炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统

PCB

炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统（十一指尖的思绪之程序篇）

具体PCB说明见
非常感谢各位大大，小弟终于做出了第一块PCB。分享一下

前段时间接手了一个项目，所以DIY的进程有些停滞。实际编写的程序并没有多长时间，得益于Keil这个强大的IDE。能在第一次做51开发的时候，如此顺利的完成代码。

不多说废话了，说明下代码的具体思路。具体思路根据（六控制系统原理图）进行拆分。分为温度显示部分、指示灯、温度获取和继电器操控部分。

LEDDisplay.c          --- 温度显示模块
PilotLamp.c          --- 指示灯控制模块
Temperature.c
12b20Temperature.asm --- 温度读取模块
Relays.c             --- 继电器控制部分

系统主要控制的指数
1、读取温度的间隔时间
2、在调整温度的时候显示制冷控制温度时间。
3、当达到制冷温度设定值时，关闭或开启控制器一个缓冲量。防止在阀值的时候出现上下跳变问题。
4、控制调整温度的调节范围和调节量

开发中的主要阻力还是来至于温控IC。18B20的时序操作非常严格。如果要自己写调试太耗时间。因此直接从前辈取材，汇编是控制时序是最精确的，在网上找到的很多代码基本也是以汇编为主。我的代码是从杜洋老师已调整好读写时序的汇编代码改编而来。做了些小改动，把温度的精度提高到0.06°C。

另外一个让人抓狂的问题，没能找到根源解决。汇编和C混合开发中，变量的存储地址出现混乱。主程序部分的变量被汇编中的地址操作覆写，导致变量值被冲掉。不知道动了哪根筋，原来木问题后来才有这个问题。  -_-!!哭啊~~ 只能用一个方式规避这个问题，把被覆写变量的地址改为bdata段地址。修改后暂未发现程序中其他变量被覆写的问题。

主控

PCB设计电路板

调试的效果图

详细的系统小弟就不贴了，可以直接看发在PCB版中的内容。

贴出第一次写51代码^^。小弟有一点开发经验，只是软硬结合的这种模式属于第一个。
--------------------------------

  1 #include
  2
  3 #include "Pins.h"
  4 #include "LEDDisplay.h"
  5 #include "Temperature.h"
  6 #include "Relays.h"
  7 #include "PilotLamp.h"
  8
  9 #define uchar unsigned char
10 #define uint unsigned int
11
12 // 获取温度的时间间隔
13 #define TEMPGETCOUNT             5000    // 温度读取间隔, 500ms 读一次温度，即1秒读2次温度。
14 #define CHANGINGCOUNT                   20000          // 温度调控状态时会显示调控温度值，最长显示时间。
15 #define CRItiCALCOUNTDOWN    5             // 温度下临界跳变阀值
16 #define CRITICALCOUNTUP          5          // 温度上临界跳变阀值
17 #define CRITICALCOUNTERR    3       // 温度错误，3次关闭
18 #define DEFAULTCRITICALTEMP 2500    // 默认跳变温度 25°C
19 #define VALIDTEMPERATURE_MAX  3000    // 最大有效温度 30°C
20 #define VALIDTEMPERATURE_MIN  2000    // 最小有效温度 20°C
21 #define TEMPERATURESPET    50       // 0.5 °C 温度调整步长
22
23
24 #define COOL_POWERALL    0xFF       // 全力运行
25 #define COOL_MALAISE       0x00       // 萎靡~~~~~ 哇咔咔~~~
26
27 #define KEYPRESS_LONG    200       // 按键长按计数，如一只按住不放
28 #define KEYPRESS_SHORT    15       // 短按计数
29
30
31 #define FOSC  1843200L
32 #define T1MS (65536-FOSC/12/1000)          // 计时器工作频率 12T状态
33
34
35 uint CriticalTempVal; // 临界温度，跳变温度
36 uint RealTempVal;    // 当前温度，获取一定次数时都
37 uint ChangeCount;          // 临界切换计数
38
39 uchar RelayVal;          // 继电器状态控制位从右到左 0x03（0000 0011）那么第一第二个继电器打开。
40 // 指示灯状态
41 // 第一位继电器工作状态，灯亮工作状态，灯灭停止制冷
42 // 第二位是否为自动模式
43 // 第三位温控器故障
44 // 0000 0111
45 uchar DirectLamp;
46 uchar bdata WorkStatus;
47 ***it InCritical          = WorkStatus ^ 0;             // 临界状态
48 ***it InWorking          = WorkStatus ^ 1;             // 工作状态
49 ***it InAuto                   = WorkStatus ^ 2;             // 自动模式
50 ***it InHandOn             = WorkStatus ^ 3;             // 手动打开状态
51 ***it CanReadTemp       = WorkStatus ^ 4;             // 是否允许读取温度
52 ***it InInitTemp          = WorkStatus ^ 5;             // 温度读取是否在初始状态，解决第一次读取出现85°C的问题
53 ***it InChangingTemp = WorkStatus ^ 6;             // 在温度调整中
54
55
56 // 温度读取时间间隔，减少18B20的读取次数，
57 // 目的是为数码管能获得比较高的刷新频率，提高显示亮度。
58 // 每次读取会有固定占用时间，能看出每次读取会有变暗的闪烁情况。
59 uint TempTimerSpace;
60
61 uint TempChangingStatusSpace;  // 温度调控状态中
62
63 void Init(void);
64 bit CanUpdateTemp(void);
65 void UpdateTemperature(void);
66 void ReadTemperature(void);
67 void UpdateStatus(void);
68 void InitTimer(void);
69 void SearchKeys(void);
70
71 unsigned int GetCriticalTemperature(void);
72 //void SaveCriticalTemperature(unsigned int);
73
74
75 // 按键
76 // 18 K3  17 K4  16 K5
77 ***it Key_Mode    = P1 ^ 1;
78 ***it Key_CTDown = P1 ^ 0;
79 ***it Key_CTUp    = P0 ^ 0;
80
81 //enum KeyType (TNone=0, KTMode=1, KTCTDown=2, KTCTUp=4);
82
83 uchar KeyCount;
84 uchar KeyTypeVal;
85
86 #define KEYTYPE_NONE       0 // 没有按键使用
87 #define KEYTYPE_MODE       1 // 按下模式切换状态
88 #define KEYTYPE_CTDOWN  2 // 按下温度切换状态
89 #define KEYTYPE_CTUP       4 // 按下温度切换状态
90
91
92 void main()
93 {
94 Init();
95    while(1){
96    if (CanReadTemp)
97          ReadTemperature();
98
99       SearchKeys();
100       UpdateStatus();
101       UpdateRelays(RelayVal);
102
103       if (!InChangingTemp)
104          DisplayTemperature(RealTempVal);
105       else
106          DisplayTemperature(CriticalTempVal);
107
108       DisplayPilotLamp(DirectLamp);
109 }
110 }
111
112 void Init(void){
113    WorkStatus = 0x00;
114    InAuto = 1;                   // 默认自动模式
115
116    KeyCount = 0;
117    KeyTypeVal = KEYTYPE_NONE;
118    RealTempVal = DEFAULTCRITICALTEMP;
119    CriticalTempVal = GetCriticalTemperature();
120
121 InitTimer();
122   InitPilotLamp();
123 InitView();
124 InitTemperature();
125 InitRealys();
126 }
127
128 void SearchKeys(void){
129    // 模式切换
130    if (Key_Mode == 0){
131       KeyTypeVal = KEYTYPE_MODE;
132       KeyCount++;
133 }
134
135    // 温控温度
136    if (Key_CTDown == 0) {
137       KeyTypeVal = KEYTYPE_CTDOWN;
138       KeyCount ++;
139
140    // 长按状态
141    if (KeyCount > KEYPRESS_LONG) {
142    KeyCount = 0;
143          if (CriticalTempVal > VALIDTEMPERATURE_MIN) {
144                TempChangingStatusSpace = CHANGINGCOUNT;
145                CriticalTempVal -= TEMPERATURESPET;
146          }
147 }
148 }
149
150    // 温控温度
151    if (Key_CTUp == 0) {
152       KeyTypeVal = KEYTYPE_CTUP;
153       KeyCount ++;
154
155    // 长按状态
156    if (KeyCount > KEYPRESS_LONG) {
157    KeyCount = 0;
158          if (CriticalTempVal < VALIDTEMPERATURE_MAX){
159                TempChangingStatusSpace = CHANGINGCOUNT;
160                CriticalTempVal += TEMPERATURESPET;
161          }
162 }
163 }
164
165    if (KeyCount > KEYPRESS_SHORT){
166       if (Key_Mode == 1 && KeyTypeVal == KEYTYPE_MODE){
167          KeyTypeVal = KEYTYPE_NONE;
168          KeyCount = 0;
169          if (InAuto){
170                InAuto = 0;
171                InHandOn = 1;
172          }
173          else {
174                if (InHandOn)
175                   InHandOn = 0;
176                else
177                   InAuto = 1;
178          }
179       }
180
181       if (Key_CTDown == 1 && KeyTypeVal == KEYTYPE_CTDOWN){
182          KeyTypeVal = KEYTYPE_NONE;
183          KeyCount = 0;
184          if (CriticalTempVal > VALIDTEMPERATURE_MIN) {
185                CriticalTempVal -= TEMPERATURESPET;
186                TempChangingStatusSpace = CHANGINGCOUNT;
187          }
188       }
189
190       if (Key_CTUp == 1 && KeyTypeVal == KEYTYPE_CTUP){
191          KeyTypeVal = KEYTYPE_NONE;
192          KeyCount = 0;
193          if (CriticalTempVal < VALIDTEMPERATURE_MAX) {
194                TempChangingStatusSpace = CHANGINGCOUNT;
195                CriticalTempVal += TEMPERATURESPET;
196          }
197       }
198 }
199 }
200
201
202 void ReadTemperature(void){
203    unsigned int Val;
204
205    Val = GetTemperature();
206
207    // 18B20有个特殊问题，第一次读取会出现 85°C
208    if (InInitTemp && Val == 8500){
209       CanReadTemp = 1;
210       return;
211 }
212
213    RealTempVal = Val;
214 CanReadTemp = 0;
215    InInitTemp = 0;
216 //
217 // 对于临界温度，需要特殊处理。
218 // 防止温控在临界时频繁跳变，当在临界一侧温度超缓冲量时才允许跳转模式。
219 // 当温控探头无效时优先处理
220 //
221    // 如果温控探头被拔出，再次插入的时候会出现 85°C的错误情况
222    // 只要温度读取错误，那么就认为温控探头是被拔出状态。
223    //
224 if (RealTempVal == VAL_ERRTEMPERATURE){
225       InInitTemp = 1;
226    if (InCritical)
227    ChangeCount--;
228    else {
229    InCritical = 1;
230    ChangeCount = CRITICALCOUNTERR;
231 }
232   }
233 else if (InWorking) {
234       if (RealTempVal < CriticalTempVal){
235          if (InCritical)
236             ChangeCount--;
237          else {
238                InCritical = 1;
239                ChangeCount = CRITICALCOUNTDOWN;
240          }
241 }
242       else {
243          InCritical = 0;
244    ChangeCount = 0;
245 }
246 }
247    else {
248       if (RealTempVal > CriticalTempVal){
249          if (InCritical)
250                ChangeCount --;
251          else {
252                InCritical = 1;
253                ChangeCount = CRITICALCOUNTUP;
254          }
255       }
256       else {
257          InCritical = 0;
258    ChangeCount = 0;
259 }
260 }
261
262 }
263
264
265 void InitTimer(void){
266    // 使用定时器1作为时间计数
267    TMOD  = 0x01;
268 TL0 = T1MS;
269 TH0 = T1MS >> 8;
270 TR0 = 1;
271 ET0 = 1;
272 EA = 1;
273
274    CanReadTemp = 0;
275    TempTimerSpace = TEMPGETCOUNT; // 第一次温度读取
276    InInitTemp = 1;                            // 温度处于初始状态，解决85°C问题
277    TempChangingStatusSpace = 0;    // 不在调温状态
278 }
279
280
281 void UpdateStatus(void){
282 //
283 // 温控临界跳变, 缓冲计数为零时跳变
284 //
285 //
286    if (InCritical && !ChangeCount){
287    InCritical = 0;
288    if ((RealTempVal != VAL_ERRTEMPERATURE) && (RealTempVal > CriticalTempVal))
289          InWorking = 1;
290    else
291          InWorking = 0;
292   }
293
294    // 是否在调温状态
295    if (TempChangingStatusSpace)
296       InChangingTemp = 1;
297    else
298       InChangingTemp = 0;
299
300 //
301 // 温控状态和手工状态
302 // 温控状态时根据是否工作状态判断，手动模式下通过是否强行开启判断继电器模式
303 //
304 if((InAuto && InWorking) || (!InAuto && InHandOn))
305    RelayVal = COOL_POWERALL;
306 else
307    RelayVal = COOL_MALAISE;
308
309 // 工作状态信息更新
310
311 if (RelayVal > 0)
312    DirectLamp = 1;
313 else
314    DirectLamp = 0;
315
316    if (InAuto)
317       DirectLamp |= 0x02;
318 }
319
320
321 unsigned int GetCriticalTemperature(void){
322 //todo :  这里的值需要从EEPROM中获取
323    return (DEFAULTCRITICALTEMP);
324 }
325 /*
326 void SaveCriticalTemperature(unsigned int Val){
327   //todo : 保存临界温度到EEPROM，防止停电丢失数据
328 }
329 */
330
331 void time0(void) interrupt 1{
332 // 时钟
333 TL0 = T1MS;
334 TH0 = T1MS >> 8;
335    TempTimerSpace--;
336    if (!TempTimerSpace){
337       CanReadTemp = 1;
338       TempTimerSpace = TEMPGETCOUNT;
339 }
340
341    if (TempChangingStatusSpace)
342       TempChangingStatusSpace--;
343 }

王记忆 · 2012-11-5 12:51:34

厉害啊啊

phone360 · 2012-11-9 21:21:26

嗯嗯，不错，谢谢分享

h1654155800.4813 · 2012-11-12 20:25:34

牛啊！

h1708587249.2806 · 2012-11-18 11:11:14

最近刚准备做一个温控的，收藏了

黄俊 · 2012-11-18 22:19:37

guolei · 2012-11-19 18:30:49

学习{:soso_e100:}

lkmfy512 · 2012-11-19 19:04:28

在学习...

陈晓映 · 2012-11-19 20:06:40

{:soso_e113:}

戴晓辉 · 2012-11-20 10:06:16

太难了设计这个用到很多方面的知识比如自动控制原理及传感器原理，汇编程序等，楼主你太牛叉了

Stone_up · 2012-11-20 10:33:27

后面的汇编看不懂啊。呵呵，很好啊

vikey_zhu · 2012-11-20 14:27:53

{:soso_e179:}

王祎博 · 2012-11-20 18:25:35

看起来不错
感谢楼主分享
明年夏天之前做一个

2012-11-20 18:29:16

lulei · 2012-11-20 20:36:08

顶顶顶顶顶顶

guyue · 2012-11-20 22:50:23

论坛牛人总是很多啊学习了

黄涌 · 2012-11-20 23:11:13

李哲 · 2012-11-21 11:27:38

楼主辛苦……

dpj19930606 · 2012-11-21 22:58:51

msg952888 · 2012-11-21 23:51:04

真能折腾

ciaczxh · 2012-11-22 08:57:28

好东西

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