实验十六、温度自动控制系统(数码管显示)
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实验十六、温度自动控制系统(数码管显示)
一、实验目的
1. 进一步掌握温度自动控制与测量的方法
2. 进一步掌握单片机与PC机UART通讯的设计与应用
3.锻炼单片机综合应用和开发的能力
二、实验设备
1.单片机最小系统
2.图符型液晶显示屏实验模块
3.温度测量控制实验模块
4.独立式键盘实验模块
5. RS232接口模块
三、实验要求
综合以上实验模块,构成满足以下要求的温度自动控制测量系统:
(1)显示当前温度:在图符型液晶模块上,第一行显示“设置温度”,第二行显示实际“测量温度”(单位为℃);并显示出当前PWM波形的占空比。
(2)具有3个功能按键:1个“升温键”,按下后“设置温度”加1;1个“降温键”,按下后“设置温度”减1。一个“开始/停止”键,用来启动/停止温度自动控制。
(3)在“开始/停止”键第一次按下后,温度自动测量控制功能启动;从这时开始,系统开始以一定的时间间隔读取温度传感器的“测量温度”,并送液晶进行显示;比较“测量温度”和“设置温度”,根据比较的结果,调整输出的PWM波形的脉宽(通过软件进行脉宽调制),从而实现温度自动控制。再次按下该键,停止自动测量控制功能。
(4)系统“监听”上位机的命令,响应以下2个命令:设置温度命令,该命令可以灵活修改系统原先的“设置温度”;采集温度命令,该命令要求系统将当前的“测量温度”值送给上位机;上位机以一定的时间间隔发送“采集温度命令”,由此得到温度曲线。
四、实验原理
图16-1 硬件逻辑结构
单片机引脚分配如图16-2所示:
数码管显示
图16-2硬件示意图
硬件电路图如图48-3所示,使用P3.4端口输出PWM波形,该波形加到单向可控硅上控制温度加热元件。温度测量使用P3.3端口,使用DS18B20器件,显示使用P1.0和P1.2口。按键控制功能与实验26相同.
图48-3 电路连接图
(2)软件流程设计
该闭环系统采用的直接反馈的方法,根据温度传感器测量出来温度与我们希望
的温度相比较,根据比较结果,不断改变占空比。如测量的温度小于期望的温度值,
就增加PWM波形的占空比,如果大于期望的温度值,就减少PWM波形的占空比……,
最终达到一定的平衡状态。软件系统基本流程如左图所示:
#include
#include
#include
sbit data1=P1^0;
sbit subs=P2^1;
sbit stop=P2^2;
sbit output=P3^4;
sbit DQ=P3^3;
unsigned char flag,flag_1=0;
unsigned char high_time,low_time,count=0; //占空比调节参数unsigned char set_temper=40; //设定温度
unsigned char temper; //测量的温度
unsigned char i;
unsigned char j=0;
/***********************************************************
延时子程序,延时时间以12M晶振为准,延时时间为30us×time
***********************************************************/ void delay(unsigned char time)
{
unsigned char m,n;
for(n=0;n