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 }

王东方 · 2013-1-16 10:48:54

还没有达到这个水平！！

守璧人 · 2013-1-16 10:50:44

以为水冷系统是用水的

fpack · 2013-1-17 09:03:31

那个水冷是用制冷片的，风扇给制冷片降温的。电子制冷饮水机类似。

2013-1-17 10:58:26

じ☆ve_... · 2013-1-17 22:25:09

李斌 · 2013-1-18 11:50:59

有创意~~~~~~

陈嘉 · 2013-1-18 13:58:50

厉害~

90後～忍耐 · 2013-1-18 15:00:47

楼主，好样的

杨家剑 · 2013-1-19 04:58:05

真的是水冷系统吗？

姜小文 · 2013-1-19 07:07:23

郑居烽 · 2013-1-19 08:29:10

学习下。。。。。。。。。。。。。。

袁云 · 2013-1-19 15:07:57

lukys · 2013-1-20 17:00:53

强人

张彬 · 2013-1-21 22:27:51

厉害！

爱到尽头是疼 · 2013-1-21 23:05:48

厉害

ksd · 2013-1-22 10:30:39

高手设计，PCB板设计的真漂亮。

qwer2006 · 2013-1-23 13:55:25

谢谢分享!

1653052650.317000 · 2013-1-23 16:08:26

感谢分享

lyellyu · 2013-1-23 16:54:31

谢谢分享

2013-1-25 21:18:48

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