基于51单片机的温度报警系统
目录
前言
一、温控系统是什么？
二、设计目的
1.环境需求
2.设计基础
三、设计
1.C51程序设计
2.Proteus仿真
（1）.元器件如下
（2）.原理图。
总结
前言
微型计算器自20世纪70年代诞生以来，得以迅速发展、普及和应用。随着增强型8051单片机和嵌入式微处理器技术的飞速发展，以及单片机C语言应用的普及，单片机应用领域越来越广泛。
一、温控系统是什么？
随着社会的快速发展，科技的加速进步，测温仪器在各个领域应用越来越广泛，自动化和智能化已经成为现代的温度控制系统的主流发展方向。因为各行各业对于温度控制有着越来越高的要求，所以对温度的控制和测量就显得较为重要。温度控制器的使用范围越来越广泛，各种能够应用于不同领域的智能自动温度控制器随着产生。自动温度控制系统主要完成数据采集，温度定时的显示，温度控制，温度定时的设定以及报警等功能.
二、设计目的
对51单片机所学知识进一步强化理解和应用。
1.环境需求
软件：Proteus （文章中使用Proteus 8.6）
Keil （文章中使用Keil C51）
2.设计基础
掌握《C语言》、《单片机原理及应用》两门课程。
三、设计
1.C51程序设计
/*-----------------------------------------------
名称：18B20温度测量报警
内容：在LCD1602第一行可以显示当前温度，
第二行显示设定的温度区间，超过此温度区间，蜂鸣器报警。
温度区间可以通过用户按键设置
------------------------------------------------*/
#include //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
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/******************************************************************/
/* 定义端口 */
/******************************************************************/
sbit led1=P1^3;// 温度超出范围指示灯
sbit led2=P1^4;
sbit buzzer=P3^3;//蜂鸣器引脚
sbit DQ=P3^7;//ds18b20 端口
sbit RS = P0^4;//1602数据/命令选择端（H：数据寄存器L：指令寄存器）
sbit RW = P0^5;//1602读/写选择端
sbit E = P0^6;//1602使能信号端
sbit key1=P3^4;//用户按键
sbit key2=P3^5;
sbit key3=P3^6;
/******************************************************************/
/* 全局变量 */
/******************************************************************/
int temp;//测得温度
char temp_max=40,temp_min=10;//设定的温度
char TempH,TempL;
uchar flag_get,num=0;
uchar code tab[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};//液晶显示
uchar tab1[]="min:010 max:040";//液晶第二行显示内容
uchar str[8];
/******************************************************************/
/* 延时函数 */
/******************************************************************/
void delay1(uint i)//短延时函数
{
while(i--);
}
void delay(uint z) //长延时函数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
/******************************************************************/
/* DS18B20 初始化 */
/******************************************************************/
void Init_DS18B20(void)
{
uchar x=0;
DQ = 1; //拉高总线,等待
delay1(8);
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
delay1(80); //精确延时 大于 480us
DQ = 1; //拉高总线,等待
delay1(10);
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
delay1(5);
}
/******************************************************************/
/* DS18B20读一个字节 */
/******************************************************************/
uchar ReadOneChar(void) // DS18B20读一个字节
{
uchar i=0;
uchar dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat>>=1;
DQ = 1; // 给脉冲信号，主机在读时隙期间必须释放总线
if(DQ)
dat|=0x80;
delay1(5);
}
return(dat);
}
/******************************************************************/
/* DS18B20写一个字节 */
/******************************************************************/
void WriteOneChar(uchar dat) //DS18B20写一个字节
{
uchar i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;//取最低位
delay1(5);
DQ = 1;
dat>>=1;//左移
}
delay1(5);
}
/******************************************************************/
/* DS18B20读取温度 */
/******************************************************************/
uint ReadTemperature(void) //DS18B20读取温度
{
uchar a=0;
uint b=0;
uint t=0;
Init_DS18B20();//DS18B20初始化
WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
delay1(200); //延时以求信号的稳定
Init_DS18B20(); //DS18B20再次初始化
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度
a=ReadOneChar(); //低位
b=ReadOneChar(); //高位
b<<=8; //b左移8位
t=a+b; //把a与b结合，放在16位的t中 此处两行代码也可用t=(（b*256）+1)替代 原理相同
return(t);
}
/******************************************************************/
/* LCD1602写命令操作 */
/******************************************************************/
void WriteCommand(uchar com)
{
delay(5);//操作前短暂延时，保证信号稳定
E=0;
RS=0;
RW=0;
P2=com;
E=1;
delay(5);
E=0;
}
/******************************************************************/
/* LCD1602写数据操作 */
/******************************************************************/
void WriteData(uchar dat)
{
delay(5); //操作前短暂延时，保证信号稳定
E=0;
RS=1;
RW=0;
P2=dat;
E=1;
delay(5);
E=0;
}
/******************************************************************/
/* LCD1602初始化程序 */
/******************************************************************/
void InitLcd()
{
uchar i;
delay(15);
WriteCommand(0x38); //display mode
WriteCommand(0x06); //显示光标移动位置
WriteCommand(0x0c); //显示开及光标设置
WriteCommand(0x01); //显示清屏
WriteCommand(0x80+0x40);//将光标移到第二行
for(i=0;i<16;i++)//显示初始化内容
{
WriteData(tab1[i]);
delay(10);
}
}
/******************************************************************/
/* 蜂鸣器报警程序 */
/******************************************************************/
void alarm()
{
if(TempH>=temp_max)//当温度高于设置的最高温报警
{ buzzer=0;
delay(50);
buzzer=1;
delay(50);
led1=0;
led2=1;
}
else if(TempH>4; //由权重表知移4位就是整数位
TempL=temp&0x0F;
TempL=TempL*6/10;//小数近似处理
alarm(); //判断是否需要报警
}
WriteCommand(0x80+0x04);//光标指向第一行第一个字符
for(i=0;i<8;i++)// 显示
{
WriteData(str[i]);
delay(10);
}
}
void display_range(uchar add,int t)
{
uchar i;
if(t<0)
{
str[0]=0xb0;//负号标志
}
else
{
str[0]=tab[abs(t)/100]; //百位温度
str[1]=tab[(abs(t)%100)/10]; //十位温度
str[2]=tab[(abs(t)%100)%10]; //个位温度
WriteCommand(0x80+0x40+add);
}
for(i=0;i<3;i++)
{
WriteData(str[i]);
delay(5);
}
}
/******************************************************************/
/* 独立键盘扫描函数并显示设定的温度 */
/******************************************************************/
void keyscan()
{
uchar flag1=0,flag2=0;//有按键按下标记
P3=0xff;//拉高P3口，以读取P3口的值
if(key1==0) //两个按键控制最高/最低温度的加减 按住key1时通过其他2个键控制最高温度的加减
{
delay(5);
if(key2==0)//最高温加
{
delay(5);//延时消抖
if(key2==0)
{
temp_max++;
if(temp_max>=85)
temp_max=85;
}
while(!key2);//松手检测
flag1=1;
}
if(key3==0)//最高温减
{
delay(5);
if(key3==0)
{
temp_max--;
if(temp_max<=temp_min)
temp_max=temp_min;
}
while(!key3);
flag1=1;
}
}
if(key1==1) //松开key1时通过其他2个键控制最低温度的加减
{
delay(5);
if(key2==0)//最低温加
{
delay(5);//延时消抖
if(key2==0)
{
temp_min++;
if(temp_min>=temp_max)
temp_min=temp_max;
}
while(!key2);//松手检测
flag2=1;
}
if(key3==0)//最低温减
{
delay(5);
if(key3==0)
{
temp_min--;
if(temp_min<=-10)
temp_min=-10;
}
while(!key3);
flag2=1;
}
}
if(flag1)//如有设置最高温度的键按下，更新设定的温度
{
flag1=0;// 清标记
display_range(0x0d,temp_max);
}
if(flag2)//如有设置最低温度的键按下，更新设定的温度
{
flag2=0;// 清标记
display_range(0x04,temp_min);
}
}
/****************************************************************/
/* 主函数 */
/******************************************************************/
void main()
{
TMOD|=0x01;//定时器设置
TH0=0xEF;//装初始值
TL0=0xF0;
EA=1;// 开总中断
ET0=1;//允许定时器0中断
TR0=1;//开定时器0中断
InitLcd();//lcd1602初始化
flag_get=1;
while(1)
{
handle_T();// 处理温度：获得、显示、报警
keyscan(); //独立按键扫描
}
}
/******************************************************************/
/* 定时0中断处理程序，用于温度检测间隔，大约1秒测一次温度 */
/******************************************************************/
void timer0(void) interrupt 1 using 1
{
TH0=0xEF;//定时器重装值
TL0=0xF0;
num++;
if (num==50)
{
num=0;
flag_get=1;//标志位有效，开始测温
}
}
PS：按键控制温度加减区块也可用此种类型做到松手检测 （具体如何操作不做叙述）当然如果觉得2个按键控制可能因为抖动影响结果，可以更换其他方法。
if(key2==0&&flag==0)
{
flag=1;
}
if(flag==1&&key2==1)
{
temp_max++;
if(temp_max>=85)
temp_max=85;
flag=0;
}因为涉及到C语言部分知识的解析，分装代码将在下一篇文章中更新。（不是没有做出来，下图。下篇打包发出，需要自取。）
2.Proteus仿真
以Proteus 8.6为例 （PS：本人在使用Proteus 8.9过程中出现LCD1602显示屏第一行无法正常工作，被迫使用Proteus 8.6。没有找到问题原因，欢迎大佬留言解答。）
（1）.元器件如下
关于buzzer（蜂鸣器）的选择，选择第二个即可。
LCD1602在Proteus中选择LM016L。
（2）.原理图。
（PS：框框里的红色部分可以不用画，多余的，自己测speaker的工作原理时用到了没有删。）
按键控制这块再说一下，此文章中使用的是两个的按键控制温度加减。
按住key0，key1-->最高温度加，key2-->最高温度减。
松开key0（即默认），key1-->最低温度加，key2-->最低温度减。
从上到下依次key0、key1、key2。
至于怎么按住第一个键，单击按键右侧按钮。（如图啊）
总结
以上便是基于51单片机设计的温度报警系统。细致的讲解在后面更新。