基于c51单片机的毕业设计——智能温度控制

   本设计采用AT89C51单片机为控制芯片，硬件上用dsb18202做温度采集（有需要也可以采用dht11温湿度模块）直流电机作为降温风扇，用户可通过按键来控制转速的大小，用继电器来控制电阻丝提高温度。用lcd1602显示屏来显示环境温度并且通过按键来设置模式与最高温和最低温。

实验现象：
    首先它能显示环境的温度并能设置上下限阀值，这是最基本的功能，系统上电的时候显示的是当前环境温度和设定的温度阀值，我们可以通过按键来修改温度上下限阀值。我们看，按下这个K1键会进入温度阀值设置 界面，每按一下，切换一次阀值设置（上下阀值）界面，按第3次时，会自动回到主界面，如此循环。
    在进入温度阀值设计界面时，可以通过K2、K3键对阀值进行加减，这里我们只对温度整数部分进行设置，小数部分我们就不需要了，将设置好的上下限阀值保存到AT24C02（EEPROM）内，当下一次开启系统时只需从AT24C02内读取保存的阀值数据，而不需要重复设置上下限阀值。这样的话，我们用3个按键就实现了温度上下限阀值的设定，这是温度检测控制系统基本的功能。假如我们把温度上限设置为32°C，下限设置为30°C。
    另外还有恒定温度的功能。当设定好上下限阀值时，系统即会把当前的温度与设定的上下限阀值对比，如果高于上限温度，开启散热进行降温，同时报警；如果低于下限温度，开启加热，同时报警；如果当前温度处于下限和上限温度之间时，关闭散热、加热及报警。从而可将温度控制在阀值的范围内。

仿真图展示：

温度高于设定值，风扇反转，警报开启

                                               温度低于设定值，加温开启并发出警报

部分功能视频展示：

视频地址：基于c51单片机的毕业设计——智能温度控制_哔哩哔哩_bilibili

https://www.bilibili.com/video/BV1yU4y177pp/

核心代码展示：

ds18b20的测温原理

DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号发送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。

 

 

lcd1602工作原理

点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成。显示屏上64×16个显示单元与显示RAM区的1024字节相对应，每一字节的内容与显示屏上相应位置的亮暗对应。例如显示屏第一行的亮暗由RAM区的000H~00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，屏幕左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，屏幕右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H…，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，在屏幕的顶部显示一条由8条亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。

 

 

 

 ds18b20初始化

#include "temp.h"

void Delay1ms(unsigned int y)
{
	unsigned int x;
	for(y;y>0;y--)
		for(x=110;x>0;x--);
}


unsigned char Ds18b20Init()//初始化
{
	unsigned int i;
	DSPORT=0;			 //将总线拉低480us~960us
	i=70;	
	while(i--);//延时642us
	DSPORT=1;			//然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低
	i=0;
	while(DSPORT)	//等待DS18B20拉低总线
	{
		i++;
		if(i>5000)//等待>5MS
			return 0;//初始化失败	
	}
	return 1;//初始化成功
}


void Ds18b20WriteByte(unsigned char dat)//写入一字节
{
	unsigned int i,j;
	for(j=0;j<8;j++)
	{
		DSPORT=0;			//每写入一位数据之前先把总线拉低1us
		i++;
		DSPORT=dat&0x01; //然后写入一个数据，从最低位开始
		i=6;
		while(i--); //延时68us，持续时间最少60us
		DSPORT=1;	//然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
		dat>>=1;
	}
}


unsigned char Ds18b20ReadByte()//读取字节
{
	unsigned char byte,bi;
	unsigned int i,j;	
	for(j=8;j>0;j--)
	{
		DSPORT=0;//先将总线拉低1us
		i++;
		DSPORT=1;//然后释放总线
		i++;
		i++;//延时6us等待数据稳定
		bi=DSPORT;	 //读取数据，从最低位开始读取
		/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/
		byte=(byte>>1)|(bi<<7);						  
		i=4;		//读取完之后等待48us再接着读取下一个数
		while(i--);
	}				
	return byte;
}

void  Ds18b20ChangTemp()
{
	Ds18b20Init();
	Delay1ms(1);
	Ds18b20WriteByte(0xcc);		//跳过ROM操作命令		 
	Ds18b20WriteByte(0x44);	    //温度转换命令
//	Delay1ms(100);	//等待转换成功，而如果你是一直刷着的话，就不用这个延时了
   
}

void  Ds18b20ReadTempCom()
{	

	Ds18b20Init();
	Delay1ms(1);
	Ds18b20WriteByte(0xcc);	 //跳过ROM操作命令
	Ds18b20WriteByte(0xbe);	 //发送读取温度命令
}


short Ds18b20ReadTemp()
{
	unsigned char temp=0;
	unsigned char tmh,tml;
	short tem;

	Ds18b20ChangTemp();			 	//先写入转换命令
	Ds18b20ReadTempCom();			//然后等待转换完后发送读取温度命令
	tml=Ds18b20ReadByte();		//读取温度值共16位，先读低字节
	tmh=Ds18b20ReadByte();		//再读高字节

	if(tmh>7)
    {
        tmh=~tmh;
        tml=~tml; 
        temp=0;//温度为负  
    }
	else
	{
		temp=1;//温度为正	
	} 
		  	  
    tem=tmh; //获得高八位
    tem<<=8;    
    tem|=tml;//获得底八位
    tem=(double)tem*0.625;//转换   放大10倍  精度0.1 
	if(temp)
		return tem; //返回温度值
	else 
		return -tem; 
}

lcd1602初始化

#include "lcd.h"


void Lcd1602_Delay1ms(uint c)   //误差 0us
{
    uchar a,b;
	for (; c>0; c--)
	{
		 for (b=199;b>0;b--)
		 {
		  	for(a=1;a>0;a--);
		 }      
	}
    	
}

#ifndef 	LCD1602_4PINS	 //当没有定义这个LCD1602_4PINS时
void LCD_WriteCmd(uchar com)	  //写入命令
{
	LCD1602_E = 0;     //使能
	LCD1602_RS = 0;	   //选择发送命令
	LCD1602_RW = 0;	   //选择写入
	
	LCD1602_DATAPINS = com;     //放入命令
	Lcd1602_Delay1ms(1);		//等待数据稳定

	LCD1602_E = 1;	          //写入时序
	Lcd1602_Delay1ms(5);	  //保持时间
	LCD1602_E = 0;
}
#else 
void LCD_WriteCmd(uchar com)	  //写入命令
{
	LCD1602_E = 0;	 //使能清零
	LCD1602_RS = 0;	 //选择写入命令
	LCD1602_RW = 0;	 //选择写入

	LCD1602_DATAPINS = com;	//由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改
	Lcd1602_Delay1ms(1);

	LCD1602_E = 1;	 //写入时序
	Lcd1602_Delay1ms(5);
	LCD1602_E = 0;

//	Lcd1602_Delay1ms(1);
	LCD1602_DATAPINS = com << 4; //发送低四位
	Lcd1602_Delay1ms(1);

	LCD1602_E = 1;	 //写入时序
	Lcd1602_Delay1ms(5);
	LCD1602_E = 0;
}
#endif

#ifndef 	LCD1602_4PINS		   
void LCD_WriteData(uchar dat)			//写入数据
{
	LCD1602_E = 0;	//使能清零
	LCD1602_RS = 1;	//选择输入数据
	LCD1602_RW = 0;	//选择写入

	LCD1602_DATAPINS = dat; //写入数据
	Lcd1602_Delay1ms(1);

	LCD1602_E = 1;   //写入时序
	Lcd1602_Delay1ms(5);   //保持时间
	LCD1602_E = 0;
}
#else
void LCD_WriteData(uchar dat)			//写入数据
{
	LCD1602_E = 0;	  //使能清零
	LCD1602_RS = 1;	  //选择写入数据
	LCD1602_RW = 0;	  //选择写入

	LCD1602_DATAPINS = dat;	//由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改
	Lcd1602_Delay1ms(1);

	LCD1602_E = 1;	  //写入时序
	Lcd1602_Delay1ms(5);
	LCD1602_E = 0;

	LCD1602_DATAPINS = dat << 4; //写入低四位
	Lcd1602_Delay1ms(1);

	LCD1602_E = 1;	  //写入时序
	Lcd1602_Delay1ms(5);
	LCD1602_E = 0;
}
#endif

#ifndef		LCD1602_4PINS
void LcdInit()						  //LCD初始化子程序
{
 	LCD_WriteCmd(0x38);  //开显示
	LCD_WriteCmd(0x0c);  //开显示不显示光标
	LCD_WriteCmd(0x06);  //写一个指针加1
	LCD_WriteCmd(0x01);  //清屏
	LCD_WriteCmd(0x80);  //设置数据指针起点
}
#else
void LCD_Init()						  //LCD初始化子程序
{
	LCD_WriteCmd(0x32);	 //将8位总线转为4位总线
	LCD_WriteCmd(0x28);	 //在四位线下的初始化
	LCD_WriteCmd(0x0c);  //开显示不显示光标
	LCD_WriteCmd(0x06);  //写一个指针加1
	LCD_WriteCmd(0x01);  //清屏
	LCD_WriteCmd(0x80);  //设置数据指针起点
}
#endif



void LCD_Clear()
{
	LCD_WriteCmd(0x01);
	LCD_WriteCmd(0x80);	
}

//在任何位置显示字符串

void LCD_Dispstring(u8 x,u8 line,u8 *p)	  
{
	char i=0;
	if(line<1)	   //第一行显示
	{	
		while(*p!='\0')
		{
			if(i<16-x)
			{
				LCD_WriteCmd(0x80+i+x);	
			}
			else
			{
				LCD_WriteCmd(0x40+0x80+i+x-16);	
			}
			LCD_WriteData(*p);
			p++;
			i++;	
		}	
	}
	else		   //第2行显示
	{
		while(*p!='\0')
		{
			if(i<16-x)
			{
				LCD_WriteCmd(0x80+0x40+i+x);	
			}
			else
			{
				LCD_WriteCmd(0x80+i+x-16);	
			}
			LCD_WriteData(*p);
			p++;
			i++;	
		}	
	}		
}

lcd屏显示ds18b20检测温度

​

void Temp_DataPros()
{
	short temp;
	u8 temp_buf[5];
	temp=Ds18b20ReadTemp();
	temp_val=temp;	
	if(temp<0)
	{
		temp=-temp;
		LCD_Dispstring(2+5,0,"-");
	}
	else
	{
		LCD_Dispstring(2+5,0," ");
	}

	temp_buf[0]=temp/100+0x30;
	temp_buf[1]=temp%100/10+0x30;
	temp_buf[2]='.';
	temp_buf[3]=temp%100%10+0x30;
	temp_buf[4]='\0';
	LCD_Dispstring(2+6,0,temp_buf);		 //显示检测的温度xx.x

	temp_buf[0]=set_temph/10+0x30;
   	temp_buf[1]=set_temph%10+0x30;
	temp_buf[2]='\0';
	LCD_Dispstring(5,1,temp_buf);	  //显示设定的温度上限值xx

	temp_buf[0]=set_templ/10+0x30;
   	temp_buf[1]=set_templ%10+0x30;
	temp_buf[2]='\0';
	LCD_Dispstring(14,1,temp_buf);	 //显示设定的温度下限值xx
}

​

按键模式选择并调节

u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
	static u8 key=1;
	if(key&&(k1==0||k2==0||k3==0))
	{
		delay(1000);   //消抖
		key=0;
		if(k3==0)
		{
			return K1_MODE;
		}
		else if(k1==0)
		{
			return K2_ADD;
		}
		else if(k2==0)
		{
			return K3_DEC;	
		}
	}
	else if(k1==1&&k2==1&&k3==1)
	{
		key=1;	
	}
	if(mode)
	{
		key=1;
	}
	return 0;	
}

void KEY_Pros()
{
	u8 key;
	u8 temph_buf[3];

	key=KEY_Scan(0);
	
	if(key==K1_MODE)   //模式选择
	{
		mode++;
		LCD_Clear();

		if(mode==1)
		{
			LCD_Dispstring(0,1,"SETH:   C");
      LCD_Dispstring(2,0,"N-TEM:   C");			
		}
		else if(mode==2)
		{
			LCD_Dispstring(0,1,"SETL:   C");
     LCD_Dispstring(2,0,"N-TEM:   C");			
		}
		else 
		{
			mode=0;
			LCD_Dispstring(2,0,"Temp:     C");
			LCD_Dispstring(0,1,"SETH:  ");
			LCD_Dispstring(9,1,"SETL:  ");	
		}
	}
	if(mode==1)	 //温度上限设置
	{
		switch(key)	
		{
			case K2_ADD: 	   //加
						set_temph++;
						if(set_temph>=80)set_temph=80;
						break;
			case K3_DEC: 	 //减
						set_temph--;
						if(set_temph<=0)set_temph=0;
						break;
		}

		temph_buf[0]=set_temph/10+0x30;
		temph_buf[1]=set_temph%10+0x30;
		temph_buf[2]='\0';
	   	LCD_Dispstring(9,0,temph_buf);
		At24c02Write(0,set_temph);
	}

	else if(mode==2)  //温度下限设置
	{
		switch(key)	
		{
			case K2_ADD: 	   //加
						set_templ++;
						if(set_templ>=80)set_templ=80;
						break;
			case K3_DEC: 	 //减
						set_templ--;
						if(set_templ<=0)set_templ=0;
						break;
		}

		temph_buf[0]=set_templ/10+0x30;
		temph_buf[1]=set_templ%10+0x30;
		temph_buf[2]='\0';
	   	LCD_Dispstring(5,1,temph_buf);
		At24c02Write(2,set_templ);
	}
	

核心代码及仿真图展示完毕，获取完整源码下载地址：https://download.csdn.net/download/weixin_51322363/21106377