基于的溫度控制系統(tǒng)設計C語言源程序(完整資料)

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/*******＊*＊＊＊****＊＊*＊＊＊＊＊*＊＊**＊*＊＊＊＊*＊**＊*＊*＊＊＊*＊＊***＊****/基于的溫度控制系統(tǒng)設計C語言源程序(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）/*程序名稱:溫度監(jiān)控系統(tǒng)*/／＊程序功能:利用89Ｃ5２單片機和DＳ18B20溫度傳感器實現(xiàn)環(huán)境＊／／*溫度的實時測量和高、低溫報警*/／＊程序版本：v1．0＊/／＊作者：*//*編寫時間：＊//*＊****＊**＊*****＊***＊＊＊＊＊******＊＊＊＊*＊****＊**＊**＊＊＊＊＊**＊＊*＊／#iｎｃｌｕｄe＜reg５2.ｈ＞#includｅ＜ｉｎtrｉns。h>/／含_ｎop_（)延時函數(shù)/／定義數(shù)據(jù)類型＃dｅfｉneucｈarｕnsignedcｈar＃defｉnｅuintｕｎsignedint//定義端口＃defineLＥDＰ０／/段碼輸出口ｓbitDQ=P3^2;//傳感器數(shù)據(jù)口sbitSMG_q=Ｐ1＾0; //定義數(shù)碼管陽級控制腳(千位)sｂiｔSMG_b=P1^1；?//定義數(shù)碼管陽級控制腳（百位）ｓｂitSＭＧ_s＝Ｐ1＾2；?/／定義數(shù)碼管陽級控制腳（十位)sbｉtSMG_g=P1^３;?/／定義數(shù)碼管陽級控制腳（個位）ｓbitbuzzer＝Ｐ1＾5；/／蜂鳴器 sbitled＿ｌow=Ｐ2^6；//低溫指示燈sbitled_hｉgh=P2^7;//高溫指示燈sbitｌeｄ_ok=P2^5;//溫度正常指示燈sbitled_ｗork=P２^４；/／工作指示燈sｂiｔsｅｔ=Ｐ3^7;//設置按鍵ｓｂitadd=P3＾4；//加一按鍵ｓｂitdｅc=P3^5；/／減一按鍵//定義變量和常量inｔcoｕnt=０；／/按鍵次數(shù)寄存器ｉｎth；//主函數(shù)用循環(huán)計數(shù)器uinｔtemp；//溫度值ucｈarr；//溫度值整數(shù)形式ucharｈiｇｈ＝35,loｗ=２0；／/上下限初值//共陽LED段碼表”0＂＂1”"2"”3”"4”"５”"6””7"＂8""9”"不亮”＂-"ucharcodｅLＥＤ＿codｅ［１2］=｛0xc0，０xf9,0xa４，０xb0,0x99,０x92，0x８2，0xf８，0x80,0ｘ90}；ucharcoｄeＬED＿code1［］＝{０x４0，0x７9，0ｘ2４，0x３0，0x１9,0x１2，０x0２，0x７8，0x00，0x1０｝;uｃhａrcｏdeｄitａb[16］＝{0ｘ00，0x01，0x01，0ｘ02，0x０３，0ｘ0３,0x０4,0ｘ０4,0x0５,０ｘ06,0ｘ０６，0x０７，0ｘ０８，０x０8，0x０9,0x０9｝;／/小數(shù)部分轉(zhuǎn)換碼表uｃhardataｔemp＿data［2］=｛0x０0，0x00｝;／/存儲從傳感器讀出的溫度值uｃhardaｔａdp[５]=｛０x00，0ｘ00,0x0０，0ｘ00，0x00}；／／顯示單元數(shù)據(jù),共4個數(shù)據(jù)和一個運算//子函數(shù)聲明voｉｄｄs_resｅt()；//DS18B20初始化函數(shù)voidｄｓ＿writｅ(uchardｓ_wrdata）；//ＤS１8Ｂ2０寫數(shù)據(jù)函數(shù)uchaｒds_read（)；/／DS18B２０讀數(shù)據(jù)函數(shù)read_teｍｐ(）;//讀取溫度函數(shù)voiｄcｈangｅ＿tｅmp（uinｔtｅm）;//溫度數(shù)據(jù)處理voidxianshｉ(intｈoｒｌ);//溫度顯示轉(zhuǎn)換voiddisplａy(）;//數(shù)碼管顯示函數(shù)vｏｉdkeyscaｎ()；//按鍵查詢函數(shù)voidwarn_lｅd（）；//超限報警voiddelay(uintｔ);//延時函數(shù)，單次25us/＊＊＊＊＊***＊**＊＊*＊*＊＊＊*主函數(shù)＊＊*＊＊＊**＊**＊*＊＊＊*＊＊*＊／vｏidmaiｎ（）｛ LＥD=0x00；/／初始化顯示端口?led１=0；?led2=0;?led3＝0；?led4=0； for(h＝0；h<4；h＋+）?｛ dp[h］=8; } ｗｈｉｌe(1）//循環(huán)執(zhí)行顯示和溫度讀取 ｛ ?ucｈarｉ;??for(i＝0;i〈20０；ｉ++)??｛? ?wａrn_led（)；／/指示燈控制?? dｉspｌａy(）;/／顯示 ? keyscaｎ()；//按鍵掃描 ?｝? changｅ_temｐ（rｅad_temp（)）；／/溫度數(shù)據(jù)讀取和處理 ??}｝/＊＊**＊＊＊＊***＊***＊＊＊*＊*******＊＊＊＊＊＊＊*＊＊＊＊*＊＊*＊＊＊＊//＊函數(shù)名稱：ds_reset（）*／/＊函數(shù)功能：DS1８B20初始化＊//＊入口參數(shù):無＊//＊輸出參數(shù)：無*//*調(diào)用函數(shù):delaｙ（);_ｎｏｐ_（)；*//＊全局變量：無*/／*局部變量：ｐresencｅ*／／＊*＊＊＊*****＊**＊*＊＊**＊*＊＊*＊*＊＊＊＊＊*＊**＊＊***＊*＊＊＊＊＊/voidｄｓ_ｒeset(voｉｄ）｛?charprｅsence=１; whｉｌe（ｐresｅnce）?｛??ｗhｉle(preｓencｅ）? { ??ＤQ＝1;/／傳感器數(shù)據(jù)段先置高電平? ＿ｎop_(）;???_nｏｐ_（);???//適當延時???DＱ=0;／/傳感器數(shù)據(jù)段從高電平拉到低電平 ?deｌａｙ（５0);//延時???DQ＝1；/／再置高電平?? ｄelａｙ（6);／/延時 ?pｒeｓence=DＱ;／/初始化成功，繼續(xù)下一步 ｝??delaｙ（45）；／／延時??ｐresｅnce=～DQ；?｝ DQ＝1；／/拉高電平 ｌed_woｒk＝0； ? ?／/開工作指示燈}/＊*＊***＊＊＊＊***＊**＊＊＊＊＊*＊*＊*******＊*＊*＊＊*＊＊＊＊＊＊＊*//＊函數(shù)名稱：ds_ｗｒite()＊／／*函數(shù)功能：向DS1８B20寫數(shù)據(jù)*/／＊入口參數(shù)：ds_ｗrdata＊／/＊輸出參數(shù):無*//＊調(diào)用函數(shù):ｄelay(）；＿nop_()；*／/*全局變量：無＊//＊局部變量：ds_wrｄaｔa＊//*＊＊＊＊*＊＊**＊*＊*＊＊**＊*＊＊＊＊＊**＊＊******＊**＊*＊***＊**／ｖｏidds＿wｒite（uｃhards_ｗrdaｔａ)｛ ｕchａｒｉ; for（i=8；ｉ>0;ｉ--）?{ ?ＤＱ=1；_noｐ_（)； _nｏp＿（）；??DＱ=0； ?＿ｎｏp＿（); _nｏp_（）; _ｎop_（）; ＿ｎop_（);??DＱ=dｓ_wrdata&0x０１；／/最低位移出 ?delay（6）; ?ｄs_wrｄaｔa＝ds_ｗrdatａ/2;／/右移１位 ｝ DQ=1； deｌay(１）;}/*＊＊*＊＊＊＊＊*＊*＊＊***＊＊**＊＊*＊*＊*＊＊***＊*＊*＊＊＊**＊＊＊**／/＊函數(shù)名稱:ｄs_ｒead(）*/／*函數(shù)功能：從ＤS1８B2０讀數(shù)據(jù)*／/*入口參數(shù)：無＊//*輸出參數(shù)：valｕe*//＊調(diào)用函數(shù):delａｙ（）；_nop＿（);*//*全局變量:＊//*局部變量：i；valuｅ；＊/／*＊**＊＊＊＊**＊＊＊＊＊*****＊＊＊＊*＊*＊*＊＊*＊***＊*＊＊＊＊*＊*＊＊/ucｈards＿rｅａd（ｖｏid){?uｃｈａri； uｃｈarvａｌue=0；?foｒ（i=8；i＞0；ｉ-—）?{??DQ=1；＿ｎop＿(）；??_noｐ_（)；? value〉＞=1;? DＱ=0； _nop_()； ?_nop_（）;? _nop_（）; _nop_(); ?DQ=1；? _nｏｐ_（);? _ｎop_(）;??_nop＿(); ?_noｐ_()； ?if（ＤQ)value｜＝０x80;??delay(6）； ｝ ＤＱ＝1；?retuｒｎ（ｖalue)；｝/*＊***＊＊*＊＊＊＊＊***＊*＊*＊*＊＊**＊＊＊＊****＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊**//*函數(shù)名稱：read_temp()*//＊函數(shù)功能：讀溫度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)*／／*入口參數(shù):無*／／＊輸出參數(shù)：yeｍｐ*//＊調(diào)用函數(shù):ds＿rｅseｔ(）；dｓ_wｒite(）；ds＿ｒead（）；*／／*delaｙ();*//＊全局變量:ｔeｍp*//*局部變量:temｐ_data［]；*//＊＊*＊*＊＊*＊＊***＊＊＊＊＊**＊*＊＊*＊＊＊*＊*＊＊＊****＊＊＊＊*＊＊*＊／rｅad_tｅmp（){ ｄs_rｅset(）；//傳感器初始化 ｄelａｙ(２00)；?ds_wrｉte（0xｃc);/／發(fā)跳過讀取序列號命令?ds_ｗrite（0x44）;/／發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令 ds_rｅsｅt(）;?ｄelay(1）;?dｓ_ｗriｔｅ(0xcc）；? ??ｄs_ｗrｉte（0xbe); ／/讀1８B2０中存儲器?temp_dａt(yī)a［0］=ds_reａd();／/讀溫度值的低字節(jié)命令 tｅmp_daｔa[1］=ds_ｒead();／/讀溫度值的高字節(jié)?temｐ=temp_data［１]； tｅmp<<＝8; teｍp＝ｔｅmp｜temp_ｄatａ［0］；／/兩字節(jié)合成一個整型變量 returntemp；/／返回溫度值}/＊**＊＊＊**＊*＊**＊＊***＊＊**＊＊＊*＊*＊*＊＊＊＊*＊＊＊＊*＊＊**＊**//＊函數(shù)名稱：chanｇ＿teｍp（)＊//＊函數(shù)功能:將溫度傳感器中獨到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換＊//＊入口參數(shù)：tem＊//＊輸出參數(shù)：dp［]*//*調(diào)用函數(shù)：無＊/／*全局變量：ｄp[]；ｄitaｂ［］;r；*//＊局部變量:tem＊/／*＊*＊＊＊＊＊＊*＊＊＊**＊＊＊*＊＊＊＊**＊**＊＊*＊＊**＊*＊＊**＊*＊*＊＊/voｉdcｈange_teｍp(uintｔｅｍ）｛?ucｈaｒｎ=0;?if（ｔeｍ〉6348)／/溫度值正負判斷 ｛ ?tｅm=6５５3６-tem;/／負溫度求補碼 n=1；//標志位置1?｝?ｄp［4］=ｔem＆0x０f;//取小數(shù)部分的值?ｄp［0]＝ditａb［dp[4］]；//存入小數(shù)部分顯示值?dp[４]=tem〉〉4;／/取中間八位，即整數(shù)部分的值 dｐ［3]=dp［4]/1０0；/／取百位數(shù)據(jù) dp［１]=ｄｐ［4］％100；／/取后兩位數(shù)據(jù)?dp［２]=dp[1］/１０；//取十位數(shù)據(jù)?dp［1］＝dp［1］%10;／/個位?r＝dp[1］＋dp[２]*10+dp［3］＊１０0;／／實際溫度值（十進制) if（!dp[3]）? /／符號位顯示判斷?｛??dp[３］=０x0a；／/最高位為０時不顯示??iｆ(?。鋚［2]) ?{???ｄp[２］＝0x0a;／/次高位為0時不顯示 ｝ }?iｆ（n）?｛ dp［３］=0x0b； ?//負溫度時最高位顯示"—”?}｝/＊*＊**＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊**＊＊＊***＊*＊*＊＊＊*＊*＊＊*＊＊＊＊**＊*＊＊*／／＊函數(shù)名稱:xiａnｓhi()*//＊函數(shù)功能：溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顯示所需LED段碼＊/／*入口參數(shù):ｈoｒl＊//＊輸出參數(shù)：ｄp[］＊//＊調(diào)用函數(shù):無*//＊全局變量：dp［]；＊//*局部變量：n；＊//＊*＊*＊＊＊***＊***＊**＊＊＊＊＊＊**＊*＊＊**＊*＊＊＊＊*＊＊＊*＊*＊*＊/voｉdxiａｎshi(iｎthorl）｛ iｎｔn=０；?if（ｈorｌ>128) ? ?/／負數(shù)補碼轉(zhuǎn)換?{ ｈorｌ=25６—hｏrl; ｎ=1; } dｐ［3]＝hoｒl/100; ｄp[3]=dp［3］&0x0f；/／百位?ｄp［２］=horl％100／10;? /／十位?dp[１］＝hoｒl％10; ／/個位 dp［0]=０； ??//小數(shù)位?if(!dｐ[3]） ? ?//高位為零不顯示 ｛ dｐ[３］=0x0a；? iｆ(!dp[2］）? {?? ｄｐ[2］=0x0a; ?｝?}?ｉf（n）? ? //負數(shù)最高位顯示“-”?｛ ?dｐ[3］=０x0b；?}｝/＊＊*＊＊**＊＊*＊＊＊＊*＊**＊＊*＊**＊＊＊*＊*＊*＊*＊＊*＊**＊*＊*＊＊*//＊函數(shù)名稱：dｉsplａy(）＊／／＊函數(shù)功能：數(shù)碼管顯示*/／*入口參數(shù)：無＊／/*輸出參數(shù):無*//＊調(diào)用函數(shù)：deｌａｙ（）＊//＊全局變量：dｐ[];LＥD＿code[］;ＬＥD＿ｃodｅ１［]；＊／/*ｌｅｄ1；led2；ｌeｄ3；lｅｄ4；*／/*局部變量：j;＊//***＊＊＊＊＊＊＊*＊****＊＊*＊＊＊*＊＊*＊＊＊＊＊＊**＊**＊＊＊***＊*＊＊/voiddiｓplay(）{ intｊ；?for（j＝0；ｊ〈4；j＋+）//4位LED掃描控制?｛ swｉtch（j）? ｛? ?case０：LED＝LＥD＿coｄｅ［dp[0］］；?? ?lｅd４=1； ? ?dｅlay（4５０）; ???led4=０;? ｂreak；／/小數(shù)位 ??case1:LＥD＝LED＿ｃｏde1[dp［1］]；? ? ｌed3＝1; ??delay（450）； ? ?lｅd3=0； bｒｅａｋ；//個位 ? case２:LED=LED_code［dp[2]］；? ? lｅｄ2=1； deｌaｙ(4５0）;??? leｄ２=０； ??break；//十位???caｓe3:ＬＥD＝LED＿code[dp[3]]； led1＝1; ? ?delay（4５0)； ? led1=0；????ｂreaｋ；//百位 } }｝／＊*＊＊****＊＊*＊＊*＊＊**＊**＊*＊*＊＊＊＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊**＊**＊*＊/／*函數(shù)名稱：keyscan（）＊／／*函數(shù)功能：按鍵查詢*／/＊入口參數(shù):無*//*輸出參數(shù)：無＊／／＊調(diào)用函數(shù):deｌay（）;dｉsplay（）;xｉａｎshi（)；＊／/＊全局變量:counｔ;higｈ；loｗ;*/／*局部變量:無*//＊＊*＊＊＊＊*＊＊＊＊***＊＊＊****＊＊*＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊*＊**＊**＊＊***/vｏiｄkeyscaｎ（）{?if(sｅｔ==0） ? /／set鍵按下 ｛ ?ｗｈile（１)??{ ?deｌaｙ(500）；? ?/／延時去抖動? iｆ（ｓeｔ==0） ??/／重新判斷sｅｔ鍵是否按下? {? count++; ?? whiｌｅ(!sｅｔ） ／／按鍵彈起繼續(xù)顯示前面內(nèi)容 ? ｄｉsplay(）；? ｝ ??if（coｕnt=＝１) ?//sｅt按下一次執(zhí)行此段?? ｛ ??xianshi(higｈ)；?//轉(zhuǎn)換上限溫度為段碼并顯示 ??dｉｓplaｙ(）;????ｉf(add=＝０) ／/add鍵是否按下????{ ??? whiｌe(?。醖d）?//彈起時上限溫度加一并顯示?? ? dispｌａy（)；?? ? high+=１； ? ?} ???if（ｄｅc==0) ?／/dec鍵是否按下? ｛? ???while(!dec）?//彈起時上限溫度減一并顯示?? ??disｐlａy(）; ??? high-=１； }? } if(coｕnｔ＝=2）? ／／set鍵按下兩次執(zhí)行此段 ?｛ ? xｉanshi（ｌｏｗ）;?/／轉(zhuǎn)換下限溫度為段碼并顯示????displaｙ（）; ?? ｉf（add==0) ?//ａｄd鍵是否按下 ??{? ? ?whｉle（!ａdｄ）?/／彈起時下限溫度加一并顯示 ? ?diｓｐlaｙ（)； ? ｌow＋=1；?? ｝? ? ／／deｃ鍵是否按下??? if（deｃ==０）? ??｛ ?? wｈile（!deｃ） //彈起時下限溫度減一并顯示 ?? dispｌaｙ(）; ? lｏw－＝１;?? ?｝? }?? iｆ(coｕnt>=3)??／/set鍵按下三次回到溫度顯示狀態(tài)? ?{ ? cｏｕｎt=０；? ?bｒeak；???｝ ?｝?}}/＊*＊＊**＊＊＊＊＊*＊＊*＊*＊＊*＊**＊*＊＊＊＊＊*＊＊*＊*＊**＊*＊***＊＊//*函數(shù)名稱：waｒn_lｅd（）＊//＊函數(shù)功能:工作情況指示燈控制*//＊入口參數(shù)：無＊/／＊輸出參數(shù):無*//＊調(diào)用函數(shù)：無*//*全局變量:higｈ；ｌow;r;＊/／*局部變量：無＊//*＊＊**＊＊＊＊＊*＊＊＊＊*****＊＊＊＊＊**＊**＊****＊*＊****＊*＊*＊/voidwarn_lｅd(）{?if（r＞high） /／溫度高于上限溫度?{ ?ｌed_low=1; ? ?/／“低溫”指示燈滅 ?leｄ＿ｈigh＝0;?? //“高溫”指示燈亮 ｌｅd_ok=1；??? /／“正常"指示燈滅 buzzer=０;????/／蜂鳴器發(fā)聲 ｝ elseif（r〈low) ?? //溫度低于下限溫度 { ?led_ｌｏw=0； ???//“低溫"指示燈亮 led_high=１；? ? ／/“高溫”指示燈滅??leｄ_ｏk＝1；? ?//“正?！敝甘緹魷? ｂuzｚeｒ＝０； ?/／蜂鳴器發(fā)聲?｝?eｌse ? //溫度正常?｛??lｅｄ_ｌow=１； ???//“低溫”指示燈滅? led_hiｇh=1；?? //“高溫”指示燈滅 ?led_ok＝0；? ??//“正?！敝甘緹袅??bｕzzeｒ=1;? ??//蜂鳴器不發(fā)聲 ｝}/*＊＊****＊*＊*＊＊＊＊＊**＊＊**＊＊**＊＊*＊*＊＊＊**＊＊*＊＊＊***＊＊//＊函數(shù)名稱：ｄelay(）＊//＊函數(shù)功能:延時函數(shù),單次２５us左右延時＊／／*入口參數(shù):t;＊/／＊輸出參數(shù)：無*／/＊調(diào)用函數(shù):無＊//＊全局變量:無＊／/*局部變量：t;*//＊＊＊***＊*＊*＊*＊*＊＊＊*＊＊＊＊****＊**＊***＊＊*＊**＊＊*＊*＊*＊/ｖｏiｄdｅｌay（uｉntｔ)｛?fｏｒ（；t〉0;ｔ-－）;｝/*＊*＊*＊＊*＊＊**＊*＊＊＊＊＊程序結(jié)束**＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊＊*＊＊**/＃incｌｕde<ｒeｇ５1.h>uｎsigｎｅdinｔx,y；voiddｅlaｙms（unsｉｇnedintｚ）/／延時｛?unｓignｅｄinｔi,j； fｏｒ（i=ｚ;i〉０；ｉ——）?for（j=150;ｊ〉０；j——）;｝ｖｏｉdＯn_all（)//開啟所有燈｛ P0=0x0０；P1＝０x00；P2=0x00;P3=0ｘ００；}voidOff＿ａlｌ()/／關閉所有燈｛?P０=0xｆｆ；P１=０xff；P2=0xff；P3=0ｘｆf;｝vｏiｄｌｓ（）／/正向流水燈{?P0＝0x00；ｄelayms（4０0）；?P2＝0ｘ00;ｄelaymｓ(400); P３=0ｘ00；delａyms（４00);?P１=0x0０；delayms（400）； P０=0x0１；ｄelaymｓ（5０）；?P0=0x02;delayms（5０)；?P0=０x０4；ｄｅlayｍs(５０）; P0=0x08；dｅlａymｓ(５０)； P0＝0x１0;delａｙｍs（50）; P０=0ｘ20；dｅｌayms（50）；?P0=0x40；deｌaymｓ（50)； P0=0x８０；dｅlayms(５0）； P0＝０x00；?P2=0x0１；deｌayｍs(50); P2＝0x０2；deｌayｍs(50）；?P２=0x0４;ｄeｌaymｓ(５0）;?P2=０x08;dｅｌａyms（50); P2=０x１0；ｄelayms（５０）;?P2=0x20；deｌaｙｍs(50);?P2=0x4０；dｅlayｍs(50)； P2=０x８0；deｌaｙmｓ（５０)； 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P3=0ｘ０0;ｄｅlayｍs(2０0);On_aｌl（）;delayms（400）;Off_ａll（）；ｄelayms（50）;Ｏn_all();ｄｅｌayms（50);Oｆｆ＿all（）;delayms(50）；Oｎ_all();delayｍs（５0）;Ofｆ_ａll（)；dｅlａyｍs(５0);}voidmain（）｛On＿all(）；dｅlａyms（300)；Off_aｌl（）；delaymｓ（3００）；On_alｌ（）；dｅlayｍｓ(３00);Oｆf_alｌ(）;ｄelayｍs(3０0)；Oｎ_all（);ｄｅｌayms(３00);Ｏfｆ_all（);dｅlａyms（300);ｌs(）;//正向流水fａｎ＿ls（）；//反向流水baｎ＿shan()；/／半邊交替閃shangxｉa_shan（）;//上下交替閃爍ｈuayaｎg_shan(）;／/花樣閃爍｝（2014屆）畢業(yè)設計題目：基于ＰID的溫度控制系統(tǒng)設計學院:＊＊＊***＊＊專業(yè)：電氣工程及其自動化班級:電氣＊＊＊學號：***＊*＊＊＊*＊姓名：某某某指導教師：某某某教務處制年月日誠信聲明我聲明,所呈交的論文是本人在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我查證,除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得＿＿＿＿__或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料.我承諾，論文中的所有內(nèi)容均真實、可信.論文作者簽名:簽名日期：年月日授權聲明學校有權保留送論文交的原件,允許論文被查閱和借閱，學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以影印、縮印或其他復制手段保存論文，學校必須嚴格按照授權對論文進行處理，不得超越授權對論文進行任意處置。論文作者簽名:簽名日期：年月日基于PID的溫度控制系統(tǒng)設計摘要溫度是工業(yè)上最基本的參數(shù)，與人們的生活緊密相關，實時測量溫度在工業(yè)生產(chǎn)中越來越受到重視，離不開溫度測量所帶來的好處，因此研究控制和測量溫度具有及其重要的意義。本設計介紹了以ＡＴ89Ｃ52單片機為主控器件,基于PID的溫度控制系統(tǒng)的設計方案和設計的基本原理.由ＤＳ18B20收集溫度信號，并以數(shù)字信號的方式送給單片機進行處理,從而達到溫度控制的目標。主要包括硬件電路的設計和系統(tǒng)程序的設計.硬件電路由主控器件、溫測電路、溫控電路和顯示電路等組成。軟件設計部分包括：顯示電路、溫度信號處理，超溫警報、繼電器控制、按鍵處理等程序。關鍵詞:溫度檢測,溫度控制,ＰID算法DｅsｉgnofTemｐｅratuｒeCoｎtroｌＳｙｓｔeｍBasedｏnPIＤAｂsｔractＴeｍpｅraｔｕreisthｅmostbａsicparameteｒsofiｎdｕｓtｒialandｃｌosｅlyrｅlａｔedwitｈpeｏｐｌe'slivｅs,reaｌ-tｉmemeasurementoftｅmperatｕｒeｉｎindusｔriａｌpｒｏductiｏnaｎｄmoreatｔention，ｗｈｉｃhiｓinsｅparａｂｌｅfromthebeｎefitsofthｅtempｅrａt(yī)ureｍｅasurｅmeｎt,temperatｕrｅcontｒｏlandmeasuｒemｅnｔstudｙtheｒeｆorehasitssignificａｎce.ThisｄｅsigninｔｒoducｅｓｔhebasicｐrincipｌestｏＡT8９Ｃ52microcoｎｔrｏｌlｅr—basedcontｒｏｌｌｅrpiｅcestemｐeraｔurｅcontroｌsｙsteｍdesiｇnanddesign．ColｌｅｃtｅdbｙｔｈeＤS18B2０tｅmpｅｒaｔuresignal，anddigitalｓｉgnalsｅntbywayoｆｔhｅmicｒocoｎｔｒoｌlｅｒforprｏcessing，soastoacｈieveｔｈｅtarｇeｔteｍperａｔｕreｃonｔrol。Iｎcｌuｄinｇｔhedesignofhａrｄwaｒｅcircuｉｔdeｓiｇnandsｙｓtemｐｒogｒaｍs.Ｈarｄwarｅcｉrcuitiｎcluｄｅsamaｓterｄｅｖice，ｔhetｅmpeｒatuｒeｍeasuringcircuit,temperatureｃｏntrolcircuitandｄiｓpｌaycｉrcuit.Ｓｏfｔwareｄｅsign，including:dｉsｐlａyelectrical,tempeｒatuｒｅ，sｉgnａlpｒoceｓｓing,ｏver－tempｅratureａｌarｍ，ｒｅｌayｃｏntrol，ｋeyhａnｄlingｐrocｅdures.Kｅywords:temｐｅｒaturedeｔection,tｅmpｅｒａt(yī)urecontrol，PIＤalgorｉthm目錄ＴＯC\*MEＲGEFORＭAT摘要ＰAGＥREF＿Tｏc13802IIＩＡbstrａcｔPＡGEREF＿Ｔｏc2２970ＩＶ1緒論PAGＥREF＿Toc174911.1課題的來源PＡＧＥREF_Tｏc６56１1．2課題的意義ＰAGEＲＥＦ＿Toc24６14１1．3課題研究的主要內(nèi)容ＰＡGERＥＦ_Ｔｏc18571２硬件設計PＡGERＥF＿Toc３169４３2。1單片機控制模塊的設計PＡGERＥF_Toc92７8３2.1．1AＴ8９Ｃ5２單片機簡介PＡGEREＦ_Tｏc3４７532。1．2單片機的引腳功能PAGＥREF_Toｃ２7６９４2。1。3單片機控制模塊的電路設計ＰAGEREＦ＿Tｏｃ980５2。1。４電源設計PAＧEREF_Ｔoc1261７6２．2溫度采集模塊的設計ＰAＧEREF_Toc24411７２.2。1ＤＳ18B2０芯片的簡介PAGEＲEF_Toc2918372。２.2DＳ18Ｂ20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)PAGERＥF_Toc２５33６8２。2.３ＤＳ１8B20的供電方式ＰAＧEＲEF_Toc22286102。2。４DS1８B2０的引腳功能PAＧＥREＦ_Ｔoｃ8３7610２。3溫度控制模塊的設計ＰAＧEREF_Tｏｃ84９3１１2.4按鍵及顯示模塊的設計ＰＡGERＥF_Tｏc２301６12２.4．１ＬCD16０2的參數(shù)和引腳功能PAＧＥRＥＦ＿Ｔｏｃ18967１22。4.2LＣD160２的特點ＰＡGEＲEＦ_Toc4１841３2．4．3按鍵電路的設計PAＧEREF＿Toc18８3132．5報警模塊的設計PAＧEREＦ_Toｃ2３１50１４３軟件設計PAGＥRＥＦ_Ｔoc144８1１63。1主程序的設計PAＧＥRＥF_Ｔoc２2789１６３.2ＤＳ18B20讀溫度程序的設計PＡGＥＲEF_Toc17472163.3鍵盤掃描程序的設計ＰＡGERＥF_Toc25913173.4報警處理程序的設計PAGERＥＦ_Toｃ１６６40183．5PID控制算法PAGERＥF_Tｏｃ32133184系統(tǒng)仿真８492２參考文獻PAＧEＲEF_Toc2９92０27致謝PＡＧERＥＦ_Ｔoc1668928附錄ＰAGEREＦ_Ｔｏc１5295291緒論1。1課題的來源在食品加工、化工、冶煉等工業(yè)控制和生產(chǎn)中，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中經(jīng)常要用到溫度檢測和控制。以及各種各樣的加熱爐、熱處理器等，都對溫度有著嚴格的要求。傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的通常是電壓,再轉(zhuǎn)換成相應的溫度值，在硬件方面是個難點，而且從設計和調(diào)試的角度來講都是很復雜的,以及高昂的制作成本。但采用DＳ18B20作為溫測元件,然后用單片機對溫度進行控制，可以大幅度提高溫度控制的技術指標,而且還具有控制方便、簡單、靈活等特點.單片機已經(jīng)滲透到我們生活的各領域,儀表儀器、家用電器、航空航天、計算機通訊網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)的傳輸,包括工業(yè)自動化的實時控制和數(shù)據(jù)處理等，這些都離不開單片機。用單片機可構(gòu)成豐富多樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。像工廠流水線智能化的管理、電梯智能化的控制、多種報警系統(tǒng)，都可以與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等.１.2課題的意義溫度傳感器是測量溫度的關鍵，現(xiàn)在溫度傳感器正由模擬式向數(shù)字式、集成化向智能化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。在測量溫度的電路中，使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應,將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，先進行A／D轉(zhuǎn)換,然后用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，再在顯示電路上，將被測溫度顯示出來。這種設計需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路,因此電路的設計比較復雜.繼而想到可以采用智能溫度傳感器來設計數(shù)字溫度計。本數(shù)字溫度計的設計采用美國半導體公司ＤALＬAＳ推出的一種改進型智能溫度傳感器DS18B２0作為檢測元件,其溫度值可以直接被讀出來,通過單片機ＡＴ89C52的讀寫和顯示,然后用LCD160２來進行顯示.它的測溫范圍為-55℃～+125℃，最大分辨率可達0．０６2５℃。而且采用3線制與單片機相連,減少了外部的硬件電路,具有低成本和易使用的特點。1。３課題研究的主要內(nèi)容１、總體設計的內(nèi)容總體設計的主要內(nèi)容有：利用單片機作為系統(tǒng)的主控制器，利用ＤS18B2０作為溫度傳感器，將信號送入單片機進行處理,經(jīng)過PID算法后,單片機的輸出用來控制加熱棒的輸出功率，從而實現(xiàn)對溫度的控制。2、總體設計的基本要求總體布置的基本要求主要有:(1)溫度控制系統(tǒng)的總體設計和思路；(2)各部分原理說明；（3)溫度控制系統(tǒng)硬件設計，有理論依據(jù)，有分析計算過程，主要元件有原理和說明,所有元件必須要有型號和參數(shù);（4)溫度控制系統(tǒng)軟件設計，可以使用匯編語言或C語言編程.主要軟件必須能在設計好的硬件電路上正確運行.２硬件設計硬件設計方框圖如圖2－1所示,它主要由五個模塊組成：單片機控制模塊；溫度采集模塊；溫度控制模塊;按鍵及顯示模塊；報警模塊。圖2-1硬件設計方框圖2。1單片機控制模塊的設計方案一：采用８0３1芯片，其內(nèi)部沒有程序存儲器,需要進行外部擴展,這給電路增加了復雜度.方案二:采用2051芯片,其內(nèi)部有2KB單元的程序存儲器，不需外部擴展程序存儲器。但由于系統(tǒng)用到較多的I/Ｏ口，因此此芯片資源不夠用。方案三:采用ＡT８9Ｃ52單片機，其內(nèi)部有4KＢ單元的程序存儲器，不需外部擴展程序存儲器，而且它的I/O口也足夠本次設計的要求。方案評價:比較這三種方案，綜合考慮單片機的各部分資源,本次設計選用方案三。2。1.1AT８9C52單片機簡介AT89C52是ATMEL公司生產(chǎn)的51系列單片機。片內(nèi)含8kbyteｓ的可反復擦寫的Fｌash只讀程序存儲器和256bｙtes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度,兼容5１指令系統(tǒng)，F(xiàn)ｌash存儲單元和8位中央處理器置于片內(nèi)，AT８9C52單片機功能強大，在許多復雜的應用場合都可以用到。單片機是微型機的一個分支，單片機的最大特點就是在超大規(guī)模的集成電路芯片上集成了定時器、存儲器、ＣPU、和多種輸入/輸出接口電路.由于單片機的這種結(jié)構(gòu)，相應的它具有很多的特點。它的特點包括：可靠性高；抗干擾能力強；控制能力強；性價比高；低電壓;能擴展了多種串行口。2.1．2單片機的引腳功能AT89C5２單片機的引腳圖如圖2—2所示。圖2—2AT89Ｃ5２引腳圖電源引腳ＶＣＣ和VSSVCC(40引腳）:電源端,+５V。VSS(20引腳）：接地端.外接晶體引腳XTAL2和XTAL1XTAL2（1８引腳）:接微調(diào)電容和外部晶體的端口。作為振蕩電路的輸出端。XTAL1（19引腳）：接微調(diào)電容和外部晶體的端口。作為振蕩電路的輸入端。控制信號引腳RST、AＬE、PSＥＮ、EＡRST(9引腳）：復位信號輸入端，高電平有效。完成復位操作,輸入端必須為兩機器周期(即為24個時鐘振蕩周期)的高電平。ALＥ/PＲＯＧ（3０引腳):地址鎖存允許信號端。當單片機上電正常工作后,ＡLE引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器平率的１/６.輸出信號作為鎖存低８位地址的控制信號。如果想確認單片機芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號輸出.若有脈沖信號輸出，則單片機基本上是好的。ＰSEＮ（29引腳）:程序存儲允許輸出信號端。EA（31引腳）：外部程序存儲器地址允許輸入端／固化編程電壓輸入端.輸入/輸出端口Ｐ０、P１、P2和P3P0端口（P0．０~Ｐ0.７，３9～32引腳)Ｐ１端口（P1．0～P１．7）P２端口（Ｐ2.0~P２．7）P３端口（P3。0～P3．7）P3端口還用于一些復用功能,如表2—１所示.表２-1P３各口線與第2功能表口線替代的第２功能P３。０RXD（串行口輸入)Ｐ３。１TXD(串行口輸出）P3．2ＩNT０（外部中斷０輸入）P3.3INT1（外部中斷1輸入）P3。４T０（定時器0的外部輸入）P３。5T1(定時器1的外部輸入)P３．6ＷＲ（片外數(shù)據(jù)存儲器“寫選通控制”輸出)P3。7RD（片外數(shù)據(jù)存儲器“讀選通控制”輸出)2.1。3單片機控制模塊的電路設計單片機的最小系統(tǒng)如圖2-3所示，由單片機芯片、電源、時鐘振蕩電路與復位電路組成.時鐘振蕩電路的設計：單片機XIAL1和XIAL２分別接3０pF的電容，中間再并個1２MHz的晶振，形成單片機的晶振電路.電容器Ｃ1和C２可穩(wěn)定頻率并對振蕩頻率有微調(diào)作用.復位電路的設計:復位操作有按鍵手動復位和上電自動復位兩種。本設計采用的是上電自動復位：ＲＳT引腳是復位信號的輸入端。復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù)24個振蕩周期(即二個機器周期）以上。電容端瞬間通電，電容C通過電阻R充電，ＲSＴ端為正脈沖，用以復位。只要電源ＶＣC的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復位初始化.關于參數(shù)的選定，在振蕩穩(wěn)定后應保證復位高電平持續(xù)時間（即正脈沖寬度)大于２個機器周期。當采用的晶體頻率為6ＭHz時，可取C=22μF,R＝1kΩ；當采用的晶體頻率為12MHz時,可取C=１0μF，R=8.2kΩ。圖2-3單片機的最小系統(tǒng)圖2。1．4電源設計220V交流電轉(zhuǎn)５V直流電的電源設計如圖2—4所示是由3個部分組成：變壓器、橋式整流電路和三端穩(wěn)壓器。圖2-45V直流電電源設計圖變壓器：將2２０Ｖ交流電變成９V左右，由此可知變壓器變比為220/9=２5/1；橋式整流電路：經(jīng)過濾波整流后,電壓有效值增大為１0Ｖ。如圖2－５所示為橋式整流電路電壓波形圖;三端穩(wěn)壓器：一般用于直流電路的保護電路，起到降壓、穩(wěn)壓的作用。圖2-5橋式整流電路電壓波形圖2。2溫度采集模塊的設計方案一：傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。一般來說熱電偶和熱電阻測出的電壓，再轉(zhuǎn)換成相應的溫度，要比較多外部硬件的支持,其缺點有:硬件電路較復雜；軟件調(diào)試較復雜;制作成本較高。方案二:結(jié)合單片機電路的設計,決定使用溫度傳感器ＤS１８B20，它是最新推出的一種智能型溫度傳感器,它的優(yōu)點是可以直接讀出被測的溫度.主要是對溫度信號進行采集和轉(zhuǎn)換工作，電路由ＤS18B20溫度傳感器和單片機部分組成.溫度傳感器DS１８Ｂ20把收集到的溫度送到單片機的P２。6口，單片機接受溫度，然后存儲下來。因為電路部分只用到了溫度傳感器和單片機,所以硬件方面比較簡單.方案評價：方案一這種設計需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩.但方案二電路比較簡單，軟件設計容易實現(xiàn)，故實際設計中擬采用方案二。2。2．1ＤS１8B2０芯片的簡介DS18B20是美國著名半導體公司推出的一種可以直接讀出被測溫度值的溫度傳感器，而且采用寄生供電方式與單片機相連，具有成本低和易使用的特點。輸出信號為數(shù)字信號，方便單片機控制和處理，很多外圍電路因此可以減掉。且該芯片的線形較好，物理、化學性也相對穩(wěn)定,在工業(yè)生產(chǎn)中可以用來做測量溫度的元件。由于AT8９Ｃ52能夠帶多個DSＢ1８20，因此容易實現(xiàn)多點測量的目的。輕松的構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡，并且單片機可以同時進行數(shù)碼顯示與鍵盤控制，也可以通過RS2３2串口與上位機進行數(shù)據(jù)通訊，達到全方位立體監(jiān)控的效果。采用溫度芯片ＤＳ１８B20測量溫度，可以更方便的實現(xiàn)多點測溫,也體現(xiàn)了數(shù)據(jù)數(shù)字化的好處，便于測溫數(shù)據(jù)集成顯示,也方便了后期對數(shù)據(jù)的處理及其記錄。２。2.２DS1８B２0的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS１８B2０芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2—6所示。DS18B２0主要包括上下限觸發(fā)器、儲存器與控制邏輯、CRC發(fā)生器電源、溫度傳感器、6４位ＲOM單線借口暫存器。圖2—6DS18Ｂ２０芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B２０溫度數(shù)字對應關系表如表２－2所示。表2—２DS18B２０溫度數(shù)字對應關系表溫度/℃二進制表示十六進制表示+125０00001111101000007D0H＋8500０0０１0１０１01０00０0550H+25.0６25００0000011０010000０191H+10．12500０0000０1０1000０1０0Ａ２H+0。５0０00００0００00０0010０008H0０000０00００00010０００000H-0。５1１1111111１11０000FFF8ＨDS18B20溫度值格式表如表2－3所示.表2－3ＤＳ１８Ｂ2０溫度值格式表高字節(jié)１51413１２1１1098SSSSS26２524１/０1/0１/01/０1/06４32１6低字節(jié)7654３21023222120２_12_22_32_48421０。５０。250．125０.0625DS1８Ｂ20的工作過程：發(fā)復位DＳ１8Ｂ２0的負脈沖；收DＳ１8B20的回應脈沖;發(fā)ROＭ命令(33H)；發(fā)儲存和控制命令。DS1８B２０儲存控制命令共有6種,如表2—４所示.表2-4DS１8B20存儲器控制指令指令約定代碼復制４８H讀數(shù)據(jù)BEＨ讀電源供電方式Ｂ4H溫度轉(zhuǎn)換4４H讀EEＲAMB8H寫數(shù)據(jù)4ＥH主機操作ROM的命令有５種,如表2-5所示。表2-5DS１8B20的ROM指令指令約定代碼讀ＲOM３3H匹配ROM55H跳過ROMCCＨ搜索RＯＭ0F0H報警搜索ECＨＤS１8Ｂ２0的執(zhí)行序列：初始化；執(zhí)行ＲOM命令，用于定位；執(zhí)行DS１8B20的儲存控制命令,用于轉(zhuǎn)換和讀數(shù)據(jù)；DS1８B20的I／Ｏ信號有回應脈沖、復位脈沖、寫0，讀0，寫1，讀1等幾種。2．2.3DS18Ｂ2０的供電方式在硬件上,ＤＳ1８B２0與單片機的連接有兩種方法，一種是用寄生電源供電,此時,VＣC、GND接地,I/Ｏ接單片機I/O；另外一種是VCC接外部電源，GND接地，Ｉ/O與單片機的I/O線相連。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電,Ｉ/O口線要接5ｋΩ左右的上拉電阻。如圖2-7所示,本設計采用的是外部電源供電的方式,且選用的上拉電阻為4。７ｋΩ。圖2-7ＤＳ18Ｂ20外部電源供電方式圖2。2．4DS1８B2０的引腳功能引腳功能說明：GND為地;I/O是數(shù)據(jù)輸入/輸出腳（單線接口,可作寄生供電）；UDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。DS28B２0的引腳如圖2—8所示。圖２—8DS18Ｂ20引腳圖DS１８B20的特點說明:采用單總線技術,與單片機通信只需要一根I/O線,在一根線上可以掛接多個DS18Ｂ２0。每只DS１8B20具有一個獨有的，不可修改的64位序列號，根據(jù)序列號訪問相應的器件。低壓供電，電源范圍從3.0~5。５V，可以本地供電，也可以直接從數(shù)據(jù)線竊取電源(寄生電源方式）。測溫范圍為－55℃~＋１25℃，在—１0℃～＋8５℃范圍內(nèi)誤差為±0．5℃?？删庉嫈?shù)據(jù)為９～１2位，轉(zhuǎn)換12位溫度時間為75０ms（最大）。用戶可自設定報警上下限溫度。報警搜索命令可識別和尋址超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件。DＳ１8Ｂ20的分辨率由用戶通過ＥEPRＯＭ設置為9～１2位。ＤS18B20可將檢測到溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量,并通過串行通信的方式與主控制器進行數(shù)據(jù)通信。負電壓特性，電源極性接反時,溫度計不會因為發(fā)