• 【单片机毕业设计】【mcuclub-hj-002】基于单片机的多路温度控制设计

     最近设计了一个项目基于单片机的温度控制系统，与大家分享一下：

     

    一、基本介绍

    项目名：基于单片机的多路温度控制系统设计

    项目编号：mcuclub-hj-002

    单片机类型：STC89C52、STM32F103C8T6

    具体功能：
    1、通过三个DS18B20测量环境温度平均值，当温度不在设定的上下限值之内时，进行相应的加热制冷，并进行声光报警
    2、通过按键设置温度上下限值，可以手动控制加热制冷、切换模式
    3、通过显示屏显示数据
    扩展功能：通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端，手机端可以设置温度上下限，并可以远程控制加热制冷、切换模式

    二、51实物图

    单片机型号：STC89C52

    板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

    供电接口：TYPE-C

    三、51仿真图

    仿真软件版本：proteus8.9

    电路连线方式：网络标号连线方式

    注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

     四、32实物图

    单片机型号：STM32F103C8T6

    板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

    供电接口：TYPE-C

     五、原理图

    软件版本：AD2013

    电路连线方式：网络标号连线方式

    注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

     六、PCB图

    由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

    两层板，上下覆铜接地。

    七、系统框图

    本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由三部分组成，第一部分是温度检测模块，通过该模块检测当前环境的温度；第二部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等；第三部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是继电器模块，通过两个继电器分别控制加热和制冷；第三部分是声光报警模块，当监测值不在设置的阈值内时进行声光报警。除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图3.1所示。

     八、软件设计流程

    系统的主流程图如图所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、设置阈值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令，设备根据用户发送的指令执行对应的处理；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，该函数主要判断当前温度是否在设置的阈值之内，如果温度大于设置的最大值，则声光报警，并且打开制冷继电器进行降温，如果温度小于设置的最小值，则声光报警，并且打开加热继电器进行加热，如果温度在设置的阈值之内，则取消声光报警，并关闭加热和制冷继电器。

     九、部分程序展示

    软件版本：keil5

    逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

    1. /**********************************
    2. 作者：单片机俱乐部
    3. 网站：https://www.mcuclub.cn/
    4. **********************************/
    5.  
    6.  
    7. /**********************************
    8. 包含头文件
    9. **********************************/
    10. #include "main.h"
    11. #include "lcd1602.h"
    12. #include "key.h"
    13. #include "ds18b20.h"
    14. #include "uart.h"
    15.  
    16. /**********************************
    17. 变量定义
    18. **********************************/
    19. uchar key_num = 0;											//按键扫描标志位			
    20. uchar flag_display = 0;										//显示界面标志位
    21. uint time_num = 0;											//10ms计时变量
    22. uchar uart_buf[24];                     //发送缓存区
    23.  
    24. short temp1_value = 0;								//一号温度值
    25. short temp2_value = 0;								//二号温度值
    26. short temp3_value = 0;								//三号温度值
    27. short temp_average = 0;               //温度均值
    28. uint temp_max = 30;											//温度最大值
    29. uint temp_min = 20;											//温度最小值
    30. bit flag_mode = 0;											//模式标志位
    31. uchar temp_buf[8];											//温度保存数值
    32. uchar flag_ctrl = 0;										//手动控制标志位
    33.  
    34. bit flag_alarm = 0;									  //报警标志位
    35.  
    36.  
    37. /**********************************
    38. 函数声明
    39. **********************************/
    40. void Delay_function(uint x);						//延时函数(ms)
    41. void Key_function(void);							  //按键函数
    42. void Monitor_function(void);						//监测函数
    43. void Display_function(void);						//显示函数
    44. void Manage_function(void);							//处理函数
    45.  
    46.  
    47. /****
    48. *******	主函数 
    49. *****/
    50. void main(void)
    51. {
    52. 	Lcd1602_Init();		 										  //LCD1602初始化
    53. 	Delay_function(50);											//延时50ms
    54. 	lcd1602_clean();											  //清屏
    55. 	Delay_function(50);											//延时50ms
    56.   Uart_Init();	      										//串口初始化
    57.   Delay_function(50);											//延时50ms	
    58. 	Ds18b20_Init(1);												//DS18B20初始化
    59. 	Delay_function(50);											//延时50ms	
    60.   Ds18b20_Init(2);												//DS18B20初始化
    61. 	Delay_function(50);											//延时50ms	
    62.   Ds18b20_Init(3);												//DS18B20初始化
    63. 	Delay_function(50);											//延时50ms	
    64.   
    65. 	
    66. 	while(1)
    67. 	{
    68. 		Key_function();											  //按键函数
    69. 		Monitor_function();										//监测函数
    70. 		Display_function();										//显示函数
    71. 		Manage_function();										//处理函数
    72.  
    73. 		Delay_function(10);										//延时10ms
    74. 		time_num++;												    //计时变量+1
    75. 		if(time_num == 5000)
    76. 		{
    77. 			time_num = 0;
    78. 		}
    79. 	}
    80. }
    81.  
    82. /****
    83. *******	延时 x ms函数
    84. *****/
    85. void Delay_function(uint x)
    86. {
    87. 	uint m,n;
    88. 	for(m=x;m>0;m--)
    89. 	for(n=110;n>0;n--);
    90. }
    91.  
    92. /****
    93. *******按键函数
    94. *****/
    95. void Key_function(void)
    96. {
    97. 	key_num = Chiclet_Keyboard_Scan(0);		//按键扫描
    98. 	if(key_num != 0)											//有按键按下
    99. 	{
    100. 		switch(key_num)
    101. 		{
    102. 			case 1:												//按键1，切换设置界面
    103. 				flag_display++;
    104. 				if(flag_display >= 3)
    105. 					flag_display = 0;				
    106. 				lcd1602_clean();						//清屏
    107. 			break;
    108.  
    109. 			case 2:												//按键2
    110. 				switch(flag_display)
    111. 				{
    112. 					case 0:										//界面0：手动控制加热制冷
    113. 						flag_mode = 1;
    114. 						flag_alarm = 0;
    115. 						flag_ctrl++;
    116. 					break;
    117. 					
    118. 					case 1:										//界面1：温度最大值+1
    119. 						if(temp_max < 99)
    120. 							temp_max++;
    121. 					break;
    122.  
    123. 					case 2:										//界面2：温度最小值+1
    124. 						if(temp_min < temp_max-1)
    125. 							temp_min++;
    126. 					break;
    127. 					
    128. 					default:
    129. 					break;
    130. 				}
    131. 			break;
    132.  
    133. 			case 3:												//按键3
    134. 				switch(flag_display)
    135. 				{
    136. 					case 0:										//界面0：切换模式	
    137. 						flag_mode = 0;
    138. 						flag_ctrl = 0;
    139. 					break;
    140. 					
    141. 					case 1:										//界面1：温度最大值-1
    142. 						if(temp_max > temp_min+1)
    143. 							temp_max--;
    144. 					break;
    145. 					
    146. 					case 2:										//界面2：温度最小值-1
    147. 						if(temp_min > 0)
    148. 							temp_min--;
    149. 					break;
    150. 					
    151. 					default:
    152. 					break;
    153. 				}
    154. 			break;
    155.  
    156. 			default:
    157. 			break;
    158. 		}
    159. 	}
    160. }
    161.  
    162. /****
    163. *******监测函数
    164. *****/
    165. void Monitor_function(void)
    166. {
    167. 	if(time_num % 10 == 0)						//100ms检测一次
    168. 	{
    169. 		temp1_value = Ds18b20_Read_Temp(1);            //获取三路温度值、计算均值
    170.     temp2_value = Ds18b20_Read_Temp(2);
    171.     temp3_value = Ds18b20_Read_Temp(3);
    172.     temp_average = (temp1_value+temp2_value+temp3_value)/3;
    173.     
    174.     if(time_num % 300 == 0)                         //发送三路温度值、平均值、模式
    175.     {
    176.       sprintf(uart_buf,"\r\nT1:%d.%dC\r\n",temp1_value/10,temp1_value%10);
    177.       Uart_Sent_Str(uart_buf);
    178.       sprintf(uart_buf,"T2:%d.%dC\r\n",temp2_value/10,temp2_value%10);
    179.       Uart_Sent_Str(uart_buf);
    180.       sprintf(uart_buf,"T3:%d.%dC\r\n",temp3_value/10,temp3_value%10);
    181.       Uart_Sent_Str(uart_buf);
    182.       sprintf(uart_buf,"T:%d.%dC\r\n",temp_average/10,temp_average%10);
    183.       Uart_Sent_Str(uart_buf);
    184.       
    185.       if(flag_mode == 0)
    186.         Uart_Sent_Str("Mode:Auto");
    187.       else
    188.         Uart_Sent_Str("Mode:Manu");
    189.     }
    190. 	}
    191. }
    192.  
    193. /****
    194. *******显示函数
    195. *****/
    196. void Display_function(void)
    197. {
    198. 	
    199. 	switch(flag_display)						//根据不同的显示模式标志位，显示不同的界面
    200. 	{
    201. 		case 0:									//界面0：	显示三路温度测量值、平均值
    202. 			lcd1602_display_str(1,0,"T1:");
    203. 			lcd1602_display_temp(1,3,temp1_value);
    204.       lcd1602_display_str(1,8,"T2:");
    205. 			lcd1602_display_temp(1,11,temp2_value);
    206.       lcd1602_display_str(2,0,"T3:");
    207. 			lcd1602_display_temp(2,3,temp3_value);
    208.       lcd1602_display_str(2,8,"T:");
    209. 			lcd1602_display_temp(2,10,temp_average);
    210.  
    211. 			if(flag_mode == 0)					//显示当前模式
    212. 				lcd1602_display_str(2,15,"A");
    213. 			else
    214. 				lcd1602_display_str(2,15,"M");
    215. 		break;
    216.  
    217. 		case 1:									//界面1，显示设置最大温度
    218. 			lcd1602_display_str(1,2,"Set Temp Max");
    219. 			if(time_num % 20 == 0)
    220. 			{
    221. 				sprintf(temp_buf,"%d",temp_max);
    222. 				lcd1602_display_str(2,7,temp_buf);
    223. 			}
    224. 			if(time_num % 40 == 0)
    225. 			{
    226. 				lcd1602_display_str(2,7,"    ");
    227. 			}
    228. 		break;
    229. 		
    230. 		case 2:									//界面2，显示设置最小温度
    231. 			lcd1602_display_str(1,2,"Set Temp Min");
    232. 			if(time_num % 20 == 0)
    233. 			{
    234. 				sprintf(temp_buf,"%d",temp_min);
    235. 				lcd1602_display_str(2,7,temp_buf);
    236. 			}
    237. 			if(time_num % 40 == 0)
    238. 			{
    239. 				lcd1602_display_str(2,7,"    ");
    240. 			}
    241. 		break;
    242.  
    243. 		default:
    244. 		break;
    245. 	}
    246. }
    247.  
    248. /****
    249. *******处理函数
    250. *****/
    251. void Manage_function(void)
    252. {
    253. 	if(flag_display == 0)										//测量界面
    254. 	{
    255. 		if(flag_mode == 0)										//自动模式下
    256. 		{
    257. 			if(temp_average > temp_max*10)			//温度大于设置最大值，制冷继电器闭合
    258. 			{
    259. 				RELAY_ZL = 0;
    260. 				RELAY_JR = 1;
    261. 				flag_alarm = 1;
    262. 			}
    263. 			else if(temp_average < temp_min*10)	//温度小于设置最小值，加热继电器闭合
    264. 			{
    265. 				RELAY_ZL = 1;
    266. 				RELAY_JR = 0;
    267. 				flag_alarm = 1;
    268. 			}
    269. 			else												        //温度处于设置的上下限值之间，两个继电器断开
    270. 			{
    271. 				RELAY_ZL = 1;
    272. 				RELAY_JR = 1;
    273. 				flag_alarm = 0;
    274. 			}
    275. 		}
    276. 		else													          //手动模式，根据按键按下控制继电器
    277. 		{
    278.       flag_alarm = 0;
    279. 			if(flag_ctrl == 1)
    280. 			{
    281. 				RELAY_JR = 0;
    282. 				RELAY_ZL = 1;
    283. 			}
    284. 			else if(flag_ctrl == 2)
    285. 			{
    286. 				RELAY_JR = 1;
    287. 				RELAY_ZL = 0;
    288. 			}
    289. 			else
    290. 			{
    291. 				flag_ctrl = 0;
    292. 				RELAY_JR = 1;
    293. 				RELAY_ZL = 1;
    294. 			}
    295. 		}
    296.     if(flag_alarm == 1 && time_num %10 == 0)  	//如果温度有异常，声光报警
    297. 		{
    298. 			LED = ~LED;
    299. 			BEEP = ~BEEP;
    300. 		}
    301.     else if(flag_alarm == 0)
    302.     {
    303.       LED = 1;
    304.       BEEP = 1;
    305.     }
    306. 	}
    307. 	else														//设置界面，关闭声光报警和继电器
    308. 	{
    309. 		LED = 1;
    310. 		BEEP = 1;
    311. 		RELAY_ZL = 1;
    312. 		RELAY_JR = 1;		
    313. 	}
    314. }
    315.

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_61121477/article/details/127356939