【嵌入式开发-8051】详细：基于AT89C52单片机设计的温控风扇（Proteus仿真设计-含设计原理图、程序源码）-Toy模板网

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【嵌入式开发-8051】详细：基于AT89C52单片机设计的温控风扇（Proteus仿真设计-含设计原理图、程序源码）

1、本设计是基于AT89C51/52单片机为核心的温控风扇系统，使用Proteus进行仿真分析。

2、由于上传后图片压缩，可以私信联系获取清晰图片。

3、本次为本人结课设计，整体比较简单，如有疑问欢迎大家交流讨论！

【嵌入式开发-8051】详细：基于AT89C52单片机设计的温控风扇（Proteus仿真设计-含设计原理图、程序源码）

一、开发软件

二、硬件搭建

2.1、系统整体架构介绍

2.2、系统核心元件介绍（含原理简述）

2.3、Proteus原理图设计

三、编程设计

3.1、程序流程图

3.2、具体实现代码（含详细注释）

四、最终效果

4.1、调整设定温度

4.2、环境温度高于设定温度

4.3、环境温度低于设定温度

一、开发软件

软件编程环境：Keil uVision5

硬件仿真环境：Proteus 8 Professional（Proteus 8.12 SP0）

在这里我不介绍软件详细的下载流程（网上有比较详细的流程可以参考），只提供相应的百度网盘链接供大家自取。

Keil5（C51及MDK版本）：百度网盘请输入提取码

Proteus 8.12 SP0：百度网盘请输入提取码

二、硬件搭建

2.1、系统整体架构介绍

整体系统框图如下图所示，系统的核心为AT89C51/52单片机，主要包括按键电路、数码管显示电路以及DS18B20温度传感器电路和LED报警和风扇电路四大模块。

【嵌入式开发-8051】详细：基于AT89C52单片机设计的温控风扇（Proteus仿真设计-含设计原理图、程序源码） — 系统整体架构

系统的工作原理如下：

1、利用温度传感器DS18B20检测环境温度并输出数字温度信号给单片机AT89C51/52进行处理，随后在LED数码管上显示当前环境温度值；

2、通过Proteus中的直流电机模拟风扇的转动；

3、通过三个按键来实现选择调节预设温度、提高预设温度值和降低预设温度值。

系统的工作流程如下：

如果环境温度高于预设温度将会自动报警，这时LED灯亮起，风扇启动；当环境温度低于预设温度后将自动取消报警，这时LED灯熄灭，风扇停转。

2.2、系统核心元件介绍（含原理简述）

2.2.1、AT89C51/52单片机

控制系统模块主要采用的是AT89C51/52作为微处理单元进行控制。AT89C51/52是一款低功耗、高性能、COMS八位微处理器，片内有4K字节在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为10年。

AT89C51/52单片机引脚图如下图所示：

【嵌入式开发-8051】详细：基于AT89C52单片机设计的温控风扇（Proteus仿真设计-含设计原理图、程序源码）

2.2.2、DS18B20数字温度传感器

DSB18B20的优势

DS18B20是常用的数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。

相比传统的热敏电阻以及其他温度测量元器件，DS18B20的数据可直接读出，能通过编程实现12位的数字值读数方式。当DS18B20模块接收到温度转换指令时，会立马启动转换。转换完成后，温度值会以二进制补码形式储存在高速暂存存储器的前两个字节。

DS18B20温度转换原理

AT89C51单片机可以通过单线接口按照由低位到高位的顺序读出该数据，由于寄存器中存储的是二进制环境温度值，因此还需要经过转换才能得到实际环境温度值。首先将二进制数值转换为十进制数值，随后根据该数据的正负对数据进行处理，如果是正数，直接乘以0.0625，如果是负数，则进行取反加1，即可得到实际的温度值。

2.2.3、LED数码管

LED数码管的结构

LED数码管主要是由8段发光二极管组成，其中a~g为数字和字符显示段，dp为小数点的显示，通过a~g共7段发光二极管，可以显示0～9和A～F共16个数字和字母。

LED数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构。共阴极结构将8个发光二极管阴极连在一起，共阳极结构把8个发光二极管阳极连在一起。

LED数码管的原理

通过单片机引脚输出高低电平，可使数码管显示相应的数字或字母，这种使数码管显示字形的数据称为段选码，如下表所示。

显示字符	共阴极段码	共阳极段码	显示字符	共阴极段码	共阳极段码
0	0x3f	0xbf	8	0x7f	0xff
1	0x06	0x86	9	0x6f	0xef
2	0x5b	0xdb	A	0x77	0xf7
3	0x4f	0xcf	B	0x7c	0xfc
4	0x66	0xe6	C	0x39	0xb9
5	0x6d	0xed	D	0x5e	0xde
6	0x7d	0xfd	E	0x79	0xf9
7	0x07	0x87	F	0x71	0xf1

2.3、Proteus原理图设计

【嵌入式开发-8051】详细：基于AT89C52单片机设计的温控风扇（Proteus仿真设计-含设计原理图、程序源码）

三、编程设计

3.1、程序流程图

【嵌入式开发-8051】详细：基于AT89C52单片机设计的温控风扇（Proteus仿真设计-含设计原理图、程序源码）

3.2、具体实现代码（含详细注释）

main.c

#include<reg51.h>
#include"ds18b20.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int         

uint wendu;            //温度变量
uint sheding=20;        //默认设定温度值
uchar shi,ge;            //数码管显示数值
uint flag;              //标记
sbit motor=P3^7;        //直流电机接口
sbit key1=P1^0;        //调整设定温度
sbit key2=P1^3;        //温度+
sbit key3=P1^6;        //温度-
sbit w1=P2^0;
sbit w2=P2^1;          //数码管接口
sbit led=P3^4;          //LED接口

//共阴数码管段选
uchar table[16]={
    0x3f,0x06,0x5b,0x4f,        //0,1,2,3
    0x66,0x6d,0x7d,0x07,       //4,5,6,7
    0x7f,0x6f,0x77,0x7c,        //8,9,A,b
    0x39,0x5e,0x79,0x71,       //C,d,E,F
};

//显示与报警函数
void display(){
    w1=0;
    P0=table[shi];
    delay(10);             //第1位数码管显示数据
    P0=0x00;
    w1=1;                //关闭显示消除动态扫描阴影
    w2=0;
    P0=table[ge];
    delay(10);             //第2位数码管显示数据
    P0=0x00;
    w2=1;                //关闭显示消除动态扫描阴影
    //当温度高于设定值，LED灯亮起
    if(wendu>sheding){
       led=0;
       motor=0;
    }
    else{
       led=1;
       motor=1;
    }
}

//按键事件
void prebutton(){
    if(key1==0){                 //按下key1，调整设定温度
       delay(30);
       if(key1==0)
           flag=1;
       while(key1==0);           //松手检测
    }
    while(flag==1){
       shi=sheding/10;
       ge=sheding%10;
       display();                 //显示设定温度值
       //再次按下key1时跳出循环
       if(key1==0){
           delay(30);
           if(key1==0)
              flag=0;
           while(key1==0);
       }
       //温度+
       if(key2==0){
           delay(30);                     
           if(key2==0)
              sheding+=1;
           while(key2==0);
       }
       //温度-
       if(key3==0){
           delay(30);
           if(key3==0)
              sheding-=1;
           while(key3==0);
       }        
    }
}

//主函数
void main(){
    uchar j;
    while(1){
       wendu=ReadTemperature();
       shi=wendu/10;
       ge=wendu%10;
       for(j=0;j<80;j++){
           prebutton();
           display();          
       }
    }
}

ds18b20.c

#include "ds18b20.h"

sbit DQ=P3^1;         //数据传输线接单片机的相应的引脚

//延时函数
void delay(uint k){
    while(k--);
}

//DS18B20初始化函数
void ds18b20_init(){
    uchar x=0;
    DQ=1;       //DQ先置高
    delay(8);          //稍做延时
    DQ=0;       //发送复位脉冲
    delay(80);          //延时大于480us
    DQ=1;       //拉高总线
    delay(14);
    x=DQ;      //稍做延时后，若x=0则初始化成功，x=1则初始化失败
    delay(20);
}

//字节读取函数
uchar Read(){
    uchar i=0;
    uchar dat=0;
    for (i=8;i>0;i--){
       DQ=0;            //给脉冲信号
       dat>>=1;          //数据右移位
       DQ=1;            //给脉冲信号
       if(DQ)
           dat|=0x80;      //读取数据线得到对应状态
       delay(4);
    }
   return(dat);
}

//字节写入函数
void Write(uchar dat){
    uchar i=0;
    for(i=8;i>0;i--){
       DQ=0;
       DQ=dat&0x01;     //从低位开始发送数据
       delay(5);
       DQ=1;
       dat>>=1;
    }
}

//温度读取函数
uint ReadTemperature(){
    uint temp;                 //温度变量
    uchar a=0;                //寄存器温度低位
    uchar b=0;                //寄存器温度高位
    ds18b20_init();            //DS18B20初始化
    Write(0xcc);          //跳过读序列号的操作
    Write(0x44);       //启动温度转换
    delay(100);            //转换有一定的延时
    ds18b20_init();         //DS18B20初始化
    Write(0xCC);      //跳过读序列号的操作
    Write(0xBE);      //读取温度寄存器，前两位值分别为温度的低位和高位
    delay(100);        
    a=Read();       //读取温度值低位
    b=Read();       //读取温度值高位
//温度转换：实际上温度有正负之分，但是负温度的处理比较复杂，只完成了正温度的转换
    temp=((b*256+a)*0.0625);
    return temp;
}