【电子竞赛预热赛】+自动恒温控制系统的实现(2)
本帖最后由 jinglixixi 于 2017-11-21 10:13 编辑下位机的开发平台选取KEIL V4.0，并由C51编程来实现功能要求。相关的功能程序如下：1. 液晶屏显示程序2. 参数设置程序3. 温度检测与控制程序4. 串行通讯程序
液晶屏的连接与显示程序 LCD5110为3.3V的显示器件，并以SPI的通讯方式来进行控制，为节省管脚，直接将CS引脚以GND相连，其信号引脚的连接情况如下： SCLK--PC.3 DIN --PC.2 DC--PC.1 RST --PC.0 此外，可以将用背光引脚与一个GPIO口相连以控制背光的亮灭。
定义LCD5110信号引脚输出高低电平的语句如下： #define SetLCD_SCLK_High() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_3, Bit_SET);} #define SetLCD_SCLK_Low() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_3, Bit_RESET);}
#define SetLCD_SDIN_High() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_2, Bit_SET);} #define SetLCD_SDIN_Low() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_2, Bit_RESET);}
#define SetLCD_DC_High() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_1, Bit_SET);} #define SetLCD_DC_Low() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_1, Bit_RESET);}
#define SetLCD_RST_High() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_0, Bit_SET);} #define SetLCD_RST_Low() { GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);}
配置相应引脚的函数如下：void GPIO_Configuration(void)
{
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOC, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_0; 对应的初始化程序为：void LCD_Init(void)
{
SetLCD_RST_Low();
delay_1us();
SetLCD_RST_High();
delay_1us();
delay_1us();
LCD_write_CMD(0x21);
LCD_write_CMD(0xc0);
LCD_write_CMD(0x06);
LCD_write_CMD(0x13);
LCD_write_CMD(0x20);
LCD_Clear();
LCD_write_CMD(0x0c);
}
实现初始显示界面的语句如下： GPIO_Configuration();
GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_9, Bit_SET);
LCD_Init();
LCD_Clear();
LCD_write_english_string(0,0,"nokia5110 v1.0");
LCD_write_english_string(0,2,"x1= ");
LCD_write_english_string(0,3,"x2= ");
LCD_write_english_string(0,4,"temp= ");
LCD_set_XY(42,2);
LCD_write_char(i+0x30);
其界面效果如图2所示，由于当前温度低于温度下限，故加热器应开启以蓝色LED指示。图2 界面显示效果
参数设置及程序 参数设置在温控系统中是十分重要的，否则温控器只能对某个固定温度区域进行控制。为简化设计，这里是采用软按键来进行参数设置，它共有4个键，分别对应+1、-1、移位和确认处理。 4个键位分别与PB2、PB10、PB11、PB12相连，其引脚配置函数如下：void Key_IN(void)
{
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
实现上下限设置的程序如下： f==2;
while(f)
{
if(f==2) LCD_set_XY(42,2);
if(f==1) LCD_set_XY(42,3);
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12)==0)
{
i--;
}
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_10)==0)//确认键
{
if(f==1)
{
x2=i;
f=0;
}
if(f==2)
{
x1=i;
i=0;
f=1;
LCD_set_XY(42,3);
}
}
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11)==0)
{
i++;
}
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_2)==0)
{
i=i*10;
}
LCD_write_char(i/1000+0x30);
LCD_write_char(i%1000/100+0x30);
LCD_write_char(i%100/10+0x30);
LCD_write_char('.');
LCD_write_char(i%10+0x30);
for(k=0;k<20;k++)
{
Delay(60000);
}
}
温度检测与控制 DS18B20是一种使用广泛的单总线器件，其实它还有一种防水型的封装形式，如图3所示。由于手头没有就暂时用塑料封装的吧。图3 防水型DS18B20
与DS18B20相连的引脚是PC4，由于该温度传感器只有一条数据引脚，故分时进行输入和输出处理，其相应的引脚配置函数如下：void DS18B20_IO_IN(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
void DS18B20_IO_OUT(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 ;//4
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
实现温度检测与控制的程序如下： while (1)
{
DS18B20_Convert();
tempL = DS18B20_Read_Byte(); // LSB
tempH = DS18B20_Read_Byte(); // MSB
j=tempH*16+tempL/16;
LCD_set_XY(42,4);
LCD_write_char(j/100+0x30);
LCD_write_char(j%100/10+0x30);
LCD_write_char(j%10+0x30);
LCD_write_char('.');
LCD_write_char((tempL%16)*10/16+0x30);
i=j*10+(tempL%16)*10/16;
if(i>=x1) GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_RESET);
if(i<=x2) GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_SET);
Delay(5000);
}
由于手头的电加热棒还未找到，目前只以指示灯来模拟继电器的工作状态变化，后续再将继电器和加热棒接上验证一下控制效果。图4为温度超过上限，关闭加热器即关闭蓝色LED。通过模拟验证可发现，检测与反应的精度可达0.1度，要想达到控制的高精度就要看控制算法了。 此外，为了上传数据来绘制波形图，还需提交串行通讯的功能，并为指令的发送提供支持。图4 温度模拟控制
不错哦 温度上下限不能相差太大，不然达不到恒温的目的 caijie001 发表于 2017-11-21 10:21
温度上下限不能相差太大，不然达不到恒温的目的
有道理，否则造成控制偏差也会加大，尤其是在没有保温箱得情况下。 看你的更新了，录个视频更好 caijie001 发表于 2017-11-22 23:30
看你的更新了，录个视频更好
尽快把上位机部分解决了，争取弄个完整的。 jinglixixi 发表于 2017-11-23 07:56
尽快把上位机部分解决了，争取弄个完整的。
楼主加油哦，尽可能把资料都开源起来，让大家学习学习 {:handshake:}
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