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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。


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# 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



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# 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

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# 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
```

51单片机 Proteus仿真 电风扇模拟控制系统 自然风 睡眠风 常风

做了个比较叼的，数码管显示出年月日时分秒星期以及阴历的月份和日期。





按键可以修改年月日时分秒，星期几是根据年月日计算的，阴历也是计算出来的，不用按键修改。

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01859.jpeg)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01860.jpeg)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01861.jpeg)

# 实验报告：基于51单片机的数码管万年历电子时钟

## 一、实验背景

本实验旨在利用51单片机实现一个具备电子时钟功能的数码管万年历。系统能够显示公历、农历和星期，并通过按键实现时间和日期的调整。本实验涉及的主要芯片包括DS1302时钟芯片和74LS138译码器。

## 二、实验器件

- 51单片机（型号：STC89C52）

- DS1302时钟芯片

- 74LS138译码器

- 数码管

- 按键

- 电源模块

## 三、硬件连接

1. **DS1302连接：**

   - RST 接 P3.2

   - SCLK 接 P3.3

   - DATA 接 P3.4

2. **74LS138连接：**

   - A 接 P1.0

   - B 接 P1.1

   - C 接 P1.2

   - G1/G2/G3分别接P2.0/P2.1/P2.2

3. **按键连接：**

   - 按键1 接 P3.5

   - 按键2 接 P3.6

   - 按键3 接 P3.7

   - 按键4 接 P3.1

## 四、系统功能设计

### 1. 定时器初始化

定时器1被初始化为1ms的定时中断，用于驱动数码管显示。定时器中断服务程序中，每次中断都会选择下一个数码管并刷新显示内容。
```c
void initTimer1(void)
{
    TMOD = 0x10; // Timer1 mode 1
    TH1 = (65536 - 1000) / 256;
    TL1 = (65536 - 1000) % 256;
    EA = 1; // Enable global interrupts
    ET1 = 1; // Enable Timer1 interrupts
    TR1 = 1; // Start Timer1
}
```

### 2. 按键驱动

通过扫描按键的电平变化检测按键按下情况，使用简单的延时去抖动。按键检测函数返回按键编号。
```c
unsigned char KeySscan(void)
{
    if (key_01 == 0)
    {
        delay_ms_key(10);
        if (key_01 == 0)
        {
            while (key_01 == 0);
            return 1;
        }
    }
    // 类似的代码检测key_02, key_03, key_04
    return 0;
}
```

### 3. 74LS138译码器

使用74LS138译码器选择数码管，通过三位二进制输入控制选择一位数码管。
```c
void selectOne7Seg(uchar segW)
{
    if (segW <= 8)
    {
        segW = segW - 1;
        LS1 = 1; LS2 = 0; LS3 = 0;
        AA = segW & 0x01;
        BB = segW & 0x02;
        CC = segW & 0x04;
    }
    // 类似的代码选择其他数码管
}
```

### 4. DS1302时钟芯片

DS1302用于存储和读取时间信息，通过SPI协议进行通信。初始化和读取时间的函数如下：
```c
void Ds1302Init()
{
    uchar n;
    WriteSet1302(0x8E, 0x00); // Disable write protection
    for (n = 0; n < 7; n++)
    {
        WriteSet1302(WRITE_RTC_ADDR[n], TIME[n]);
    }
    WriteSet1302(0x8E, 0x80); // Enable write protection
}
void Ds1302ReadTime()
{
    uchar n;
    for (n = 0; n < 7; n++)
    {
        TIME[n] = ReadSet1302(READ_RTC_ADDR[n]);
    }
}
```

### 5. 时间显示

通过读取DS1302中的时间数据，并转换为数码管可显示的格式，按一定的刷新频率在数码管上显示时间信息。
```c
void ALL_Display(void)
{
    static char miaoa;
    if (display_mode_alarm_page == 0)
    {
        if (miaoa != TIME[0])
        {
            miaoa = TIME[0];
            display_time_page0(0); // Normal display
        }
    }
    else
    {
        display_time_page0(1); // Setting mode display
    }
}
```

### 6. 按键设置

通过按键调整时间和日期，并更新到DS1302中保存。
```c
void DoUserKey(unsigned char key)
{
    uchar map[] = { 6, 4, 3, 2, 1, 0 };
    if (key == 1)
    {
        display_mode_alarm_page = (display_mode_alarm_page + 1) % 7;
    }
    else if (key == 2)
    {
        TIME[map[display_mode_alarm_page - 1]]++;
        shiti_Limit(TIME);
        Ds1302Init();
    }
    else if (key == 3)
    {
        TIME[map[display_mode_alarm_page - 1]]--;
        shiti_Limit(TIME);
        Ds1302Init();
    }
    else if (key == 4)
    {
        display_mode_alarm_page = 0;
    }
}
```

## 五、实验总结

本实验通过51单片机驱动数码管实现了一个具备显示公历、农历和星期功能的万年历电子时钟。系统可以通过按键调整时间和日期，并实时更新显示。DS1302时钟芯片提供了稳定的时间数据存储和读取功能，74LS138译码器则简化了数码管的驱动设计。本实验验证了硬件与软件结合设计电子时钟的可行性，具有一定的参考价值。

## 代码资源

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

51单片机 Proteus仿真 数码管 万年历 电子时钟 阴历阳历 星期 DS1302 修改时间

自动模式下，根据环境光强来调节PWM占空比，让小灯亮度改变。





手动模式下，可以自己设置红灯暖光灯的PWM占空比，使得暖色调改变。

手动模式下，可以自己设置黄灯冷光灯的PWM占空比，使得冷色调改变。

任意模式下，都可以修改为倒计时模式，倒计时结束后，两小灯都关闭。

设置倒计时后，倒计时结束那么PWM占空比为0，小灯都关闭。

自动模式：

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01863.gif)

倒计时结束：

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01864.gif)

程序逻辑：

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01865.png)

读取ADC0832光敏电阻：

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01866.png)

```c
/************端口定义********************/
sbit CS = P1 ^ 0;       /* ADC0832片选 */
sbit CLK = P1 ^ 1;       /* ADC0832时钟 */
sbit DIO = P1 ^ 2;       /* ADC0832输入输出 */
/*****************************************/
/********ADC0832的A/D转换程序************************/
unsigned char Get_AD_Result( unsigned char ch )
{
 unsigned char i, dat1 = 0, dat2 = 0;
 CS = 0; _nop_(); _nop_();          /* 片选使能，低电平有效 */
 CLK = 0; _nop_(); _nop_();          /* 芯片时钟输入 */
 DIO = 1; _nop_(); _nop_();
 CLK = 1; _nop_(); _nop_();
 /*
  * 第1个下降沿之前，设DI=1/0
  * 择单端/差分(SGL/DIF)模式中的单端输入模式
  */
 CLK = 0; DIO = 1; _nop_(); _nop_();
 CLK = 1;         _nop_(); _nop_();
 /* 第2个下降沿之前,设置DI=0/1,选择CHO/CH1 */
 CLK = 0;
 if ( ch == 0 )
  DIO = 0;        /* 通道0 内部电压测试 */
 else DIO = 1;           /* 通道1 */
 _nop_(); _nop_();
 CLK = 1;   _nop_(); _nop_();
 /* 第3个下降沿之前,设置DI=1 */
 CLK = 0; DIO = 1; _nop_(); _nop_();
 /* 第4-11个下降沿读数据(MSB->LSB) */
 for ( i = 0; i < 8; i++ )
 {
  CLK = 1; _nop_(); _nop_();
  CLK = 0; _nop_(); _nop_();
  dat1 = dat1 << 1 | DIO;
 }
 /* 第11-18个下降沿读数据(LSB->MSB) */
 for ( i = 0; i < 8; i++ )
 {
  CLK = 1; _nop_(); _nop_();
  CLK = 0; _nop_(); _nop_();
  dat2 = dat2 << ( (unsigned char) (DIO) << i);
 }
 CS = 1; /* 取消片选一个周期结束 */
 /* 如果MSB->LSB和LSB->MSB读取的结果相同,则返回读取的结果,否则返回0 */
 return(dat1);
/* return (dat1 == dat2) ? dat1:0;//取消校验 */
}
```

代码
```css
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

51单片机 Proteus仿真 智能台灯 调色光 倒计时 光强感应 光敏电阻

> /*





PID的参数设置可以参照以下来进行:

     参数整定找最佳，从小到大顺序查;

  先是比例后积分，最后再把微分加;

  曲线振荡很频繁，比例度盘要放大;

  曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳;

  曲线偏离回复慢，积分时间往下降;

  曲线波动周期长，积分时间再加长;

  曲线振荡频率快，先把微分降下来;

  动差大来波动慢。微分时间应加长;

  理想曲线两个波，前高后低4比1　;

  一看二调多分析，调节质量不会低;

*/

proteus仿真：

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01867.gif)

PID细节程序：

```c
void PIDControl()        //pid偏差计算
{
 e=SpeedSet-num;
 duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2));  
 uk=uk1+duk;
 out=(int)uk;
 if(out>1000)
 {
  out=1000;
 }
 else if(out<0)
 {
  out=0;
 }
 uk1=uk;
 e2=e1;
 e1=e;
 PWMTime=out;
}
```

原理图：

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01868.png)

原件清单：

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01869.png)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01870.png)

代码资源：

```
https://qq742971636.blog.csdn.net/article/details/139604313
```

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

51单片机 Proteus仿真 PID 电机转速调节 PWM 风扇转速调节

三个按键对应三个风扇档位，档位越高PWM占空比越高，风扇转速越快。





电源按键可以打开或者关闭风扇。

定时加可以一次加一分钟，定时减可以一次减一分钟，倒计时完毕后风扇关闭。

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01871.gif)

51单片机 Proteus仿真 数码管风扇PWM 定时

1 显示重量，显示重量报警上限值和下限值





2 按键设置重量报警上限值和下限值

3 没在范围内就报警

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01872.gif)

代码看这里：

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



内容包括：


![在这里插入图片描述](/static/img/images/01873.png)