红外遥控器控制小车，小车自带超声波避障，遥控器可以打开循迹，打开循迹后自己循迹走。没打开循迹就红外遥控器控制小车走。






按键如下

1 进入或者退出循迹功能，循迹模式下对小车操作无效

2 前进

5 左转

6 停止

7 右转

10 后退

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01825.png)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01826.gif)

循迹依靠P1.3 P1.4的红外探测：

```c
/* 寻迹 */
void tracking()
{
 /* 为0 没有识别到黑线 为1识别到黑线 */
 if ( left_led1 == 1 && right_led1 == 1 )                /* 左右寻迹探头识别到黑线 */
 {
  forward();                                      /* 前进 */
 }else  {
  if ( left_led1 == 1 && right_led1 == 0 )        /* 小车右边出线，左转修正 */
  {
   left();                                 /* 左转 */
  }
  if ( left_led1 == 0 && right_led1 == 1 )        /* 小车左边出线，右转修正 */
  {
   right();                                /* 右转 */
  }
  if ( left_led1 == 0 && right_led1 == 0 )        /* 左右寻迹探头都没识别到黑线 */
  {
   backward();                             /* 后退 */
  }
 }
}
```

避障一直带有：

```c
/*超声波避障111111*/
void Avoid1()
{
 if ( distance < 50 )                                    /* 如果前方有障碍物进行左转   前方没有障碍物就直行 */
 {
  left();
 }else
 {
  forward();
 }
}
```

51单片机 Proteus仿真 红外 避障 循迹 小车 红外遥控器

基于单片机大棚温控系统





 * 1.使用STC89C52RC单片机与DS18B20采集温度在液晶上显示

 * 2.按键设置报警值，超过报警值则蜂鸣器响

 * 

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01841.gif)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01842.png)

# 基于单片机大棚温控系统实验报告

## 背景介绍

随着现代农业的发展，温室大棚成为了种植各种作物的重要设施。然而，温室内温度的控制对作物的生长具有至关重要的影响。因此，设计一个基于单片机的温控系统，实时监测温室内的温度并进行相应的控制，是非常必要的。

本实验基于STC89C52RC单片机，使用DS18B20温度传感器采集温度数据，并通过LCD1602液晶显示屏显示实时温度。此外，系统还配备了按键设置报警温度值的功能，当温度超过设定值时，蜂鸣器将会报警提示。

## 器件连接

1. **STC89C52RC单片机**：

   - 主要控制单元，负责数据的处理和设备的控制。

2. **DS18B20温度传感器**：

   - 连接到P3.3端口，用于采集温度数据。

3. **LCD1602液晶显示屏**：

   - 连接到P0口，显示温度数据和设定的报警值。

4. **按键**：

   - 两个按键分别连接到P1.0和P1.1，用于增加和减少设定的报警温度值。

5. **蜂鸣器**：

   - 连接到P1.7，用于报警提示。

## 硬件介绍

### STC89C52RC单片机

STC89C52RC是STC公司推出的一款8051系列增强型单片机，具有以下特点：

- 工作电压范围宽（3.0V ~ 5.5V）。

- 高速、低功耗。

- 丰富的I/O端口。

- 支持ISP/IAP功能。

### DS18B20温度传感器

DS18B20是一种数字温度传感器，具有以下特点：

- 单总线通信。

- 测量范围为-55℃到+125℃。

- 测量精度为±0.5℃。

- 可多点布置。

### LCD1602液晶显示屏

LCD1602是一种常用的字符型液晶显示屏，具有以下特点：

- 显示字符数：2行×16字符。

- 内置字符生成器。

- 通过I2C接口与单片机通信。

## 设计原理

### 电路原理

本系统的电路设计主要分为以下几部分：

1. **电源电路**：

   - 提供稳定的5V电源供单片机和其他外设使用。

2. **单片机与DS18B20连接**：

   - DS18B20的数据引脚DQ连接到单片机的P3.3端口，通过单总线协议进行通信。

3. **单片机与LCD1602连接**：

   - LCD1602的控制和数据引脚分别连接到单片机的P0口，实现数据的显示。

4. **按键电路**：

   - 两个按键分别连接到单片机的P1.0和P1.1端口，用于设置报警温度值。

5. **蜂鸣器电路**：

   - 蜂鸣器连接到单片机的P1.7端口，用于超温报警。

### 程序原理

程序设计主要包括以下几个模块：

1. **LCD初始化和显示**：

   - 通过LCD_Init函数初始化LCD1602显示屏，并在屏幕上显示“Temp: ”和“Set: ”提示信息。

2. **温度采集和显示**：

   - 使用getTmpValue函数读取DS18B20采集到的温度值，并通过display函数显示在LCD1602上。

3. **按键设置报警值**：

   - 使用Key_borad函数处理按键输入，增加或减少设定的报警温度值，并实时显示在LCD1602上。

4. **报警控制**：

   - 在主循环中比较当前温度值与设定值，如果当前温度超过设定值，则通过BEEP函数控制蜂鸣器发出报警。

## 实验过程

1. **硬件搭建**：

   - 按照设计原理连接各个器件，确保接线正确无误。

2. **软件编写**：

   - 使用Keil C51编写程序代码，并烧录到STC89C52RC单片机中。

3. **调试运行**：

   - 上电后，观察LCD1602显示的温度值和设定值，通过按键调整报警温度值，验证系统功能的实现。

## 实验结果

实验结果表明，系统能够实时采集并显示温度数据，按键可以正确设置报警温度值，当温度超过设定值时，蜂鸣器能够发出报警提示，系统功能符合设计要求。

## 结论

本实验通过STC89C52RC单片机和DS18B20温度传感器，实现了大棚温控系统的基本功能。系统能够实时监测温度并进行报警提示，具有较高的实用价值。通过此次实验，不仅加深了对单片机编程和硬件设计的理解，还掌握了温度传感器和液晶显示屏的应用，为后续更多功能的扩展奠定了基础。

## 资料
```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

51单片机 Proteus仿真 温度报警器 大棚温度报警 DS18B20 基于单片机大棚温控系统

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01843.png)





# 实验报告：基于51单片机的简易电子琴设计与实现

## 实验背景

本实验旨在设计和实现一个基于51单片机的简易电子琴，通过按键控制不同频率的声音输出。该系统可以模拟电子琴的基本功能，通过按键的不同组合，产生对应音调的声音。

## 实验器件与连接

### 器件清单

1. 51单片机（STC89C52）

2. 蜂鸣器

3. 按键（6个）

4. 电阻、电容等基本元器件

5. 面包板及连接线

6. Proteus仿真软件

### 硬件连接

1. **单片机**：使用STC89C52作为主控制芯片。

2. **蜂鸣器**：连接到P1^6引脚，用于发声。

3. **按键**：6个按键分别连接到P2口，用于选择不同的音调。

4. **电源**：提供稳定的5V电源给单片机和外设。

硬件连接示意图如下：

```
+-------------+        +----------+
|             |        |          |
|  STC89C52   |        | 蜂鸣器   |
|             |        |          |
|   P1^6 -----+-------->          |
|             |        +----------+
|             |
|  P2.0-P2.5--+
|    |  |  |  |       +---------+
|    |  |  |  +------>| 按键1   |
|    |  |  +--------->| 按键2   |
|    |  +----------->| 按键3   |
|    +------------->| 按键4   |
|                 +->| 按键5   |
|                 |  | 按键6   |
+-----------------+  +---------+
```

## 设计原理

### 电路原理

该设计利用51单片机的I/O端口控制蜂鸣器发声，通过定时器产生不同频率的方波，从而产生不同音调。按键用于选择不同的音调，按键按下时单片机读取按键值并控制蜂鸣器发出相应频率的声音。

### 程序原理

程序主要分为以下几个部分：

1. **音调频率定义**：定义低音、中音和高音的频率。

2. **定时器初始化**：配置定时器用于产生不同频率的方波。

3. **按键扫描**：检测按键输入，根据按键值选择相应的音调。

4. **中断服务程序**：通过定时器中断产生方波，从而驱动蜂鸣器发声。

### 主要函数解析

#### 定时器初始化函数

```c
void init_timer(void) {
    EA = 1;            // 开总中断
    ET1 = 1;           // 定时器T1中断允许
    TMOD &= 0x0f;
    TMOD |= 0x00;      // 使用定时器T1的模式1（13位计数器）
    TR1 = 1;
}
```

该函数用于初始化定时器1，并设置为13位计数模式。

#### 按键扫描函数

```c
void ScanKey(void) {
    if (GPIO_KEY != 0xff) {
        if (GPIO_KEY == 0xff - 0x01) {
            TEMP_C = Z1;
        } else if (GPIO_KEY == 0xff - 0x02) {
            TEMP_C = Z2;
        } else if (GPIO_KEY == 0xff - 0x04) {
            TEMP_C = Z3;
        } else if (GPIO_KEY == 0xff - 0x08) {
            TEMP_C = Z4;
        } else if (GPIO_KEY == 0xff - 0x10) {
            TEMP_C = Z5;
        } else if (GPIO_KEY == 0xff - 0x20) {
            TEMP_C = Z6;
        }
        C = 460830 / TEMP_C;
        TH1 = (8192 - C) / 32;
        TL1 = (8192 - C) % 32;
        TR1 = 1;
        while (GPIO_KEY != 0xff);
        TR1 = 0;
    }
}
```

该函数用于扫描按键并根据按键值设置相应的频率常数。

#### 主函数

```c
void main() {
    init_timer();
    TR1 = 0;         // 关闭定时器
    sound = 1;       // 关闭蜂鸣器
    while (1) {
        ScanKey();   // 获取处理按下的键
    }
}
```

主函数初始化定时器并进入无限循环，持续检测按键输入。

#### 定时器中断函数

```c
void Time1(void) interrupt 3 {
    sound = !sound;               // 将P3.7引脚输出电平取反，形成方波
    TH1 = (8192 - C) / 32;      // 13位计数器TH0高8位的赋初值方法
    TL1 = (8192 - C) % 32;      // 13位计数器TL0低5位的赋初值方法
}
```

该函数用于定时器中断，通过改变蜂鸣器引脚的电平，产生方波，从而发出声音。

## 实验结果

通过按下不同的按键，蜂鸣器可以发出对应频率的声音，实现了简易电子琴的功能。各按键对应的音调准确，响应速度快，满足设计要求。

## 总结

本实验成功实现了一个基于51单片机的简易电子琴，通过按键控制蜂鸣器发出不同频率的声音。实验验证了定时器中断、按键扫描等基本技术在电子琴设计中的应用，为进一步的扩展和改进提供了基础。

## 资料
```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

51单片机 Proteus仿真 6个按键的简易电子琴

1 利用键盘及数码管作为计算机的输入及显示模块





2 能进行10以内的减减乘除的基本运算，按键有0~9+-*/=

3 有清零“CR”按键

4 有记忆功能键 M+ RM M-，可以保存、显示并运用存储数据进行计算

1. M+：记忆当前数字，「加入」累加数字当中。

2. M-：记忆当前数字，以负数的形式「加入」累加数字当中。换句话说，就是把总数扣除当前数字的意思。

4. MR：Memory Recall的意思，将当前计算出来的数字呈现出来。

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01844.gif)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01845.png)

# 实验报告：利用键盘及数码管实现基本计算器功能

## 一、实验背景

本实验旨在设计并实现一个简易计算器，能够通过键盘输入进行基本的加、减、乘、除运算，并通过数码管显示计算结果。计算器还应具备清零功能以及存储和调用中间计算结果的记忆功能。

## 二、实验器件

1. **单片机**：STC89C52RC

2. **键盘**：4x4矩阵键盘

3. **数码管**：共阴极七段数码管

4. **其他器件**：电阻、电容、跳线等

## 三、硬件连接

1. **矩阵键盘**：将键盘的行连接到P1.0至P1.3，列连接到P1.4至P1.7。

2. **数码管**：数码管的段选端连接到P0口，位选端连接到P2口。

3. **独立按键**：三个独立按键分别连接到P3.0、P3.1和P3.2，用于实现M+、M-、MR功能。

## 四、设计原理

### 1. 矩阵键盘扫描

通过P1口控制矩阵键盘，逐行扫描键盘，判断按键按下情况。通过行列信号组合，确定具体按键值。

```c
void KeyScan() {
    keyboPORT = 0xf0;
    if (keyboPORT != 0xf0) {
        delay(5);
        if (keyboPORT != 0xf0) {
            switch (keyboPORT) {
                case 0xe0: KeyValue = 0; break;
                case 0xd0: KeyValue = 1; break;
                case 0xb0: KeyValue = 2; break;
                case 0x70: KeyValue = 3; break;
            }
            keyboPORT = 0x0f;
            switch (keyboPORT) {
                case 0x0e: KeyValue = KeyValue; break;
                case 0x0d: KeyValue += 4; break;
                case 0x0b: KeyValue += 8; break;
                case 0x07: KeyValue += 12; break;
            }
            while (keyboPORT != 0x0f);
        }
    }
}
```

### 2. 基本运算功能

通过捕获键盘输入，存储表达式，然后进行加、减、乘、除运算，并显示结果。

```c
float CalculateSeries(char *exprs_str) {
    float Series_result = 0.0;
    switch (exprs_str[1]) {
        case '+': Series_result = (exprs_str[0] - '0') + (exprs_str[2] - '0'); break;
        case '-': Series_result = (exprs_str[0] - '0') - (exprs_str[2] - '0'); break;
        case '*': Series_result = (exprs_str[0] - '0') * (exprs_str[2] - '0'); break;
        case '/': Series_result = (exprs_str[0] - '0') / (exprs_str[2] - '0'); break;
    }
    return Series_result;
}
```

### 3. 数码管显示

通过数码管显示结果，使用四位数码管分别显示千位、百位、十位和个位的数值。

```c
void Display_Result(float d) {
    long temp = (long) (d * 10);
    // 显示个位
    P0 = 0xff;
    P2 = ~0x8;
    P0 = ~LEDData[temp % 10];
    delay(1);
    // 显示十位
    P0 = 0xff;
    P2 = ~0x4;
    P0 = ~(LEDData[temp % 100 / 10] | 0x80);
    delay(1);
    // 显示百位
    P0 = 0xff;
    P2 = ~0x2;
    P0 = ~LEDData[temp % 1000 / 100];
    delay(1);
    // 显示千位
    P0 = 0xff;
    P2 = ~0x1;
    P0 = ~LEDData[temp % 10000 / 1000];
    delay(1);
}
```

### 4. 记忆功能

实现M+、M-、MR功能，通过独立按键输入控制，分别执行累加、累减和显示存储结果。

```c
void main() {
    float result = 0.0, display_value = 0, temp = 0.0;
    char expression[5], inputChar;
    unsigned char key;
    while (1) {
        KeyScan();
        if (KeyValue != 0xff) {
            inputChar = MAP[KeyValue];
            KeyValue = 0xff;
            if ((inputChar >= '0') && (inputChar <= '9')) {
                expression[count++] = inputChar;
                display_value = inputChar - '0';
            } else if (strchr("+-*/=", inputChar)) {
                expression[count++] = inputChar;
                if (inputChar == '=') {
                    result = CalculateSeries(expression);
                    display_value = result;
                    temp = result;
                    count = 0;
                }
            } else if (inputChar == 'R') {
                result = 0;
                display_value = result;
                temp = 0;
                count = 0;
            }
        }
        key = KeySscanSI();
        if (key != 0xff) {
            switch (key) {
                case 1: temp += CalculateSeries(expression); display_value = temp; count = 0; break;
                case 2: temp -= CalculateSeries(expression); display_value = temp; count = 0; break;
                case 3: display_value = temp; break;
            }
        }
        Display_Result(display_value);
    }
}
```

## 五、实验总结

通过本次实验，成功实现了一个简易计算器的设计，能够进行基本的算术运算，并通过数码管显示结果。键盘输入和数码管显示配合良好，记忆功能有效。进一步的优化可以考虑增强运算功能，支持更复杂的表达式计算。

## 资料
```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

51单片机 Proteus仿真 简易计算器设计 清零 十以内

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01846.png)





![在这里插入图片描述](/static/img/images/01847.gif)

源码工程打开下载，仿真文件和代码：

```bash
http://dt2.8tupian.net/2/28880a69b22000.pg3
```

这段代码是基于8051单片机的C语言程序，用于驱动一个LED点阵显示器和一个蜂鸣器。以下是代码的主要组成部分和功能解释：

1. **头文件和宏定义**：  

   代码首先包含一些必要的头文件和宏定义，例如定时器配置、数据类型定义、音频频率宏定义等。

2. **硬件端口定义**：  

   使用`sbit`关键字定义了硬件端口的位，例如`P1^6`代表P1口的第6位，表示蜂鸣器。

3. **延时函数**：  

   `delay()`函数提供了一个简单的延时功能。

4. **定时器初始化函数**：  

   `init_timer()`函数初始化了定时器T1，配置了相关的定时器模式。

5. **LED点阵显示器驱动**：  

   `LedScreen_WrTwoByte()`函数用于向LED点阵显示器写入两个字节的数据。

6. **LED点阵数据表**：  

   `Digit_Tab[]`数组包含了用于显示数字0到9的数据。

7. **按键扫描功能**：  

   `ScanKey()`函数用于扫描按键输入，并根据按键的输入值更改LED点阵显示的内容和蜂鸣器的频率。

8. **主函数**：  

   `main()`函数是程序的入口点，首先初始化定时器和关闭蜂鸣器。然后，程序进入一个无限循环，其中不断扫描按键和更新LED点阵显示。

9. **定时器中断处理**：  

   `Time1()`函数是定时器T1的中断服务函数。当定时器T1溢出时，该函数会被调用，改变蜂鸣器的状态以产生声音。

总体来说，这段代码是一个简单的8051单片机应用程序，用于驱动LED点阵显示器和蜂鸣器。用户可以通过按键输入来改变LED点阵的显示内容和蜂鸣器的声音频率。

51单片机 Proteus仿真 简易电子琴 8*8点阵控制 显示

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01848.jpeg)





![在这里插入图片描述](/static/img/images/01849.gif)

11、

基于单片机的风扇转速采集系统

基本要求:

a)设计风扇转速采集系统

b)风扇电机可调速

c)显示转速测量结果3位,分屏显示,精确到小数点后2位立,并与用示波器看到的光电开

关的信号计算得到的转速进行比较,分析它们之间的差别及产生的可能原因。

扩展要求:

滚动显示测量结果。

分析影响测量准确度的因素,并在现有条件上下提高测量准确度

# 实验报告：基于单片机的风扇转速采集系统

## 一、实验背景及目的

风扇转速采集系统是工业和家庭应用中常见的一个控制系统，主要用于监测风扇的转速并进行适当的调节，以达到高效节能和稳定运行的目的。本实验旨在设计一个基于单片机的风扇转速采集系统，通过调节风扇电机速度，并显示测量结果，与示波器计算结果进行比较，分析差异及其原因。同时，滚动显示测量结果并提高测量准确度。

## 二、硬件介绍

### 1. 单片机

使用的是8051系列单片机，它是一个8位的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。其主要特性包括：

- 4KB ROM

- 128字节RAM

- 32个I/O口线

- 2个16位定时/计数器

- 串行口

### 2. 电子元件

- 风扇电机

- 光电开关：用于检测风扇转速，通过接收反射或透射的光信号来计数。

- PWM模块：用于调节风扇电机的速度。

- LCD显示模块：用于显示风扇转速。

### 3. 连接关系

- 光电开关的输出连接到单片机的外部中断引脚。

- PWM输出通过驱动电路连接到风扇电机。

- LCD显示模块通过并行接口与单片机连接。

## 三、设计原理

### 1. 电路原理

电路主要由单片机、光电开关、风扇电机、PWM调速模块和LCD显示模块组成。光电开关检测风扇的旋转速度，输出脉冲信号至单片机的外部中断引脚。单片机根据接收到的脉冲信号计算转速，并通过PWM调节风扇电机速度，将转速结果显示在LCD上。

### 2. 程序原理

程序主要分为以下几个部分：

- **初始化部分**：设置定时器、外部中断和PWM输出。

- **PWM调速部分**：通过调整PWM的占空比来改变风扇电机的速度。

- **转速测量部分**：利用外部中断计数脉冲数，根据脉冲数计算转速。

- **显示部分**：将计算得到的转速显示在LCD上。

## 四、详细设计

### 1. 初始化系统
```c
void SystemInit() {
    TMOD = 0X21; // t1用来串口，t0定时
    TH0 = THC0;
    TL0 = TLC0;
    TH1 = 0xC0;
    TL1 = 0xC0;
    ET1 = 1;
    ET0 = 1;
    TR0 = 1;
    TR1 = 1;
    EX0 = 1; // 中断0用来测量转速
    IT0 = 1;
    EA = 1;
}
```

设置定时器模式，初始化定时器寄存器和外部中断。

### 2. PWM输出
```c
void PWMOUT() {
    if (cnt < PWMTime) {
        PWM_FC = 1;
    } else {
        PWM_FC = 0;
    }
    if (cnt > 1000) {
        cnt = 0;
    }
}
```

通过控制PWM的占空比来调节风扇电机的速度。

### 3. 设置风扇速度
```c
void SetSpeed() {
    if (AddSpeed == 0) {
        delay(200);
        if (AddSpeed == 0) {
            PWMTime += 1; // 加速PWM
        }
    }
    if (SubSpeed == 0) {
        delay(200);
        if (SubSpeed == 0) {
            PWMTime -= 1; // 减速PWM
        }
    }
    if (PWMTime > 1000) {
        PWMTime = 1000;
    } else if (PWMTime < 0) {
        PWMTime = 0;
    }
}
```

通过按钮控制风扇速度的增加和减少。

### 4. 外部中断
```c
void int0() interrupt 0 {
    Inpluse++;
}
```

通过外部中断计数脉冲数。

### 5. 定时器中断
```c
void t0() interrupt 1 {
    static unsigned int time = 0;
    TH0 = THC0;
    TL0 = TLC0; // 每2ms执行一次这个中断函数
    time++; // 转速测量周期
    if (time > 500) {
        zs = 1;
        time = 0;
        num = Inpluse; // 计算转速
        Inpluse = 0;
    }
    PWMOUT();
}
```

定时器中断用于周期性测量转速和输出PWM信号。

### 6. 主函数
```c
void main() {
    SystemInit();
    init();
    zs = 1;
    while (1) {
        SetSpeed();
        if (zs == 1) {
            zs = 0;
            cc[6] = num / 1000 + '0';
            cc[7] = num / 100 % 10 + '0';
            cc[8] = num / 10 % 10 + '0';
            cc[9] = num % 10 + '0';
            LCD_Write_String(0, 0, cc);
        }
    }
}
```

主函数初始化系统，设置风扇速度并显示转速。

## 五、实验结果与分析

### 1. 实测结果与示波器计算结果比较

通过LCD显示和示波器测量的转速进行比较，分析两者之间的差异。通常情况下，示波器测量的转速较为精确，而单片机系统由于存在一定的延迟和误差，可能会与示波器结果有所不同。

### 2. 影响测量准确度的因素

- 光电开关的精度

- 单片机的计数精度

- 程序中断延迟

- PWM调速的稳定性

### 3. 提高测量准确度的方法

- 使用更高精度的光电开关

- 优化程序，减少中断延迟

- 增加滤波电路，减小电机抖动

- 使用更高频率的PWM信号，提高调速的平滑性

## 六、总结

通过本次实验，我们成功设计并实现了一个基于单片机的风扇转速采集系统。该系统能够有效地调节风扇速度，并实时显示转速。通过与示波器测量结果的比较，我们分析了系统的准确度并提出了改进措施。本实验为进一步研究和开发更高精度的转速测量系统提供了基础。

## 资料
```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 基于单片机的风扇转速采集系统 电机转速采集

![DASD](/static/img/images/01850.png)





基于单片机的电烙铁温度保护系统(陈艳)

基本要求:

a)设计利用温度传感器可以实时监测电烙铁温度的系统

b)将监测的温度显示在LCD1602

c)温度超限时用LED灯报警,控制继电器关闭电烙铁电源

扩展要求:

通过温度信息,预测达到某一设定温度需要的时间,并显示出来

通过温度信息,得到是否有人正在使用的信息,并显示。


![在这里插入图片描述](/static/img/images/01851.gif)

# 基于单片机的电烙铁温度保护系统实验报告

## 一、实验目的

设计并实现一个基于单片机的电烙铁温度保护系统，该系统能够实时监测电烙铁的温度，并通过LCD1602显示。同时，当温度超限时，通过LED灯报警，并控制继电器关闭电烙铁电源。此外，通过温度信息预测达到设定温度所需的时间，并判断是否有人正在使用电烙铁。

## 二、系统功能要求

### 基本要求

1. 利用温度传感器实时监测电烙铁温度。

2. 将监测的温度显示在LCD1602上。

3. 当温度超过设定限值时，LED灯报警，并控制继电器关闭电烙铁电源。

### 扩展要求

1. 通过温度信息预测达到某一设定温度需要的时间，并显示出来。

2. 通过温度信息判断是否有人正在使用电烙铁，并显示相关信息。

## 三、系统原理

### 1. 硬件介绍

- **STC89C52RC单片机**：作为主控芯片，负责数据处理、控制显示和报警。

- **DS18B20温度传感器**：用于采集电烙铁的温度数据。

- **LCD1602液晶显示屏**：用于显示温度值和其他相关信息。

- **LED灯**：用于温度超限报警。

- **蜂鸣器**：用于温度超限时的声音报警。

- **继电器**：用于控制电烙铁的电源。

- **按键模块**：用于设置报警温度值。

### 2. 系统连接

- **DS18B20**的信号引脚连接到单片机的P3.2引脚。

- **LCD1602**的数据引脚D0-D7分别连接到单片机的P0口，控制引脚RS、RW、E分别连接到P2.5、P2.6、P2.7。

- **LED灯**连接到单片机的P1.7引脚。

- **蜂鸣器**连接到单片机的P1.6引脚。

- **继电器**控制引脚连接到单片机的P3.7引脚。

- **按键模块**连接到单片机的P1口。

### 3. 电路原理

电烙铁的温度通过DS18B20传感器实时采集，单片机读取温度传感器的数据并进行处理，然后通过LCD1602显示当前温度值。用户可以通过按键设置温度报警值，当温度超过设定值时，LED灯点亮、蜂鸣器鸣响，同时继电器断开，关闭电烙铁电源。

### 4. 程序原理

程序主要分为初始化、温度采集与显示、按键处理、报警控制四个部分：

1. **初始化**：包括LCD1602、DS18B20、按键和相关引脚的初始化。

2. **温度采集与显示**：通过DS18B20采集温度数据，并在LCD1602上显示。

3. **按键处理**：用于设置温度报警值。

4. **报警控制**：当温度超过设定值时，控制LED灯、蜂鸣器和继电器。

## 四、实验步骤

### 1. 硬件连接

按照系统连接要求，将各个模块与STC89C52RC单片机连接好，确保连接正确无误。

### 2. 程序编写

编写程序，实现温度采集、显示、按键处理和报警控制功能。代码主要分为以下几部分：

#### LCD1602初始化和显示函数
```c
void LCD_Init() {
    // LCD初始化代码
}
void write_string(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *s) {
    // 在LCD指定位置写字符串的代码
}
```

#### DS18B20温度采集函数
```c
float getTmpValue() {
    // 读取DS18B20温度值的代码
}
```

#### 按键处理函数
```c
void Key_borad() {
    // 按键处理代码，用于设置报警温度值
}
```

#### 主函数
```c
void main() {
    P1 = 0X0F;
    LCD_Init();  // LCD1602初始化
    sendChangeCmd();
    write_string(0, 0, "Temp:         ");
    write_string(0, 1, "Set :         ");
    while (1) {
        display(getTmpValue()); // 读取温度并显示
        sendChangeCmd(); // 发送读取温度指令
        Key_borad(); // 按键设置函数
        if (Tp > tmp) { // 温度超过设置值
            LED = 0; // 打开报警灯
            relay = 1; // 关闭继电器
            buzzera = 0; // 打开蜂鸣器
        } else {
            LED = 1; // 关闭报警灯
            relay = 0; // 打开继电器
            buzzera = 1; // 关闭蜂鸣器
        }
    }
}
```

### 3. 实验调试

1. 将程序下载到STC89C52RC单片机中。

2. 打开电烙铁电源，观察LCD1602显示的温度是否正常。

3. 通过按键设置报警温度值，观察当温度超过设定值时，LED灯、蜂鸣器和继电器的状态是否正确。

### 4. 扩展功能实现

1. **预测温度达到时间**：通过记录温度变化速率，预测达到某一设定温度所需的时间，并在LCD1602上显示。

2. **判断是否有人使用**：通过温度波动情况判断是否有人使用电烙铁，若温度变化剧烈，则认为有人使用，并在LCD1602上显示使用状态。

## 五、实验总结

通过本次实验，成功设计并实现了基于单片机的电烙铁温度保护系统，系统能够实时监测温度并显示，同时具备温度超限报警和电源控制功能。通过扩展功能，系统能够预测温度达到时间并判断是否有人使用，为实际应用提供了可靠的温度保护方案。


## 代码资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

51单片机 Proteus仿真 电烙铁温度保护系统 DS18B20 温度报警系统

课程设计题三十六： 微波炉控制系统设计





设计内容：

1、可设置三种最高温度值，如低温（20°），中温（30°），高温（50°）；（20分）

2、可设置最长10分钟定时；（20分）

3、用DS18B20感知温度，当温度达到设置温度值，并持续设定时间长度时，蜂鸣器报警提示，LED灯闪烁，同时时间归零



![在这里插入图片描述](/static/img/images/01852.png)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01853.gif)


# 微波炉控制系统设计实验报告

## 一、实验目的

设计并实现一个基于单片机的微波炉控制系统，该系统应具备以下功能：

1. 可设置三种温度档位：低温（20°C）、中温（30°C）、高温（50°C）。

2. 可设置最长10分钟的定时功能。

3. 使用DS18B20温度传感器检测温度，当温度达到设置值并持续设定时间时，蜂鸣器报警提示，LED灯闪烁，定时器归零。

## 二、实验器件与材料

1. **STC89C52单片机**

2. **DS18B20温度传感器**

3. **LCD1602显示屏**

4. **按键模块**

5. **继电器**

6. **蜂鸣器**

7. **LED灯**

8. **电源及相关连接线**

## 三、硬件连接

1. **DS18B20温度传感器**：数据引脚连接到单片机的P3.7引脚。

2. **LCD1602显示屏**：数据引脚D4-D7分别连接到P2.4-P2.7，控制引脚RS、RW、E分别连接到P2.2、P2.1、P2.0。

3. **按键模块**：四个按键分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引脚。

4. **继电器**：控制引脚连接到单片机的P1.5引脚。

5. **蜂鸣器**：控制引脚连接到单片机的P1.6引脚。

6. **LED灯**：控制引脚连接到单片机的P1.7引脚。

## 四、系统设计原理

### 1. 按键检测与处理

系统通过扫描按键模块来实现温度和时间的设置。当按键按下时，调用`KeySscan`函数进行按键检测并返回按键值，根据按键值实现相应功能：

- 按键1：切换温度档位。

- 按键2：增加定时时间。

- 按键3：减少定时时间。

- 按键4：启动加热并开始定时。

### 2. 温度检测与显示

使用DS18B20传感器获取当前温度，通过`Get18B20Temp`函数读取温度值并分离出整数和小数部分，显示在LCD1602上。系统每秒更新一次温度显示。

### 3. 定时器中断

定时器1用于生成1秒中断，通过`T1_time`中断服务程序实现1秒定时，更新定时标志位`flag1s`，控制倒计时和LED闪烁。

### 4. 加热控制

当定时器到达设定时间或温度达到设定值时，停止加热，打开蜂鸣器报警，并让LED闪烁提示。

## 五、程序设计

### 1. 主程序设计

主程序通过初始化各外设，进入无限循环，根据标志位和按键值执行相应操作，显示当前温度和剩余时间。

```c
void main() {
    // 初始化
    LCD_init();
    Start18B20();
    // 定时器配置
    TMOD = 0x10;
    TH1 = (65536 - 50000) / 256;
    TL1 = (65536 - 50000) % 256;
    EA = 1;
    ET1 = 1;
    TR1 = 1;
    // 初始显示设置温度和时间
    update_display();
    while (1) {
        // 检查温度和时间
        check_temp_and_time();
        // 按键处理
        handle_keypress();
        // 更新显示
        update_display();
    }
}
```

### 2. 按键处理

```c
unsigned char KeySscan(void) {
    if (key_01 == 0) { delay_ms_key(10); if (key_01 == 0) { while (key_01 == 0); return 1; }}
    if (key_02 == 0) { delay_ms_key(10); if (key_02 == 0) { while (key_02 == 0); return 2; }}
    if (key_03 == 0) { delay_ms_key(10); if (key_03 == 0) { while (key_03 == 0); return 3; }}
    if (key_04 == 0) { delay_ms_key(10); if (key_04 == 0) { while (key_04 == 0); return 4; }}
    return 0;
}
```

### 3. 温度检测与显示

```c
void update_temp_display() {
    int temp;
    if (Get18B20Temp(&temp)) {
        int intT = temp >> 4;
        int decT = temp & 0xF;
        sprintf(dis_str, "NOW: %02d.%01dC", intT, decT);
        LCD_write_str(0, 1, dis_str);
    }
    Start18B20();  // 重新启动下一次转换
}
```

### 4. 定时器中断

```c
void T1_time() interrupt 3 {
    TH1 = (65536 - 50000) / 256;
    TL1 = (65536 - 50000) % 256;
    num2++;
    if (num2 == 20) {
        num2 = 0;
        flag1s = 1;
        if (ifg_led == 1) {
            LED = !LED;  // LED闪烁
        }
        if (START == 1 && rtc_sec > 0) {
            rtc_sec--;  // 倒计时
        }
    }
}
```

## 六、调试与结果

通过对系统进行多次调试，验证各项功能均实现预期效果：

1. 按键可正确设置温度档位和时间。

2. 温度传感器实时检测温度，并正确显示在LCD1602上。

3. 到达设定时间或温度后，蜂鸣器报警提示，LED灯闪烁。

## 七、总结

本次实验设计了一个基于单片机的微波炉控制系统，掌握了单片机与各种外设的接口技术以及温度检测与控制的实现方法。该系统功能齐全，具有良好的用户体验，可作为家庭微波炉的控制核心。

通过本次实验，进一步深化了对单片机系统设计的理解，为后续的嵌入式系统开发打下了坚实基础。


## 资源代码

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 微波炉控制系统设计 DS18B20

基于单片机的篮球计分器设计





设计LCD显示篮球比分牌

通过加分按钮可以给A队或B队加分

设计对调功能，A队和B队分数互换，意味着中场交换场地

显示比赛倒计时功能

创新内容:如显示第几小节

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01854.png)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01855.gif)


# 基于单片机的篮球计分器设计

## 背景

本实验的目的是设计并实现一个基于单片机的篮球计分器。该计分器能够显示A队和B队的比分，并具备倒计时功能，可以通过按钮对分数进行调整。除此之外，计分器还具有显示当前比赛进行到第几小节和支持中场交换场地时交换显示分数的位置的功能。

## 硬件介绍

### 单片机

使用的是51单片机，主要硬件接口如下：

- P1口连接按键，用于检测用户的输入；

- LCD显示屏，用于显示比分和倒计时时间；

- 定时器，用于计时控制。

### 按键

按键连接到单片机P1端口的不同引脚，具体定义如下：

- key_01: P1 ^ 0

- key_02: P1 ^ 1

- key_03: P1 ^ 2

- key_04: P1 ^ 3

- key_05: P1 ^ 4

- key_06: P1 ^ 5

- key_07: P1 ^ 6

## 设计原理

### 电路原理

按键通过电阻下拉接地，按下时对应引脚电平变低，通过检测电平变化判断按键状态。LCD显示屏通过并口连接单片机，用于显示当前比分和倒计时时间。定时器设定每秒中断一次，通过中断服务程序更新倒计时。

### 程序原理

程序主要分为以下几个模块：

1. **按键扫描**：检测各个按键的状态，确定哪个按键被按下。

2. **延时函数**：用于消抖，避免按键误触发。

3. **LCD显示**：更新比分和倒计时时间。

4. **定时器中断**：每秒触发一次中断，更新倒计时。

### 按键检测函数

按键检测函数通过轮询的方式扫描各个按键的状态。按键按下时，函数会返回对应的按键编号。为防止按键抖动，使用了简单的延时消抖方法。

```c
unsigned char KeySscan(void) {
    if (key_01 == 0) {
        delay_ms_key(10);
        if (key_01 == 0) {
            while (key_01 == 0);
            return 1;
        }
    }
    // 其他按键检测类似
    return 0;
}
```

### 定时器中断服务程序

定时器每50ms触发一次中断，在中断服务程序中累加计数，达到1秒时更新倒计时。若倒计时未结束，则每秒减1秒。

```c
void T1_time() interrupt 3 {
    TH1 = (65536 - 50000) / 256;
    TL1 = (65536 - 50000) % 256;
    num2++;
    if (num2 == 20) {
        num2 = 0;
        if (START == 1) {
            if (rtc_sec > 0) {
                rtc_sec--;
            }
        }
    }
}
```

### 主程序

主程序初始化LCD显示，设置定时器，并不断循环检测按键状态，根据按键输入更新比分和倒计时时间。具体功能包括：

- A队加分、减分；

- B队加分、减分；

- 暂停/开始计时；

- 中场交换比分显示位置；

- 小节计数。

```c
void main() {
    u8 key = 0;
    u8 dis_str[16];
    u8 count = 0;
    LCD_init();
    TMOD = 0x10;
    TH1 = (65536 - 50000) / 256;
    TL1 = (65536 - 50000) % 256;
    EA = 1;
    ET1 = 1;
    TR1 = 1;
    while (1) {
        key = KeySscan();
        if (key != 0) {
            // 根据按键进行不同操作
            // 更新显示
            updateDisplay();
        }
        if (sec_last != rtc_sec) {
            sec_last = rtc_sec;
            updateTimeDisplay();
        }
    }
}
```

### 更新显示函数

根据当前分数和中场交换状态，更新LCD显示内容。

```c
void updateDisplay() {
    u8 count = 0;
    if (jiaohuan_AB == 0) {
        // 显示A队和B队分数
    } else {
        // 显示B队和A队分数
    }
    LCD_write_str(1, 1, dis_str);
}
void updateTimeDisplay() {
    u8 count = 0;
    dis_str[count++] = 'J';
    dis_str[count++] = ':';
    dis_str[count++] = '0' + xiaojie;
    dis_str[count++] = ' ';
    dis_str[count++] = ' ';
    dis_str[count++] = '0' + rtc_sec / 60 / 10;
    dis_str[count++] = '0' + rtc_sec / 60 % 10;
    dis_str[count++] = ':';
    dis_str[count++] = '0' + rtc_sec % 60 / 10;
    dis_str[count++] = '0' + rtc_sec % 60 % 10;
    dis_str[count++] = ' ';
    dis_str[count++] = 0;
    LCD_write_str(1, 0, dis_str);
}
```

## 实验总结

本实验通过设计并实现基于单片机的篮球计分器，掌握了按键检测、LCD显示和定时器中断处理的基本方法。该计分器不仅能够准确记录和显示比分，还能在比赛中提供倒计时和中场交换显示的功能，提高了设计的实用性和灵活性。

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 基于单片机的篮球计分器设计 LCD

![1](/static/img/images/01856.png)





课程设计题三十五：风扇模拟控制系统设计

设计内容：1、3个独立按键分别控制“自然风”、“睡眠风”、“常风”，（三者的区别是直流电机的停歇时间不同），并在数显管上显示出区别

2、每种类型风可以根据按下独立按键次数分为4个档的风力调节。

3、设计风扇的过热保护，用继电器实现。即当风扇运行一段时间后，暂停10秒。

4、其他创新内容（如报警提示）

按键1 

  1234档位

按键2    5678档位

按键3     9  10  11  12档位

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01857.gif)




![在这里插入图片描述](/static/img/images/01858.png)


# 风扇模拟控制系统设计实验报告

## 背景介绍

本实验旨在设计一个模拟风扇控制系统，该系统通过三个独立按键来控制不同类型的风（自然风、睡眠风和常风），并且能够在数码管上显示风速档位。每种类型的风可以根据按键次数调节为四个档位。此外，还设计了风扇的过热保护功能，通过继电器实现，当风扇运行一段时间后暂停10秒。系统还增加了报警提示功能，当风扇运行时间过长时会发出报警。

## 硬件介绍

- **单片机**: 使用51单片机（AT89S51）。

- **继电器**: 用于控制风扇的通断，实现过热保护功能。

- **数码管**: 用于显示当前风速档位。

- **按键**: 三个独立按键用于选择不同的风类型，并调节风速档位。

- **蜂鸣器**: 用于在风扇运行时间过长时发出报警。

## 器件连接

- **按键连接**: 按键1、2、3分别连接到P1.5、P1.6、P1.7。

- **继电器**: 继电器控制引脚连接到P3.6。

- **数码管**: 段选引脚连接到P0，位选引脚连接到P2。

- **蜂鸣器**: 蜂鸣器控制引脚连接到P3.7。

## 设计原理

### 电路原理

风扇控制系统的电路设计中，主要部分包括按键输入、数码管显示、继电器控制和蜂鸣器报警。

- **按键输入**: 三个按键用于选择不同的风类型，并通过短按多次实现风速档位的调节。

- **数码管显示**: 数码管用于显示当前的风速档位。通过定时器中断刷新显示内容。

- **继电器控制**: 通过继电器实现风扇的开关控制，定时器中断用于实现过热保护功能，即风扇运行一段时间后暂停10秒。

- **蜂鸣器报警**: 当风扇连续运行时间超过设定值时，蜂鸣器发出报警提示用户。

### 程序原理

程序主要包括以下几个模块：

1. **按键扫描**: 检测按键状态，根据按键次数调节风速档位。

2. **定时器中断**: 通过定时器中断实现PWM控制风扇速度、刷新数码管显示和过热保护功能。

3. **风速调节**: 根据按键选择和档位调整PWM占空比，实现不同风速控制。

4. **过热保护**: 通过定时器中断计时，控制继电器实现风扇的定时暂停功能。

5. **报警提示**: 通过定时器中断计时，当风扇连续运行时间过长时触发蜂鸣器报警。

## 程序设计

### 按键扫描

按键扫描函数 `KeySscan` 用于检测按键状态，返回相应的按键编号。

```c
unsigned char KeySscan(void) {
    if (key_01 == 0) {
        delay_ms_key(10);
        if (key_01 == 0) {
            while (key_01 == 0);
            return 1;
        }
    }
    if (key_02 == 0) {
        delay_ms_key(10);
        if (key_02 == 0) {
            while (key_02 == 0);
            return 2;
        }
    }
    if (key_03 == 0) {
        delay_ms_key(10);
        if (key_03 == 0) {
            while (key_03 == 0);
            return 3;
        }
    }
    return 0;
}
```

### 定时器初始化

定时器1和定时器0的初始化设置用于生成PWM波形和计时。

```c
void init_timer1(void) {
    TMOD |= 0x10; // 定时器1为工作方式1 16bit
    TH1 = (65536 - 500) / 256;
    TL1 = (65536 - 500) % 256;
    ET1 = 1; // 开定时器1中断
    TR1 = 1; // 开定时器
    EA = 1; // 开总开关
    TMOD |= 0x01;
    TH0 = (65536 - 4000) / 256;
    TL0 = (65536 - 4000) % 256;
    EA = 1;
    ET0 = 1;
    TR0 = 1;
}
```

### 风速调节

根据按键选择和档位调整PWM占空比，实现不同风速控制。

```c
void main() {
    u8 key;
    u8 fengli = 1;
    RELAY = 1; // 打开风扇
    BEEP = 1; // 关闭蜂鸣器
    init_timer1();
    ENA_PWM_data = fengli * 7;
    seg_disp[2] = fengli / 10;
    seg_disp[3] = fengli % 10;
    while (1) {
        key = KeySscan();
        if (key != 0) {
            if (key == 1) {
                if (fengli <= 4) {
                    fengli++;
                    if (fengli > 4) {
                        fengli = 1;
                    }
                } else {
                    fengli = 1;
                }
            } else if (key == 2) {
                if ((fengli <= 8) && (fengli >= 5)) {
                    fengli++;
                    if (fengli > 8) {
                        fengli = 5;
                    }
                } else {
                    fengli = 5;
                }
            } else if (key == 3) {
                if (fengli >= 9) {
                    fengli++;
                    if (fengli > 12) {
                        fengli = 9;
                    }
                } else {
                    fengli = 9;
                }
            }
            ENA_PWM_data = fengli * 7;
            seg_disp[2] = fengli / 10;
            seg_disp[3] = fengli % 10;
        }
    }
}
```

### 定时器中断服务程序

定时器1的中断服务程序用于生成PWM波形控制风速。

```c
void timer1_server(void) interrupt 3 {
    TH1 = (65536 - 500) / 256;
    TL1 = (65536 - 500) % 256;
    pwm_count++;
    if (pwm_count == 100) {
        pwm_count = 0;
        ENA = 1;
    }
    if (ENA_PWM_data == pwm_count) {
        ENA = 0;
    }
}
```

### 过热保护和报警提示

通过定时器中断实现过热保护功能和报警提示。

```c
void T1_time() interrupt 1 {
    TH0 = (65536 - 4000) / 256;
    TL0 = (65536 - 4000) % 256;
    jishi++;
    if (jishi == 250) {
        jishi = 0;
        if (ifg == 1) {
            guanbi_time++;
            if (guanbi_time == 10) {
                ifg = 0;
                RELAY = 1;
                guanbi_time = 0;
            }
        } else {
            time_sec++;
            if (time_sec == 15) {
                ifg = 1;
                RELAY = 0;
                time_sec = 0;
            }
        }
        all_time_sec++;
        if (all_time_sec > 30) {
            BEEP = 0;
        }
    }
    jishua = (jishua + 1) % 12;
    P0 = ~0x00;
    if (jishua == 0) {
        P2 = 0x01;
        P0 = ~LEDData[seg_disp[0]];
    } else if (jishua == 1) {
        P2 = 0x02;
        P0 = ~LEDData[seg_disp[1]];
    } else if (jishua == 2) {
        P2 = 0x04;
        P0 = ~LEDData[seg_disp[2]];
    } else if (jishua == 3) {
        P2 = 0x08;
        P0 = ~LEDData[seg_disp[3]];
    }
}
```

## 总结

本实验通过设计风扇模拟控制系统，学习了51单片机的基本操作，掌握了按键扫描、PWM控制、定时器中断、数码管显示和继电器控制等技术。通过实现不同类型的风速控制、过热保护和报警提示功能，增强了对单片机应用开发的理解和实践

## 代码资源


```bash
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```