要設定的溫度(0°~99°)，輸入完畢後按下確認鍵，然後將該溫度數據傳送給主控芯片AT89C51；
設定溫度顯示模塊：該模塊由一個2位8段LED數碼管構成，主控芯片AT89C51使用P3口控製該數碼管的段選，使用P2.4和P2.5兩個端口來控製該數碼管的位選。主控芯片AT89C51將從矩陣鍵盤得到的設定溫度信息，通過2位8段LED數碼管顯示出來；
溫度采集模塊；該模塊由一個DS18B20溫度傳感器構成。使用DS18B20溫度傳感器采集當前的溫度，並將該溫度信息傳送給主控芯片AT89C51；
當前溫度顯示模塊：該模塊由兩個74HC573鎖存器和一個4位8段LED數碼管構成，主控芯片AT89C51使用P2.6和P2.7控製兩個74HC573鎖存器的片選，兩個鎖存器的輸入口均與主控芯片的P0口相連，並使用一個100歐的排阻作為P0口的上拉電阻，兩個鎖存器的輸出口分別與4位8段LED數碼管的段選口與位選口相連；
升溫、降溫模塊：該模塊由一個綠色LED和一個紅色LED構成，綠色LED負責降溫，每閃爍一次溫度下降0.5°，紅色LED負責升溫，每閃爍一次溫度上升0.5°。主控芯片AT89C51根據當前溫度和用戶設定溫度之間的差值，來控製升溫還是降溫，以達到恒溫的目的。

軟件代碼編寫

程序的具體(ti) 流程如下：

硬件初始化，關閉所有的數碼管；
進行兩次按鍵掃描循環，分別獲取用戶設定溫度的十位和個位，獲取完畢後，判斷確認鍵是否被按下，如果用戶按下確認鍵則進入到主程序循環中；

while(ok) //用戶設定溫度 { while(key1 == 15) { key1 = keyscan(); delay(50); } while(key2 == 15) { key2 = keyscan(); delay(50); } delay(100);//等待確認鍵 } //鍵盤掃描 uchar keyscan() { uchar temp,key; key = 15; // 默認值，如果沒有按鍵按下key就為(wei) 該默認值 P1 = 0xfe; //掃描第一行 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { delay(10); // 延時消抖 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { temp = P1; switch(temp) //掃描列 { case 0xee: key = 1; break; case 0xde: key = 2; break; case 0xbe: key = 3; break; } while(temp!=0xf0) //等待按鍵釋放 { temp = P1; temp = temp & 0xf0; } } } P1 = 0xfd; //掃描第二行 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { delay(10); // 延時消抖 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { temp = P1; switch(temp) //掃描列 { case 0xed: key = 4; break; case 0xdd: key = 5; break; case 0xbd: key = 6; break; } while(temp!=0xf0) //等待按鍵釋放 { temp = P1; temp = temp & 0xf0; } } } P1 = 0xfb; //掃描第三行 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { delay(10); // 延時消抖 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { temp = P1; switch(temp) //掃描列 { case 0xeb: key = 7; break; case 0xdb: key = 8; break; case 0xbb: key = 9; break; } while(temp!=0xf0) //等待按鍵釋放 { temp = P1; temp = temp & 0xf0; } } } P1 = 0xf7; //掃描第四行 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { delay(10); // 延時消抖 temp = P1; temp = temp & 0xf0; if(temp!=0xf0) { temp = P1; switch(temp) //掃描列 { case 0xe7: key = 0; break; case 0xd7: key = 0; break; case 0xb7: key = 0; break; } while(temp!=0xf0) //等待按鍵釋放 { temp = P1; temp = temp & 0xf0; } } } return key; }

在主程序循環中，首先調用dis_set()函數顯示用戶設定溫度；

for(i=20;i>0;i--) 
 dis_set(key1, key2); //顯示用戶設定的溫度
//顯示設定溫度函數
void dis_set(uchar k1, uchar k2)
{
  display2(1, k1);
  display2(2, k2);
  display2(0, k1);
}
//設定溫度數據顯示函數
void display2(uchar num, uchar tem_data)
{
 if(num==0)
 {
  S1 = 1;
  S2 = 1;
  delay(5);
 }
 if(num==1)
 {
  S1 = 0;
  S2 = 1;
  P3 = table[tem_data]; //table為(wei)  0-9的16進製編碼表
  delay(5);
 }
 else if(num==2)
 {
  S1 = 1;
  S2 = 0;
  P3 = table[tem_data];
  delay(5);
 }
}

然後再從(cong) 溫度傳(chuan) 感器獲取當前溫度，獲取當前溫度的流程如下圖所示，先調用DSreset()函數進行溫度傳(chuan) 感器的初始化，再調用temwrite()函數，對傳(chuan) 感器寫(xie) 入溫度轉換的指令，進行溫度獲取和轉換，然後調用get_tem()函數對傳(chuan) 感器寫(xie) 入讀取寄存器指令，從(cong) 寄存器中讀取存儲(chu) 的溫度數據，並對該數據進行精度轉換處理，最後獲得一個(ge) 保留了1位小數的當前溫度數據；

temchange(); //獲取當前溫度 //溫度獲取和轉換函數 void temchange(void) { DSreset(); delay(1); temwrite(0xcc); //寫(xie) 跳過ROM指令 temwrite(0x44); //寫(xie) 溫度轉換指令 } //讀取寄存器中存儲(chu) 的溫度數據 uint get_tem(void) { uchar l8,h8; DSreset(); delay(1); temwrite(0xcc); //寫(xie) 跳過ROM指令 temwrite(0xbe); //寫(xie) 讀寄存器指令 l8 = temread(); //讀低8位數據 h8 = temread(); //讀高8位數據 tem = h8; tem = tem<<8; tem = tem|l8; //合成一個(ge) 16位數據 f_tem = tem*0.0625; tem = f_tem*10+0.5; //*10用於(yu) 保留1位小數點，+0.5用於(yu) 四舍五入 return (tem); }

DS18B20溫度傳(chuan) 感器的基本操作代碼如下，各項操作要嚴(yan) 格遵守DS18B20溫度傳(chuan) 感器的時序圖，延時時間要足夠，可以根據使用的主控芯片適當地修改循環的次數來調整延時。

初始化

//溫度傳(chuan) 感器初始化 uint DSreset(void) { uint i; DS = 0; i = 73; while(i>0) i--; DS = 1; i = 0; while(DS) {//等待DS18B20拉低總線 delay(1); i++; if(i>10) { return 0;//初始化失敗 } } DS = 1; return 1;//初始化成功 }

讀1位數據

//讀1位數據 bit temreadbit(void) { uint i; bit tem_bitdata; DS = 0; i++; //延時 DS = 1; i++; i++; tem_bitdata = DS; i = 10; while(i>0) i--; return(tem_bitdata); }

讀1字節數據

//讀1字節數據 uchar temread(void) { uint i; uchar j,tem_data; for(i=1;i<=8;i++) { j = temreadbit(); tem_data = (j<<7)|(tem_data>>1); //移位，讓最低位在最後麵 } return (tem_data); }

寫(xie) 1字節數據

//寫1字節數據
void temwrite(uchar tem_data)
{
 uint i;
 uchar j;
 bit send_bitdata;
 for(j=1;j<=8;j++)
 {
  send_bitdata = tem_data&0x01; //取要發送數據的最低位
  tem_data = tem_data>>1; //右移一位
  if(send_bitdata) //寫1
  {
   DS = 0;
   i++;
   i++;
   DS = 1;
   i = 10;
   while(i>0)
    i--;
  }
  else     //寫0
  {
   DS = 0;
   i = 10;
   while(i>0)
    i--;
   DS = 1;
   i++;
   i++;
  }
 }
}

獲取完當前溫度，調用dis_tem()函數顯示當前溫度；

for(i=20;i>0;i--)  //顯示當前溫度
 dis_tem(get_tem());
//顯示當前溫度函數
void dis_tem(uint t)
{
 uchar i;
 i = t/100; //取溫度的十位
 display1(1,i);
 i = t%100/10; //取溫度的個位
 display1(2,i+10);
 i = t%10; //取溫度的小數點後一位
 display1(3,i);
}
//當前溫度數據顯示函數
void display1(uchar num, uchar tem_data)
{
 WE = 1; //選位,低電平有效
 P0 = ~((0x01)<<(num));
 WE = 0;
 DU = 1; //選段，高電平有效
 P0 = table[tem_data];
 DU = 0;
 delay(10);
}

將當前溫度和用戶設定溫度傳入deal()函數，進行恒溫控製，在恒溫控製函數deal()中，根據判斷當前溫度和用戶設定溫度之間的差值進行不同的處理，如果當前溫度小於用戶設定溫度，就進行升溫處理，即紅燈閃爍一次，每閃爍一次溫度上升0.5°，如果當前溫度大於用戶設定溫度，就進行降溫處理，即綠燈閃爍一次，每閃爍一次溫度下降0.5°，如果當前溫度與用戶設定溫度想等，則不做處理，隻顯示溫度；

void deal(uint t, uint t_set)
{
 uchar i;
 if(tt_set)
 {
  work(15, 0x40); //降溫
 }
 else
 {
  i = 15;
  while(i--)
   {
    dis_tem(tem_set);
    dis_set(key1, key2);
   }
 }
}
//升溫、降溫模塊
void work(uint s, uchar led)
{
 uchar i;
 if(led==0x20)
 {
  i = s;
  led0 = ~(led0); //燈亮
  tem = tem+5;
  while(i--)
  {
   dis_tem(tem);
   dis_set(key1, key2);
  }
  led0 = ~(led0); //燈滅
  i = s;
  while(i--)
  {
   dis_tem(tem);
   dis_set(key1, key2);
  }
 }
 else
 {
  i = s;
  led1 = ~(led1); //燈亮
  tem = tem-5;
  while(i--)
  {
   dis_tem(tem);
   dis_set(key1, key2);
  }
  led1 = ~(led1); //燈滅
  i = s;
  while(i--)
  {
   dis_tem(tem);
   dis_set(key1, key2);
  }
 }
}

進行一次恒溫控製後，係統又回到主程序循環的起始點，不斷重複上述3-5步驟，使溫度保持在用戶設定的溫度，達到恒溫的效果。

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基於51單片機的恒溫控製器係統 protues+keil c