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

for(m=0;m<2;m++){}

}

/***********************************************************

写一位数据子程序

***********************************************************/ void write_bit(unsigned char bitval)

{

EA=0;

DQ=0; //拉低DQ以开始一个写时序

if(bitval==1)

{

_nop_();

DQ=1; //如要写1,则将总线置高

}

delay(5); //延时90us供DA18B20采样

DQ=1; //释放DQ总线

_nop_();

_nop_();

EA=0;

写一字节数据子程序

***********************************************************/

void write_byte(unsigned char val)

{

unsigned char i;

unsigned char temp;

EA=0;

//TR0=0;

for(i=0;i<8;i++) //写一字节数据,一次写一位{

temp=val>>i; //移位操作,将本次要写的位移到最低位temp=temp&1;

write_bit(temp); //向总线写该位

}

delay(7); //延时120us后

// TR0=1;

EA=1;

}

/***********************************************************

读一位数据子程序

***********************************************************/

unsigned char read_bit()

{

unsigned char i,value_bit;

EA=0;

DQ=0; //拉低DQ,开始读时序

_nop_();

_nop_();

DQ=1; //释放总线

for(i=0;i<2;i++){} //8us delay

value_bit=DQ;

EA=1;

return(value_bit);

}

/***********************************************************

读一字节数据子程序

***********************************************************/

unsigned char read_byte()

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