基于51单片机的温度控制系统数码管显示蜂鸣器报警proteus仿真原理图PCB

news2025/7/19 10:13:28

功能：
0.本系统采用STC89C52作为单片机
1.系统实时监测并显示当前温度，并通过四位数码管显示
2.超过设定阈值，蜂鸣器将报警，同时控制相应继电器实现降温或者加热
3.系统具备三个功能按键，可更改温度上限和下限
4.采用DC002作为电源接口可直接输入5V给整个系统供电

原理图：

在这里插入图片描述

PCB ：
在这里插入图片描述

主程序：


#include <reg52.h>			// 包含头文件
#include <intrins.h>

#define uchar unsigned char		// 以后unsigned char就可以用uchar代替
#define uint  unsigned int		// 以后unsigned int 就可以用uint 代替

sbit DQ = P1^1;						// DS18B20传感器的引脚定义
sbit w1 = P2^4; 					// 数码管第1位的控制引脚
sbit w2 = P2^5;						// 数码管第2位的控制引脚
sbit w3 = P2^6;						// 数码管第3位的控制引脚
sbit w4 = P2^7;			 			// 数码管第4位的控制引脚
sbit Buzzer  = P1^0;			// 蜂鸣器引脚
sbit JdqLow  = P2^0;			// 温度过低继电器控制(加热)
sbit JdqHig  = P2^1;			// 温度过高继电器控制(降温)
sbit LedLow  = P2^2;			// 温度低指示灯
sbit LedHig  = P2^3;			// 温度高指示灯
sbit KeySet  = P3^2;			// 设置按键
sbit KeyDown = P3^3;			// 减按键
sbit KeyUp   = P3^4;			// 加按键



/*   数码管的显示值：  0    1    2    3    4    5     6   7    8    9    -   */
uchar code Array1[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40 };

/*                     0.   1.   2.   3.   4.   5.    6.  7.   8.   9.  */
uchar code Array2[]={ 0xBf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef };


uchar Buff[4];					// 显示缓冲区
uchar ShowID=1;					// 当前显示的是哪一个数码管

int AlarmLow=150;				// 默认报警的温度下限值是15度
int AlarmHig=300;				// 默认报警的温度上限值是30度


/*********************************************************/
// 毫秒级的延时函数，time是要延时的毫秒数
/*********************************************************/
void DelayMs(uint time)
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<time;i++)
		for(j=0;j<112;j++);
}


/*********************************************************/
// 延时15微秒
/*********************************************************/
void Delay15us(void)
{
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
}


/*********************************************************/
// 复位DS18B20（初始化）
/*********************************************************/
void DS18B20_ReSet(void)
{
	uchar i;
	DQ=0;

	i=240;
	while(--i);

	DQ=1;

	i=30;
	while(--i);

	while(~DQ);

	i=4;
	while(--i);
}


/*********************************************************/
// 向DS18B20写入一个字节
/*********************************************************/
void DS18B20_WriteByte(uchar dat)
{
	uchar j;
	uchar btmp;
	
	for(j=0;j<8;j++)
	{
		btmp=0x01;
		btmp=btmp<<j;
		btmp=btmp&dat;
		
		if(btmp>0)		// 写1
		{
			DQ=0;
			Delay15us();
			DQ=1;
			Delay15us();
			Delay15us();
			Delay15us();
			Delay15us();
		}
		else			// 写0
		{
			DQ=0;
			Delay15us();
			Delay15us();
			Delay15us();
			Delay15us();
			DQ=1;
			Delay15us();
		}
	}
}


/*********************************************************/
// 读取温度值
/*********************************************************/
int DS18B20_ReadTemp(void)
{
	uchar j;
	int b,temp=0;	

	DS18B20_ReSet();							// 产生复位脉
	DS18B20_WriteByte(0xcc);			// 忽略ROM指令
	DS18B20_WriteByte(0x44);			// 启动温度转换指令

	DS18B20_ReSet();							// 产生复位脉
	DS18B20_WriteByte(0xcc);			// 忽略ROM指令
	DS18B20_WriteByte(0xbe);			// 读取温度指令

	for(j=0;j<16;j++)							// 读取温度数量
	{						
		DQ=0;
		_nop_();
		_nop_();
		DQ=1;	
		Delay15us();
		b=DQ;
		Delay15us();
		Delay15us();
		Delay15us();
		b=b<<j;
		temp=temp|b;
	}
	
	temp=temp*0.0625*10;					// 合成温度值并放大10倍					
	
	return (temp);								// 返回检测到的温度值
}


/*********************************************************/
// 定时器初始化
/*********************************************************/
void TimerInit()
{
	TMOD = 0x01;					// 使用定时器0，工作方式1	 
	TH0  = 248;						// 给定时器0的TH0装初值
	TL0  = 48;						// 给定时器0的TL0装初值
	ET0  = 1;							// 定时器0中断使能
	EA   = 1;							// 打开总中断
	TR0	 = 1;							// 启动定时器0
}


/*********************************************************/
// 显示温度值
/*********************************************************/
void ShowTemp(int dat)
{
	if(dat<0)												// 负号
	{
		Buff[0]=Array1[10];
		dat=0-dat;
	}
	else														// 百位
	{
		Buff[0]=Array1[dat/1000];
	}
	
	Buff[1]=Array1[dat%1000/100];		// 十位
	Buff[2]=Array2[dat%100/10];			// 个位
	Buff[3]=Array1[dat%10];					// 小数后一位
}


/*********************************************************/
// 报警判断
/*********************************************************/
void AlarmJudge(int dat)
{
	if(dat<AlarmLow)				// 判断温度是否过低
	{
		LedLow=0;							// 温度低指示灯亮
		LedHig=1;							// 温度高指示灯灭
		JdqLow=0;							// 温度过低的继电器闭合(开始加热)
		JdqHig=1;							// 温度过高的继电器断开(停止降温)
		Buzzer=0;							// 蜂鸣器报警
	}
	else if(dat>AlarmHig)		// 判断温度是否过高
	{
		LedLow=1;							// 温度低指示灯灭
		LedHig=0;							// 温度高指示灯亮
		JdqLow=1;							// 温度过低的继电器断开(停止加热)
		JdqHig=0;							// 温度过高的继电器闭合(开始降温)
		Buzzer=0;							// 蜂鸣器报警
	}
	else										// 温度正常
	{
		LedLow=1;							// 温度低指示灯灭
		LedHig=1;							// 温度高指示灯灭
		JdqLow=1;							// 温度过低的继电器断开(停止加热)
		JdqHig=1;							// 温度过高的继电器断开(停止降温)
		Buzzer=1;							// 蜂鸣器停止报警
	}
}


/*********************************************************/
// 按键扫描
/*********************************************************/
void KeyScanf()
{
	if(KeySet==0)									// 如果设置按键被按下
	{
		/* 设置温度下限 */
		LedLow=0;										// 点亮绿色灯（代表当前正在设置温度下限）
		LedHig=1;										// 熄灭红色灯
		Buzzer=1;										// 关闭蜂鸣器
		ShowTemp(AlarmLow);					// 显示温度下限值
		DelayMs(10);								// 延时去抖
		while(!KeySet);							// 等待按键释放
		DelayMs(10);								// 延时去抖
		
		while(1)
		{
			if(KeyDown==0)								// 如果“减”按键被按下
			{
				if(AlarmLow>-550)						// 判断当前温度下限是否大于-55度
				{
					AlarmLow--;								// 温度下限值减去0.1度
					ShowTemp(AlarmLow);				// 刷新显示改变后的温度下限值
					DelayMs(200);							// 延时
				}
			}
			
			if(KeyUp==0)									// 如果“加”按键被按下					
			{
				if(AlarmLow<1250)						// 判断当前温度下限是否小于125度
				{
					AlarmLow++;								// 温度下限值加上0.1度
					ShowTemp(AlarmLow);				// 刷新显示改变后的温度下限值
					DelayMs(200);							// 延时
				}
			}
			
			if(KeySet==0)									// 如果“设置”按键被按下
			{
				break;											// 退出温度下限值的设置，准备进入上限值的设置
			}
		}
		
		/* 设置温度上限 */
		LedLow=1;										// 熄灭绿色灯
		LedHig=0;										// 点亮红色灯（代表当前正在设置温度上限）
		ShowTemp(AlarmHig);					// 显示温度上限值
		DelayMs(10);								// 延时去抖
		while(!KeySet);							// 等待按键释放
		DelayMs(10);								// 延时去抖
		
		while(1)
		{
			if(KeyDown==0)							// 如果“减”按键被按下							
			{
				if(AlarmHig>-550)					// 判断当前温度上限是否大于-55度
				{
					AlarmHig--;							// 温度上限值减去0.1度
					ShowTemp(AlarmHig);			// 刷新显示改变后的温度上限值
					DelayMs(200);						// 延时
				}
			}
			
			if(KeyUp==0)								// 如果“加”按键被按下					
			{
				if(AlarmHig<1250)					// 判断当前温度上限是否小于125度
				{
					AlarmHig++;							// 温度上限值加上0.1度
					ShowTemp(AlarmHig);			// 刷新显示改变后的温度上限值
					DelayMs(200);
				}
			}
			
			if(KeySet==0)								// 如果“设置”按键被按下
			{
				break;										// 准备退出设置模式
			}
		}
		
		/* 退出设置模式 */
		LedLow=1;									// 熄灭绿灯
		LedHig=1;									// 熄灭红灯
		DelayMs(10);							// 延时去抖
		while(!KeySet);						// 等待按键释放
		DelayMs(10);							// 延时去抖
	}
}


/*********************************************************/
// 主函数
/*********************************************************/
void main()
{
	int temp;
	uchar i;
	
	TimerInit();										// 定时器0的初始化（数码管的动态扫描）
	
	Buff[0]=Array1[0];							// 刚上电显示4个0
	Buff[1]=Array1[0];
	Buff[2]=Array1[0];
	Buff[3]=Array1[0];
	
	for(i=0;i<8;i++)								// 由于传感器刚上电读出的温度不稳定，因此先进行几次温度的读取并丢弃
	{
		DS18B20_ReadTemp();
		DelayMs(120);
	}
	
	while(1)
	{
		EA=0;													// 屏蔽中断
		temp=DS18B20_ReadTemp();			// 读取温度值
		EA=1;													// 恢复中断
		
		ShowTemp(temp);								// 显示温度值
		
		AlarmJudge(temp);							// 判断是否需要报警
		
		for(i=0;i<100;i++)						// 延时并进行按键扫描
		{
			KeyScanf();					
			DelayMs(5);								
		}
	}
}


/*********************************************************/
// 定时器0服务程序
/*********************************************************/
void Timer0(void) interrupt 1
{
	TH0  = 248;				// 给定时器0的TH0装初值
	TL0  = 48;				// 给定时器0的TL0装初值

	P0=0x00;					// 先关闭所有显示
	w1=1;
	w2=1;
	w3=1;
	w4=1;

	if(ShowID==1)  			// 判断是否显示第1位数码管
	{
		w1=0;		   				// 打开第1位数码管的控制开关
		P0=Buff[0];	   		// 第1位数码管显示内容	
	}
	
	if(ShowID==2)  			// 判断是否显示第2位数码管
	{
		w2=0;		   				// 打开第2位数码管的控制开关
		P0=Buff[1];	   		// 第2位数码管显示内容	
	}
	
	if(ShowID==3)  			// 判断是否显示第3位数码管
	{
		w3=0;		   				// 打开第3位数码管的控制开关
		P0=Buff[2];	   		// 第3位数码管显示内容	
	}
	
	if(ShowID==4)  			// 判断是否显示第4位数码管
	{
		w4=0;		   				// 打开第4位数码管的控制开关
		P0=Buff[3];	   		// 第4位数码管显示内容	
	}	
	
	ShowID++;	  				// 切换到下一个数码管的显示
	if(ShowID==5)
		ShowID=1;
}

仿真演示视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1MG4y1p74C/

实物演示视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1Cd4y1i7Ja/

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