恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告設(shè)計(jì)名稱：恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。

基于單片機(jī)的恒溫箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。摘要：本設(shè)計(jì)是基于AT89S52單片機(jī)的恒溫箱控制系統(tǒng)，系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分，其中硬件包括：電源、溫度傳感器、顯示、控制、晶閘管驅(qū)動和報警的設(shè)計(jì)；軟件包括：鍵盤管理程序設(shè)計(jì)、顯示程序設(shè)計(jì)、PID控制程序設(shè)計(jì)和溫度報警程序設(shè)計(jì)。編寫程序結(jié)合硬件進(jìn)行調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置和調(diào)節(jié)初始溫度值，進(jìn)行液晶顯示，當(dāng)加熱到設(shè)定值后立刻報警。本設(shè)計(jì)從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)選取了體積小、精度相對高的數(shù)字式溫度傳感元件DS18B20作為溫度采集器，單片機(jī)AT89S52為主控芯片，液晶作為顯示輸出，實(shí)現(xiàn)了對溫度的實(shí)時測量與恒定控制。關(guān)鍵詞：單片機(jī)、溫度傳感器、恒溫、聲光報警、PID。引言：溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用，其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的。對于不同場所、不同工藝、所需溫度高低范圍不同、精度不同，則采用的測溫元件、測溫方法以及對溫度的控制方法也將不同；產(chǎn)品工藝不同、控制溫度的精度不同、時效不同，則對數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制算法也不同。因而，對溫度的測控方法多種多樣。隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測量和控制技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。利用微機(jī)對溫度進(jìn)行測控的技術(shù)，也便隨之而生，并得到日益發(fā)展和完善，越來越顯示出其優(yōu)越性。然而現(xiàn)有的溫度傳感元件大多為模擬器件（熱電耦）體積大、應(yīng)用復(fù)雜、而且不容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化等缺點(diǎn)，阻礙了應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。本設(shè)計(jì)從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)選取了體積小、精度相對高的數(shù)字式溫度傳感元件DS18B20作為溫度采集器，單片機(jī)AT89S52作為主控芯片，數(shù)碼管作為顯示輸出，實(shí)現(xiàn)了對溫度的實(shí)時測量與恒定控制。本課題設(shè)計(jì)要求如下圖所示，恒溫箱采用木箱或紙箱（外形尺寸不大于30cm×30cm×30cm），內(nèi)置白熾燈泡（功率不大于100W）用于加熱。30cm30cm30cm木箱或紙箱白熾燈泡≤100W自制恒溫箱要求恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共2頁，當(dāng)前為第2頁。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共2頁，當(dāng)前為第2頁。（1）溫度采集傳感器采用熱電阻或熱電偶，或一體化數(shù)字溫度傳感器DS18B20。（2）控制燈泡亮度或發(fā)熱量，采用可控硅平滑控制。（3）采用單片機(jī)作為控制器。（4）采用LCD的液晶顯示器作為顯示器，同時顯示給定溫度和實(shí)際溫度。（5）采用自制按鍵的鍵盤作為溫度給定值輸入。（6）恒溫箱實(shí)際溫度達(dá)到給定值時（誤差要求±1℃）需聲光提示，聲音延時5秒后停止。（7）恒溫箱最高溫度≤50℃。二、總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體框圖如下圖：圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1.電源模塊首先是電源模塊，利用變壓器把220V的交流電轉(zhuǎn)為正負(fù)12V的交流電，再用二極管橋式整流電路，整流出直流電。之后用大電容平波，小電容濾波，之后在用7805穩(wěn)壓芯片穩(wěn)出5V的直流電，供給各個部分。其次是單片機(jī)的外圍電路，其中包括有單片機(jī)最小系統(tǒng)、LCD顯示、按鍵、晶閘管控制電路以及溫度采集電路。2.溫度傳感器恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共3頁，當(dāng)前為第3頁。方案一：使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，此設(shè)計(jì)方案需要A/D轉(zhuǎn)換電路，增加了硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共3頁，當(dāng)前為第3頁。方案二：采用溫度傳感器鉑電阻Pt1000。鉑熱電阻的物理化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測溫元件，且此元件線性較好。在0—100攝氏度時，最大非線性偏差小于0.5攝氏度。鉑熱電阻與溫度關(guān)系是，Rt=R0(1+At+Bt);其中Rt是溫度為t攝氏度時的電阻；R0是溫度為0攝氏度時的電阻；t為任意溫度值，A,B為溫度系數(shù)。方案三：采用模擬溫度傳感器AD590K，AD590K具有較高精度和重復(fù)性（重復(fù)性優(yōu)于0.1℃），其良好的非線性可以保證優(yōu)于±0.1℃的測量精度。但其測量的值需要經(jīng)過運(yùn)算放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換再傳給單片機(jī)，硬件電路較復(fù)雜，調(diào)試也會相對困難，所以本系統(tǒng)不宜采用此法。方案四：采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器，而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以去除A/D模塊，降低了硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高，測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。綜合以上四種方案，本設(shè)計(jì)采用第四種方案，利用數(shù)字溫度計(jì)DS18B20作為溫度傳感器。3.顯示部分方案一：溫度的顯示可以用數(shù)碼管，但數(shù)碼管只能顯示簡單的數(shù)字，它有電路復(fù)雜，占用資源較多，顯示信息少等缺點(diǎn)。方案二：1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。顯示字母和數(shù)字比較方便，控制簡單，成本較低。我們設(shè)計(jì)的系統(tǒng)需要顯示更多的信息，所以考慮顯示功能更好的液晶顯示，要求能顯示更多的數(shù)據(jù)，增強(qiáng)顯示信息的可讀性，看起來更方便。綜合以上兩種方案，本設(shè)計(jì)采用方案二，用1602液晶顯示器來顯示數(shù)據(jù)。4.輸出控制方案一：采用繼電器，易于控制，且實(shí)行比較簡單，但強(qiáng)電和弱電不能很好的隔離，抗干擾能力極差，開關(guān)頻率不能太高，燈泡會一直閃爍。方案二：采用固態(tài)繼電器，易于控制，電路簡單，但需要PWM波來進(jìn)行控制，普通51單片機(jī)無PWM口，故不采用此法。方案三：采用晶閘管，控制信號與輸出信號可以很好的隔離，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和抗干擾能力。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。綜合以上三種方案，本設(shè)計(jì)采用晶閘管控制負(fù)載工作。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。三、硬件電路設(shè)計(jì)及工作原理1.系統(tǒng)功能及工作流程介紹根據(jù)恒溫箱控制器的功能要求，并結(jié)合對51系列單片機(jī)的資源分析，即單片機(jī)軟件編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。所以采用AT89C52作為電路系統(tǒng)的控制核心。恒溫箱控制器的總體布局如圖1所示。按鍵將設(shè)置好的溫度值傳給單片機(jī)，通過溫度顯示模塊顯示出來。初始溫度設(shè)置好后，單片機(jī)開啟輸出控制模塊，使電熱器開始加熱，同時將從數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量到的溫度值實(shí)時的顯示出來，當(dāng)加熱到設(shè)定溫度值時，單片機(jī)控制聲光報警模塊，發(fā)出聲光報警，當(dāng)超過設(shè)置溫度關(guān)閉加熱器。當(dāng)自然冷卻到設(shè)定溫度以下時，單片機(jī)再次啟動加熱器，如此循環(huán)反復(fù)，以達(dá)到恒溫控制的目的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，系統(tǒng)基本硬件電路圖如圖2所示。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共5頁，當(dāng)前為第5頁。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共5頁，當(dāng)前為第5頁。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共6頁，當(dāng)前為第6頁。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共6頁，當(dāng)前為第6頁。圖2基本硬件電路圖系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（1）DS18B20測溫電路DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是Dallas公司生產(chǎn)的1－Wire器件，即單總線器件。與傳統(tǒng)的熱敏電阻有所不同，DS18B20可直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號，以供單片機(jī)處理，具有連線簡單、微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、精度高等特點(diǎn)。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有電路簡單，在一根通信線上可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。目前已被眾多行業(yè)進(jìn)行廣泛的運(yùn)用（鍋爐、溫控表糧庫、冷庫、工業(yè)現(xiàn)場溫度監(jiān)控、儀器儀表溫度監(jiān)控、農(nóng)業(yè)大棚溫度監(jiān)控等）。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共7頁，當(dāng)前為第7頁。通過編程，DS18B20可以實(shí)現(xiàn)9～12位的溫度讀數(shù)。信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20或從DS18B20送出，因此從微處理器到DS18B20僅需連接一條信號線和地線。讀、寫和執(zhí)行溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需要外部電源。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共7頁，當(dāng)前為第7頁。每片DS18B20在出廠時都設(shè)有唯一的產(chǎn)品序列號，因此多個DS18B20可以掛接于同一條單線總線上，這允許在許多不同的地方放置溫度傳感器，特別適合于構(gòu)成多點(diǎn)溫度測控系統(tǒng)由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S52單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。1－Wire總線支持一主多從式結(jié)構(gòu)，硬件上需外接上拉電阻。當(dāng)一方完成數(shù)據(jù)通信需要釋放總線時，只需將總線置高點(diǎn)平即可；若需要獲得總線進(jìn)行通信時則要監(jiān)視總線是否空閑，若空閑，則置低電平獲得總線控制權(quán)。

圖3DS18B20測溫電路（2）輸出控制電路加熱電路中采用MOC3023的目的是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電與弱電的隔離，其在電路中的工作原理是單片機(jī)根據(jù)傳感器和設(shè)定開關(guān)輸入的控制指令，控制電器的電源通斷。BTA16是小型塑封雙向晶閘管，當(dāng)電源控制電路的輸出管腳送出的開關(guān)控制指令為高電平，MOC3023截止，BTA16截止，電器被關(guān)閉；當(dāng)電源控制電路送出的開關(guān)控制指令為低電平，MOC3023導(dǎo)通，BTA16導(dǎo)通，電器被打開。R4是BTA16的保護(hù)電路。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共8頁，當(dāng)前為第8頁。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共8頁，當(dāng)前為第8頁。圖4光耦控制輸出（3）顯示電路1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個字符。顯示電路采用LCD1602液晶顯示，如圖(7)所示，圖中只畫出了其相應(yīng)的接口，3腳用于調(diào)節(jié)LCD1602的背光,4、5、6為LCD1602的控制口，用于控制其寫入或是讀出指令，7至14腳為LCD1602的數(shù)據(jù)口，將數(shù)傳送到LCD1602中。圖5LCD1602顯示電路LCD1602的特性：+5V電壓，對比度可調(diào)；內(nèi)含復(fù)位電路；提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共9頁，當(dāng)前為第9頁。有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM；恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共9頁，當(dāng)前為第9頁。內(nèi)建有160個5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM,8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM；基本操作時序：讀狀態(tài)：輸入：RS=L，RW=H，E=H；輸出：DB0～DB7=狀態(tài)字；寫指令：輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼；輸出：無。讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=H，E=H；輸出：DB0～DB7=數(shù)據(jù)；寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù)；輸出：無。LCD1602的各種指令不再一一說明。（4）溫度越線報警電路報警電路如圖8所示，該電路采用一個小功率三極管Q1驅(qū)動蜂鳴器BELL,當(dāng)單片機(jī)接收到超額溫度信號或危險信號時,輸出腳BELL輸出高點(diǎn)平,Q1導(dǎo)通，致使蜂鳴器BELL得電工作，發(fā)出報警聲。同時，電路中的發(fā)光二極管指示出電路的工作狀態(tài)。圖6報警電路（5）過零檢測恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共10頁，當(dāng)前為第10頁。TLP521-2是一個內(nèi)部集成兩個光耦的芯片，主要用于過零檢測，當(dāng)電源的正弦交流電過零時，在三極管的集電極的會產(chǎn)生一個下降沿和一個上升沿，這樣單片機(jī)的外部中斷口可以識別到，最終用于控制晶閘管的導(dǎo)通角。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共10頁，當(dāng)前為第10頁。圖7過零檢測電路四、系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)軟件描述本程序的主要功能就是控制晶閘管的導(dǎo)通角，來控制白熾燈的亮度，最終達(dá)到控制溫度的目的。設(shè)置有兩個按鍵，一個按鍵可以增加期望溫度，另一個可以減少期望溫度，步進(jìn)最小是0.1攝氏度。有一個LCD顯示屏，可以顯示當(dāng)前溫度和期望，當(dāng)實(shí)際溫度達(dá)到期望溫度時，蜂鳴器和LED燈報警5s后停止。運(yùn)用的控制策略是PID算法，PID算法的精華之處就是利用偏差進(jìn)行控制。P代表的是比例，這個參數(shù)可是使調(diào)節(jié)更快速，I是積分，這個參數(shù)可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，D是微分，可以超前控制。根據(jù)以上對操作和工作過程的分析，程序應(yīng)分為兩個階段：一是通電或復(fù)位后到給定溫度；二是檢測并顯示系統(tǒng)的實(shí)時溫度，并根據(jù)檢測的結(jié)果控制電熱器，這時系統(tǒng)不接收鍵盤的輸入。因此，程序可以分為以下幾個功能模塊：溫度設(shè)定和啟動；顯示；溫度檢測；溫度控制以及報警。（1）鍵盤管理模塊當(dāng)通電以后，系統(tǒng)進(jìn)入鍵盤管理狀態(tài)，單片機(jī)只接收設(shè)定溫度和啟動。當(dāng)檢測到有鍵閉合時先去除抖動，這里采用軟件延時的方法，延時一段時間后，再確定是否有鍵閉合，然后將設(shè)定好的值送入預(yù)置溫度數(shù)據(jù)區(qū)，并調(diào)用溫度合法檢測報警程序，當(dāng)設(shè)定溫度超過最大值時就會報警，最后當(dāng)啟動鍵閉合時啟動加熱。鍵盤設(shè)定：用于溫度設(shè)定。共兩個按鍵。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共11頁，當(dāng)前為第11頁。KEY1（P3.6）:設(shè)置溫度“+”。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共11頁，當(dāng)前為第11頁。KEY2（P3.7）:設(shè)置溫度“-”。（2）顯示模塊顯示子程序的功能是將緩沖區(qū)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)換成3個BCD碼，再將其分別存入百位、十位、個位3個顯示緩沖區(qū)，送往串行口，利用單片機(jī)的P0口進(jìn)行掃描，讓數(shù)據(jù)動態(tài)的在1602上顯示出來，可顯示設(shè)置溫度和測量溫度。（3）控制模塊溫度控制子程序流程如圖7所示，將當(dāng)前溫度與設(shè)定好的溫度比較，當(dāng)當(dāng)前溫度小于設(shè)定溫度時，開啟電熱器；當(dāng)當(dāng)前溫度大于設(shè)定溫度時，關(guān)閉電熱器；當(dāng)二者相等時，電熱器保持這一狀態(tài)。圖8控制模塊程序流程（4）溫度報警模塊根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)檢測到當(dāng)前溫度值高于設(shè)定溫度值時報警，報警的同時關(guān)閉電熱器。為了防止誤報，設(shè)置了報警允許標(biāo)志，只有在允許報警的情況下，溫度值高于設(shè)定溫度值時才報警。（5）主程序和中斷服務(wù)程序流程恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共12頁，當(dāng)前為第12頁。主程序采用中斷嵌套方式設(shè)計(jì)，各功能模塊可直接調(diào)用。主程序完成系統(tǒng)的初始化，溫度預(yù)置及其合法性檢測，預(yù)置溫度的顯示及定時器0設(shè)置。定時器0中斷服務(wù)子程序是溫度控制體系的主體，用于溫度檢測、控制和報警（包括啟動溫度轉(zhuǎn)換、讀入采樣數(shù)據(jù)、數(shù)字濾波、越限溫度報警和越限處理、輸出控制脈沖等）。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共12頁，當(dāng)前為第12頁。圖9主程序流程圖圖10中斷服務(wù)程序流程圖五、系統(tǒng)調(diào)試與仿真硬件調(diào)試時，可先檢查印制板及焊接的質(zhì)量是否符合要求，有無虛焊點(diǎn)及線路間有無短路、斷路。然后用萬用表檢測，檢查無誤后，可通電檢查LCD液晶顯示器亮度情況，一般情況下取背光電壓為4~5.5V即可得到滿意的效果，再依次檢查各部分結(jié)構(gòu)安裝是否牢固。軟件調(diào)試是在proteus編譯器下進(jìn)行，源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以子程序?yàn)閱挝恢饌€進(jìn)行，最后結(jié)合硬件實(shí)時調(diào)試。子程序調(diào)試包括：1).LCD1602顯示程序；2).延時函數(shù)子程序；3).DS18B20讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共13頁，當(dāng)前為第13頁。六、設(shè)計(jì)心得恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共13頁，當(dāng)前為第13頁。這次課程設(shè)計(jì)是對過去所學(xué)的知識的一次回顧與鞏固，也是一次特別的實(shí)踐能力。通過該次課程設(shè)計(jì)，不但培養(yǎng)了我們實(shí)踐動手的能力，而且也學(xué)到了很多東西。因?yàn)橐郧皩W(xué)習(xí)的知識，都是基于理論，就算是實(shí)驗(yàn)課，器材也是學(xué)校已經(jīng)弄好了，我們做實(shí)驗(yàn)基本就是連接線路，也根本了解的不深入。但是，這次的課程設(shè)計(jì)，不但要我們自己買器材，更要我們設(shè)計(jì)電路、畫出電路圖、畫出PCB、最終焊接成一塊板子，然后調(diào)試板子，板子調(diào)試差不多了就要開始設(shè)計(jì)程序了。恒溫箱顧名思義就是要讓溫度基本恒定在一個我們期望的值，所以在設(shè)計(jì)程序時，就要想一個算法來控制單片機(jī)，使之能夠恒定溫度。當(dāng)然對于這種控制，最好的算法莫過于PID算法，因?yàn)榇朔ê唵味行?，工業(yè)上也有很多的應(yīng)用，如果需要更精確的控制，可以在PID的基礎(chǔ)增加一些算法，比如模糊控制、魯棒控制等。看到完成的課程設(shè)計(jì)時，我知道還有一些不足，很多地方需要更進(jìn)一步的改進(jìn)，但是我仍然很高興，因?yàn)槲冶M心盡力的將它全部都完成了，我盡到自己最大的努力。雖然還是有很多不懂之處，但是在同學(xué)的幫助下也弄懂了不少。參考文獻(xiàn)（1）郭天祥，新概念51單片機(jī)c語言教程，電子工業(yè)出版社，2009（2）陳躍東，DS18B20集成溫度傳感器原理與應(yīng)用[J]，安徽教育出版社，2002，5-23（3）李廣弟，《單片機(jī)基礎(chǔ)》[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，1994，1-56（4）譚浩強(qiáng)，C程序設(shè)計(jì)（第二版）[M]，清華大學(xué)出版社,2003（5）付家才，單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)[M]，化學(xué)工業(yè)出版社,2004恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共14頁，當(dāng)前為第14頁。恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共14頁，當(dāng)前為第14頁。附錄一源程序代碼#include<includes.h>//=============================================////============液晶初始化及顯示模塊=============////=============================================//sbitRS=P2^5;//數(shù)據(jù)/命令選擇端sbitRW=P2^6;//讀/寫選擇端sbitE=P2^7;//使能端uchartable[10]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};//-----------delay延時函數(shù)voiddelay1602(intz){ inti,j;for(j=z;j>=0;j--)for(i=11;i>=0;i--);}uchargfReverse_Bits(ucharData){Data=(Data<<4)|(Data>>4);Data=((Data<<2)&0xcc)|((Data>>2)&0x33);Data=((Data<<1)&0xaa)|((Data>>1)&0x55);returnData;}//-----------寫com為命令voidwrite_com(ucharcom){ com=gfReverse_Bits(com);E=0; RS=0;RW=0; P0=com; E=1;delay1602(20); E=0; RS=1;}//-----------寫dat為數(shù)據(jù)voidwrite_dat(uchardat){ dat=gfReverse_Bits(dat);E=0;RS=1;恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共15頁，當(dāng)前為第15頁。RW=0;恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共15頁，當(dāng)前為第15頁。 P0=dat; E=1; delay1602(20);E=0;RS=0;}//-----------初始化液晶屏voidinit_1602(){ write_com(0x38); delay1602(50);write_com(0x38); write_com(0x0c); write_com(0x06); write_com(0x01); write_com(0x80);}//-----------液晶顯示函數(shù)//-----------address為顯示地址：//0x80--第一行，0x80+0x40--第二行//-----------mean[]為意義字符串//-----------value為顯示值//-----------unit[]單位字符串voiddispaly(ucharaddress,ucharmean[],floatvalue,ucharunit[]){uchar*pt;intVal;write_com(address);for(pt=mean;*pt!='\0';pt++){write_dat(*pt);}Val=(int)(value*10);write_dat(table[Val/100]);write_dat(table[Val%100/10]);write_dat('.');write_dat(table[Val%10]);for(pt=unit;*pt!='\0';pt++){write_dat(*pt);恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共16頁，當(dāng)前為第16頁。}恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共16頁，當(dāng)前為第16頁。}voidbdispaly(ucharad,ucharsta[]){uchar*pp;write_com(ad);for(pp=sta;*pp!='\0';pp++){write_dat(*pp);}}#include<includes.h>//=============================================////=============DS18b20模塊初始化===============////=============================================//sbitDQ=P2^1;//-----------delayDs18b20延時函數(shù)voiddelayDs18b20(uinti)//延時函數(shù){while(i--);}//----------18b20初始化函數(shù)voidInit_DS18B20(void){DQ=1;//DQ復(fù)位delayDs18b20(8);//稍做延時DQ=0;//單片機(jī)將DQ拉低delayDs18b20(80);//精確延時大于480usDQ=1;//拉高總線delayDs18b20(20);}//----------讀一個字節(jié)ucharReadOneChar(void){uchari=0;uchardat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;//給脈沖信號dat>>=1;恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共17頁，當(dāng)前為第17頁。DQ=1;//給脈沖信號恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共17頁，當(dāng)前為第17頁。if(DQ)dat|=0x80;delayDs18b20(5);}return(dat);}//----------寫一個字節(jié)voidWriteOneChar(uchardat){uchari=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;delayDs18b20(5);DQ=1;dat>>=1;}delayDs18b20(5);}//----------讀取溫度floatReadTemperature(void){ucharTH=0;ucharTL=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0x44);//啟動溫度轉(zhuǎn)換delayDs18b20(200);Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0xBE);//讀取溫度寄存器等（共可讀9個寄存器）前兩個就是溫度TL=ReadOneChar();TH=ReadOneChar();return((TH*256+TL)*0.0625);}#include<includes.h>//=============================================////================鍵盤延時函數(shù)=================//恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共18頁，當(dāng)前為第18頁。//=============================================//恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共18頁，當(dāng)前為第18頁。voidDelayKeyms(intz){ inti,j;for(j=z;j>=0;j--)for(i=110;i>=0;i--);}//=============================================////================鍵盤掃描函數(shù)=================////=============================================//sbitSET=P1^0;sbitUP=P1^1;sbitDOWN=P1^2;sbitOUT=P1^3;ucharcount=1;ucharOutFlag=1;floatTempSet=27.0;floattemp;/*ucharKeyScan(void){if(Key1==0){DelayKeyms(10);if(Key1==0){while(!Key1);return1;}}if(Key2==0){DelayKeyms(10);if(Key2==0){while(!Key2);return2;}}if(Key3==0){DelayKeyms(10);if(Key3==0){恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共19頁，當(dāng)前為第19頁。while(!Key3);恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共19頁，當(dāng)前為第19頁。return3;}}return0;}*/voidSetKey()//模式選擇{if(SET==0){DelayKeyms(10);if(SET==0){count++;if(count>2)count=1;}while(SET==0);}}voidUpKey()//按鍵加{if(UP==0){DelayKeyms(10);if(UP==0){switch(count){case1:temp=TempSet;temp=temp+1;if(temp>50.0)temp=20.0;TempSet=temp;break;case2:temp=TempSet;temp=temp+0.1;if(temp>50.0)temp=20.0;TempSet=temp;break;default:break;}}while(UP==0);}恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共20頁，當(dāng)前為第20頁。}恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共20頁，當(dāng)前為第20頁。voidDownKey()//按鍵減{if(DOWN==0){DelayKeyms(10);if(DOWN==0){switch(count){case1:temp=TempSet;temp=temp-1;if(temp<20.0)temp=50.0;TempSet=temp;break;case2:temp=TempSet;temp=temp-0.1;if(temp<20.0)temp=50.0;TempSet=temp;break;default:break;}}while(DOWN==0);}}voidOutKey()//彈出{if(OUT==0){DelayKeyms(10);if(OUT==0){ OutFlag++;if(OutFlag>1)OutFlag=0;}while(OUT==0);}}voidkeyDone()//按鍵功能執(zhí)行恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共21頁，當(dāng)前為第21頁。{恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共21頁，當(dāng)前為第21頁。bdispaly(0x80,"pleasesetTempset:");dispaly(0x80+0x40,"Temp_Set:",TempSet,"'C");SetKey();switch(count){case1:UpKey();DownKey(); dispaly(0x80+0x40,"Temp_Set:",TempSet,"'C");break;case2:UpKey();DownKey(); dispaly(0x80+0x40,"Temp_Set:",TempSet,"'C");break;default:break;}OutKey();}#include<includes.h>sbitControlpin=P2^0;sbitLight=P2^3;sbitBeep=P2^2;//=============================================////===================延時函數(shù)====================////=============================================//voidDelayms(intz){ inti,j;for(j=z;j>=0;j--)for(i=110;i>=0;i--);}//=============================================////===================主函數(shù)====================////=============================================//ucharbeepflag=0;ucharBe_LiFlag=0;externfloatTempSet;floatTempReal=0;ucharExpectTime=0;voidmain(){恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共22頁，當(dāng)前為第22頁。//初始化定義恒溫箱溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告全文共22頁，當(dāng)前為第22頁。//uchark;floatTempNew=0;//floatTempOld1=0;//floatTempOld2=0;init_1602();XInterruptInit();TimerInit();Beep=1;Controlpin=1;EA=0;while(1){//鍵盤數(shù)據(jù)處理//蜂鳴器報警OutKey();while(OutFlag==0){keyDone();Light=1;beepflag=0;}if(TempSet==TempReal&&!beepflag){Be_LiFlag++;}if(Be_LiFlag==6){Be_LiFlag=0;Beep=0;Light=0;Delayms(500);Beep=1;Light=1;Delayms(500);Beep=0;Light=0;Delayms(500);Beep=1;Light=1;beepflag