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電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 詳細(xì)資料 含仿真 源碼 教程

  [復(fù)制鏈接]
ID:129350 發(fā)表于 2017-5-7 09:26 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
內(nèi)含程序，原理圖和參考文件

溫度設(shè)定部分
設(shè)定部分主要是鍵盤輸入，此部分主要由三個(gè)按鍵組成，PLAS為加，SUBS為減，START為開始。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，默認(rèn)設(shè)定溫度為30℃，當(dāng)按下PLAS時(shí)設(shè)置水溫增加，按下SUBS時(shí)設(shè)置水溫減小，當(dāng)按下START時(shí)為開始加熱。
此部分按鍵為常開按鈕，當(dāng)不觸發(fā)時(shí)為斷開狀態(tài)，按鍵按下之后與地連接，故為低電平，單片機(jī)讀取按鍵數(shù)據(jù)為低電平時(shí)有效。
仿真說(shuō)明
由于單片機(jī)端口的驅(qū)動(dòng)能力有限，所以令其低電平觸發(fā)光電耦合器，故當(dāng)P1.5口輸出低電平時(shí)電熱絲加熱。
當(dāng)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度之差大于10℃時(shí)屬于粗調(diào)，即令電熱絲持續(xù)加熱，無(wú)PWM控制；當(dāng)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度之差小于10℃時(shí)屬于微調(diào)，即電熱絲加熱時(shí)受PWM控制。
仿真結(jié)果
對(duì)各溫度仿真結(jié)果如下：
（1）實(shí)際溫度19℃，設(shè)定溫度30℃
當(dāng)差值大于10℃時(shí)，輸出為低電平，電熱絲持續(xù)加熱，如圖5.1所示：
0.png


（2）實(shí)際溫度21℃，設(shè)定溫度30℃當(dāng)差值小于10℃，控制算法開始起作用，由低電平部分控制加熱，如圖5.2所示：
0.png

（3）實(shí)際溫度24℃，設(shè)定溫度30℃當(dāng)差值逐漸縮小，低電平時(shí)間減少，電熱絲功率降低，如圖5.3所示：
0.png

（4）實(shí)際溫度28℃，設(shè)定溫度30℃當(dāng)差值逐漸縮小，低電平時(shí)間減少，電熱絲功率降低，如圖5.4所示： 0.png

（5）實(shí)際溫度32℃，設(shè)定溫度30℃當(dāng)設(shè)定溫度小于實(shí)際溫度時(shí)，PWM輸出高電平，電熱絲不工作，如圖5.5所示：
0.png



1.1 結(jié)論（1）當(dāng)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度之差小于10℃時(shí)，P1.5輸出PWM方波控制電熱絲加熱功率，以達(dá)到精確調(diào)溫的目的。（2）當(dāng)差值大于10℃時(shí)，電熱絲持續(xù)加熱，使其盡快進(jìn)入到PWM調(diào)節(jié)階段（3）當(dāng)設(shè)定溫度小于實(shí)際溫度，說(shuō)明溫度已超調(diào)，故電熱絲不工作，使其降溫。

0.png 0.png

  1. //包含的頭文件
  2. #include<REG51.H>                                                                                                                                                  
  3. #include<math.h>
  4. #include<INTRINS.H>
  5. #include<string.h>
  6. //定義宏定義
  7. #define CIRCLE 100
  8. #define uchar unsigned char
  9. #define uint   unsigned int;

  11. struct PID {  
  12. unsigned int SetPoint; // 設(shè)定目標(biāo) Desired Value  
  13. unsigned int Proportion; // 比例常數(shù) Proportional Const  
  14. unsigned int Integral; // 積分常數(shù) Integral Const  
  15. unsigned int Derivative; // 微分常數(shù) Derivative Const  
  16. unsigned int LastError; // Error[-1]  
  17. unsigned int PrevError; // Error[-2]  
  18. unsigned int SumError; // Sums of Errors  
  19. };  
  20. struct PID spid; // PID Control Structure  
  21. unsigned int rout; // PID Response (Output)  
  22. unsigned int rin; // PID Feedback (Input)  
  23. typedef unsigned char BYTE;
  24. typedef unsigned int WORD;
  25. typedef bit BOOL ;

  27. sbit key1=P3^2;   //定義按鍵位置
  28. sbit key2=P3^3;
  29. sbit key3=P3^4;

  31. sbit rs = P1^0;
  32. sbit rw = P1^1;
  33. sbit ep = P1^2;
  34. sbit pwm=P1^5; //PWM輸出端設(shè)置為P1.5輸出
  35. sbit DQ=P1^3;//ds18b20 信號(hào)引腳即DQ
  36. sfr dataled=0x80;//顯示數(shù)據(jù)端口 即P2口為段選碼輸入口
  37. uchar temp;//溫度變量
  38. unsigned char set_temper=30;  
  39. unsigned char high_time;
  40. unsigned int s;   
  41. uchar flag_get,count,num,counter; //溫度讀取標(biāo)志位、中斷次數(shù)變量t0中斷次數(shù)以讀取溫度值, t1中斷次數(shù)以控制周期和PWM的占空比
  42. char const table[]={100,80,70,60,50,40,30,20,0};//高電平時(shí)間查表
  43. uchar
  44. code
  45. tab[]={0x28,0xEB,0x32,0xA2,0xE1,0xA4,0x24,0xEA,0x20,0xA0,0x60,0x25,0x3C,0x23,0x34,
  46. 0x74,0xF7,0xFF};//,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};//共陽(yáng)led顯示段碼115段碼表
  47. uchar  shi,ge,danwei,dang,dang_dis;  // 定義溫度十位、個(gè)位、攝氏度單位、及檔位變量名稱,及顯示檔位的查表變量

  49. void delay1(uchar MS);// 延時(shí)函數(shù)
  50. unsigned char ReadTemperature(void);//讀溫度子函數(shù)
  51. void Init_DS18B20(void);// DS18B20初始化
  52. unsigned char ReadOneChar(void);//讀字節(jié)子函數(shù)
  53. void WriteOneChar(unsigned char dat);//寫字節(jié)子函數(shù)
  54. void delay(unsigned int i);//延時(shí)
  55. //void del(unsigned int);
  56. void drive_moto();//由P1低四位輸出控制信號(hào)
  57. void initial();
  58. unsigned int TempBuffer[5];
  59. BYTE code dis1[] = {"Temperature:"};
  60. BYTE code dis2[] = {"Set_Temper:"};
  61. BYTE code dis3[] = {"0123456789"};
  62. BYTE code dis4[] = 0xdf;
  63. BYTE code dis5[] = {"C"};
  64. //定義函數(shù)
  65. void delay2(BYTE ms)
  66. {  
  67. BYTE i;
  68. while(ms--)
  69. {
  70.   for(i = 0; i< 250; i++)
  71.   {
  72.    _nop_();
  73.    _nop_();
  74.    _nop_();
  75.    _nop_();
  76.   }
  77. }
  78. }
  79. // 測(cè)試LCD忙碌狀態(tài)  
  80. BOOL lcd_bz()
  81. {      
  82. BOOL result;
  83. rs = 0;
  84. rw = 1;
  85. ep = 1;
  86. _nop_();
  87. _nop_();
  88. _nop_();
  89. _nop_();
  90. result = (BOOL)(P0 & 0x80);
  91. ep = 0;
  92. return result;  
  93. }
  94. // 寫入指令數(shù)據(jù)到LCD  
  95. void lcd_wcmd(BYTE cmd)
  96. {      
  97. while(lcd_bz());
  98. rs = 0;
  99. rw = 0;
  100. ep = 0;
  101. _nop_();
  102. _nop_();  
  103. P0 = cmd;
  104. _nop_();
  105. _nop_();
  106. _nop_();
  107. _nop_();
  108. ep = 1;
  109. _nop_();
  110. _nop_();
  111. _nop_();
  112. _nop_();
  113. ep = 0;   
  114. }

  116. //設(shè)定顯示位置
  117. void lcd_pos(BYTE pos)
  118. {      
  119. lcd_wcmd(pos | 0x80);
  120. }
  121. //寫入字符顯示數(shù)據(jù)到LCD
  122. void lcd_wdat(BYTE dat)  
  123. {      
  124. while(lcd_bz());
  125. rs = 1;
  126. rw = 0;
  127. ep = 0;
  128. P0 = dat;
  129. _nop_();
  130. _nop_();
  131. _nop_();
  132. _nop_();
  133. ep = 1;
  134. _nop_();
  135. _nop_();
  136. _nop_();
  137. _nop_();
  138. ep = 0;  
  139. }

  141. //LCD初始化設(shè)定  
  142. void lcd_init()
  143. {      
  144. lcd_wcmd(0x38);   //
  145. delay2(1);
  146. lcd_wcmd(0x0c);   //
  147. delay2(1);
  148. lcd_wcmd(0x06);   //
  149. delay2(1);
  150. lcd_wcmd(0x01);   //清除LCD的顯示內(nèi)容
  151. delay2(1);
  152. }

  154. //初始化相應(yīng)的寄存器
  155. void initial()
  156. {
  157. EA=1;
  158. TMOD=0x11;//定時(shí)器設(shè)置皆工作在16定時(shí)計(jì)數(shù)器模式
  159. TH0=0xef;//T0賦初值
  160. TL0=0xf0;
  161. TH1=(65536-1000)/256;//T1賦初值
  162. TL1=(65536-1000)%256;
  163. ET1=1;
  164. ET0=1;
  165. TR0=1;
  166. TR1=1;
  167. P2=0xff;   
  168. count=0;
  169. counter=0;//pwm占空比控制變量
  170. //IP=0x08; //T1優(yōu)先級(jí)高于T0 ,后來(lái)證明此語(yǔ)句是多余的因?yàn)楫?dāng)加入此句后反/////而PWM調(diào)速和溫度檢測(cè)都變得有點(diǎn)不穩(wěn)定
  171. }
  172. //延時(shí)函數(shù)
  173. void delay(unsigned int i)
  174. {
  175. while(i--);  
  176. }

  178. //18b20初始化函數(shù)檢測(cè)總線上是否有從屬器件DS的存在若存在則通訊成功
  179. void Init_DS18B20(void)
  180. {
  181. unsigned char x=0;
  182. DQ = 1;    //DQ復(fù)位
  183. delay(8);  //稍做延時(shí)
  184. DQ = 0;    //單片機(jī)將DQ拉低
  185. delay(80); //延時(shí) 大于 480us
  186. DQ = 1;    //拉高總線
  187. delay(10);
  188. x=DQ;      //稍做延時(shí)后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗因?yàn)镈Q復(fù)位成功的回答信號(hào)即存在信號(hào)是低電平
  189. delay(5);
  190. }

  192. //讀一個(gè)字節(jié)ROM
  193. unsigned char ReadOneChar(void)
  194. {
  195. unsigned char i=0;
  196. unsigned char dat = 0;
  197. for (i=8;i>0;i--)
  198. {
  199.   DQ = 0; // 給脈沖信號(hào)
  200.   dat>>=1;
  201.   DQ = 1; // 給脈沖信號(hào)
  202.   if(DQ)
  203.    dat|=0x80;//
  204.   delay(5);
  205. }
  206. return(dat);
  207. }

  209. //寫一個(gè)字節(jié)
  210. void WriteOneChar(unsigned char dat)
  211. {
  212. unsigned char i=0;
  213. for (i=8; i>0; i--)
  214. {
  215.   DQ = 0;
  216.   DQ = dat&0x01;
  217.   delay(5);
  218.   DQ = 1;
  219.   dat>>=1;
  220. }
  221. delay(5);
  222. }
  223. //讀取溫度
  224. unsigned char ReadTemperature(void)
  225. {
  226. unsigned char a=0;
  227. unsigned char b=0;
  228. unsigned char t=0;

  230. Init_DS18B20();// 復(fù)位
  231. WriteOneChar(0xCC); // 跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作
  232. WriteOneChar(0x44); // 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換
  233. delay(100);
  234. Init_DS18B20();  //每次操作前都要進(jìn)行復(fù)位
  235. WriteOneChar(0xCC); //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作  
  236. WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器等共可讀9個(gè)寄存器 前兩個(gè)就是溫度
  237. a=ReadOneChar();
  238. b=ReadOneChar();
  239. s=(unsigned int)(a&0x0f);  
  240. b<<=4;//取高字節(jié)的第四位因?yàn)楦咚奈粸榉?hào)位1111為負(fù)0000為正
  241. b+=(a&0xf0)>>4;//忽略小數(shù)位取a的高四位與b的相加就是此時(shí)所測(cè)得到整數(shù)溫度值
  242. t=b;
  243. return(t);//返回溫度值給這個(gè)函數(shù)
  244. }

  246. //顯示函數(shù)
  247. void printf()
  248. {
  249. BYTE i;
  250. delay2(10);
  251. lcd_pos(0x00);    // 設(shè)置顯示位置為第一行的第5個(gè)字符
  252. i = 0;
  253. while(dis1[i] != '\0')
  254. {      
  255.   lcd_wdat(dis1[i]);
  256.   i++;
  257. }
  258. lcd_pos(0x40);   // 設(shè)置顯示位置為第二行第二個(gè)字符
  259. i = 0;
  260. while(dis2[i] != '\0')
  261. {
  262.   lcd_wdat(dis2[i]); // 顯示字符
  263.   i++;
  264. }
  265. TempBuffer[0]=temp/10;  //十位
  266. TempBuffer[1]=temp%10;  //個(gè)位
  267. lcd_pos(0x0c);  
  268. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[0]]); //測(cè)試溫度十位
  269. lcd_pos(0x0d);  
  270. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[1]]); //測(cè)試溫度個(gè)位
  271. lcd_pos(0x0e);
  272. lcd_wdat(dis4[0]);  
  273. lcd_pos(0x0f);
  274. lcd_wdat(dis5[0]);

  276. TempBuffer[2]=set_temper/10;  //十位
  277. TempBuffer[3]=set_temper%10;  //個(gè)位
  278. lcd_pos(0x4c);  
  279. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[2]]); //設(shè)置溫度十位
  280. lcd_pos(0x4d);  
  281. lcd_wdat(dis3[TempBuffer[3]]); //設(shè)置溫度個(gè)位
  282. lcd_pos(0x4e);
  283. lcd_wdat(dis4[0]);  
  284. lcd_pos(0x4f);
  285. lcd_wdat(dis5[0]);
  286. }

  288. //鍵盤輸入函數(shù)
  289. void keyscan()
  290. {
  291.          if(key1==0)
  292.          {
  293.           delay(200);
  294.           if(key1==0)
  295.           {
  296.            set_temper++;
  297.           }
  298.          }
  299.           
  300.          if(key2==0)
  301.          {
  302.           delay(200);
  303.           if(key2==0)
  304.           {
  305.            set_temper--;
  306.           }
  307.          }


  310. //         //開始按鍵
  311. // if(key3==0)
  312. // {
  313. //          delay(300);
  314. //         if(key3==0)
  315. //         {
  316. //                        TR1=1;       
  317. //         }
  318. // }

  320. }

  322. //T1定時(shí)中斷服務(wù)程序  
  323. void into(void) interrupt 3  
  324. {   
  325.    
  326.     TH1=(65536-1000)/256;//初值重裝
  327.     TL1=(65536-1000)%256;
  328. counter++;
  329.   if(counter>CIRCLE)  
  330. {
  331.   counter=0;////限定周期為T=100X0.01ms=10ms
  332. }  
  333. if(counter<=high_time)//取得查表參數(shù)以調(diào)節(jié)pwm的占空比
  334. pwm=1;//PWM高電平
  335. else   
  336. pwm=0;
  337. }


  340. //設(shè)定占空比函數(shù)
  341. void compare_temper()  
  342. {
  343. char shi=0,ge=0;
  344. if(set_temper>temp)  
  345. {  
  346. //當(dāng)設(shè)置溫度與實(shí)際溫度大于10度時(shí)
  347.           if(set_temper-temp>=10)
  348.           {
  349.           //進(jìn)入死循環(huán)
  350.                           while(1)
  351.                           {
  352.                            TR1=0;      //關(guān)閉定時(shí)器   從而關(guān)閉PWM波
  353.                            pwm=0;           //輸出低電平
  354.                            temp=ReadTemperature();        //讀取溫度傳感器的值
  355.                            shi=temp/10;                 //分離出十位
  356.                            ge=temp%10;                 //分離出個(gè)位
  357.                            lcd_pos(0x0c);         //設(shè)置顯示位置
  358.                            lcd_wdat(0x30+shi);          //在指定位置顯示十位
  359.                            lcd_pos(0x0d);                 //設(shè)置顯示位置
  360.                            lcd_wdat(0x30+ge);            //在指定位置顯示各位

  362.                            if(set_temper-temp<10)         //如果溫度差值低于10度
  363.                                            {
  364.                                         TR1=1; //打開定時(shí)器  開pwm波
  365.                                            break;         //跳出循環(huán)
  366.                                         }
  367.                            }   
  368.                   }  
  369.                   else
  370.                   {
  371.                   //打開定時(shí)器
  372.                   TR1=1;
  373.                   //根據(jù)差值調(diào)整PWM波
  374.                    if (set_temper-temp==9)  
  375.                     high_time=10;
  376.                    if (set_temper-temp==8)  
  377.                     high_time=20;
  378.                    if (set_temper-temp==7)  
  379.                     high_time=30;
  380.                    if (set_temper-temp==6)  
  381.                     high_time=40;
  382.                    if (set_temper-temp==5)  
  383.                     high_time=50;
  384.                    if (set_temper-temp==4)  
  385.                     high_time=60;
  386.                    if (set_temper-temp==3)  
  387.                     high_time=70;
  388.                    if (set_temper-temp==2)  
  389.                     high_time=80;
  390.                    if (set_temper-temp==1)  
  391.                     high_time=90;
  392.                   }  
  393.         }  
  394. else if(set_temper<temp)
  395. {
  396. //關(guān)閉定時(shí)器
  397.    pwm=1;
  398.    TR1=0;  
  399. }   
  400. }
  401. main()
  402. {
  403. initial();// 初始化個(gè)變量及定時(shí)器的初值開中斷等
  404. lcd_init();    // 初始化LCD  
  405. while(1)
  406. {
  407. //比較函數(shù)
  408.   compare_temper();
  409. //輸出函數(shù)  
  410.   printf();
  411.   //讀取溫度函數(shù)
  412.   

  414. …………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………

復(fù)制代碼


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ID:89286 發(fā)表于 2017-5-28 07:08 | 顯示全部樓層
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ID:207506 發(fā)表于 2017-6-4 14:19 | 顯示全部樓層
終于找到我需要的了
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ID:207506 發(fā)表于 2017-6-4 14:46 | 顯示全部樓層
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ID:207146 發(fā)表于 2017-6-12 21:43 | 顯示全部樓層
謝謝分享
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ID:201547 發(fā)表于 2017-6-23 21:45 | 顯示全部樓層
謝謝分享
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ID:263675 發(fā)表于 2017-12-28 14:29 | 顯示全部樓層
版主附件里代碼也不全啊  
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ID:314339 發(fā)表于 2018-4-23 20:24 來(lái)自觸屏版 | 顯示全部樓層
謝謝樓主，但愿能用
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ID:338102 發(fā)表于 2018-6-1 16:20 來(lái)自觸屏版 | 顯示全部樓層
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ID:338102 發(fā)表于 2018-6-1 16:21 來(lái)自觸屏版 | 顯示全部樓層
請(qǐng)問(wèn)溫度控制部分在畫電氣原理圖是電阻絲加熱的部分可以加在哪個(gè)地方？直接把正玄波信號(hào)源換成電阻絲可以嗎？
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ID:323102 發(fā)表于 2018-6-7 01:17 | 顯示全部樓層
為什么仿真沒(méi)問(wèn)題做電路程序就沒(méi)效果死機(jī)怎么辦？能不能靠譜點(diǎn)
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ID:543692 發(fā)表于 2019-5-22 18:40 | 顯示全部樓層
感謝分享
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ID:432653 發(fā)表于 2020-5-22 20:31 | 顯示全部樓層
99度可以做燒開水用
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ID:89217 發(fā)表于 2020-5-25 08:27 | 顯示全部樓層
挺不錯(cuò)的文案，雙擊666
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ID:903744 發(fā)表于 2021-4-16 08:49 來(lái)自觸屏版 | 顯示全部樓層
有人可以和我講一下溫度控制那部分工作原理嗎
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ID:917567 發(fā)表于 2021-6-15 10:46 | 顯示全部樓層
請(qǐng)問(wèn)我的液晶屏為啥不顯示呢
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ID:917567 發(fā)表于 2021-6-15 10:49 | 顯示全部樓層
請(qǐng)問(wèn)大家液晶屏都顯示么
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ID:1037640 發(fā)表于 2022-7-1 10:01 | 顯示全部樓層
為什么仿真運(yùn)行的時(shí)候有l(wèi)ogic contentions detected on net #00006呢？求解
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