一.硬件方案
本设计主要以51单片机系统进行温度采集与控制；温度信号由数字温度传感器DS18B20采集，主控器主动获取传感器温度值，通过PID算法，与设置温度进行计算，输出继电器的控制状态，并在LCD显示屏进行显示。
主要由51单片机+最小系统+LCD1602液晶显示模块+DS18B20温度传感器+继电器电路+蜂鸣器模块+LED指示灯模块+按键模块；如图：
二.设计功能
（1）采用PID控制算法，对水温进行实时控制；
（2）设定容器内水的温度在：水温–90°；自动平衡，容器内水温误差0.5°；
（3）PID算法容器内水温上升或下降10°时间不超过10min；
（4）设有三个按键，1为复位按键，2为目标水温的加，3为目标水温的减；
三.设计原理图
（1）原理图主要采用AD软件进行设计,如图：
（2）PCB图如下：
四.软件设计
主程序源码
void main()//主函数
{
init();//初始化函数
pid_init (&temp_PID);
InitTimer0();
temp_PID.Proportion =120; // Set PID Coefficients
temp_PID.Integral =5;
temp_PID.Derivative =2;
while(1)
{
temp_control();//控制按键函数
if(time_value<PWM) { heatting=1;beep=1;LED1=0;LED2=1;}else { heatting=0;beep=0;LED1=1;LED2=0;}
if(time_value==30)
{
display_real_tenp(temp_m1);
}//显示函数
if(time_value==60) temp_m=unnormal_proccessing(temp_m1);//温度转换函数*100
if(time_value==100)
{
if(set_temp-temp_m>250)
{
PWM=PWM_MAX;
}
else
{
PWM_I=pid_calc(&temp_PID,temp_m);
PWM =PWM_I ;
if( PWM>=100)PWM=100;
else if(PWM<=PWM_MIN) PWM=PWM_MIN;
}
}
if(time_value==120)
{ PWM_P=PWM/2;
LcdWriteCom(0x80+0X40+0x0C);
LcdWriteData('0'+PWM_P/100);
LcdWriteCom(0x80+0X40+0x0D);
LcdWriteData('0'+PWM_P%100/10);
LcdWriteCom(0x80+0X40+0x0E);
LcdWriteData('0'+PWM_P%10);
}
}
}
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