H40 基于 51 单片机做微波炉控制器：DS18B20 测温、LCD1602 显示带正负号与两位小数，四个按键设定 0~10 分钟时长和 20/30/50℃ 三档温度，启动后必须到温才开始累计时间，到点自动停机闪灯响铃，附 Keil 程序、Proteus 仿真与设计报告。
01 设计任务
功能介绍：
使用51单片机设计一个微波炉控制器，DS18B20 测温 + LCD1602 显示 + 四键操作，要求如下：
1、温度实时显示：LCD 第二行显示当前温度，带正负号和两位小数（如 +25.00℃），后面跟已运行时间 0min；
2、设定时间：按"设置时间"键循环加，0~10 分钟循环，第一行显示 S1: 1min；
3、设定温度：按"设置温度"键在 20℃ / 30℃ / 50℃ 三档之间循环，显示 S2:20℃；
4、启动与完成：按"启动"键开始，绿灯亮；只有实际温度达到设定温度后，时间才开始累计；到达设定时长自动停机，红灯闪烁 + 蜂鸣器响，按"清零或停止"解除；
5、温度滤波：连续三次采样值相同时才采用，读数不跳。
特别注意：这份程序有一个别处都没出现过的逻辑——"到温才开始计时"。看这句：
每一拍先拿当前温度和设定温度相比，达标后才去比对已运行时长，时长够了就把完成标志置位、同时清掉启动标志；温度没达标，已运行时长立刻清零，等下一拍重新判断。
加热设备从冷启动到设定温度需要时间（预热），这段预热时间不能算进烹饪时长——否则你设 5 分钟，实际只有 3 分钟在真正加热。所以程序在"没到温"的时候把 Run_time 反复清零，直到温度上去才开始数。这就是工业控制里说的"条件满足才计时"，也是这一篇最值得学的一句逻辑。
02 硬件：四键 + 双灯 + 一测温
整机结构比前几篇清楚得多，器件功能一目了然：
| 器件 | 引脚 | 作用 |
| DS18B20（DQ） | P2.5 | 测温，4.7K 上拉到 +5V |
| LCD1602 | 数据 P0（配 RP 10K 排阻）、RS/RW/E 接 P2 口 | 显示温度、时间、设定值 |
| K1 设置时间 | P1.0 | 循环加 0~10 分钟 |
| K2 设置温度 | P1.1 | 20/30/50℃ 三档循环 |
| K3 启动 | P1.2 | 开始工作 |
| K4 清零或停止 | P1.3 | 停机、解除报警 |
| 绿灯 LED_GREEN | P1.7 | 运行指示（运行中亮） |
| 红灯 LED_RED | P2.7 | 报警指示（完成时闪烁） |
| 蜂鸣器 | P2.6 | 经 PNP 三极管驱动，低电平响 |
两个硬件细节：
一是蜂鸣器和红灯都是"低有效"。BUZZ=0 才响，LED_RED=~LED_RED 取反闪烁——51 的 IO 默认上电是高电平，直连 PNP 基极时"高=关"，所以程序里初始 BUZZ=1 就是关。这类极性判断不用记，看原理图上管子类型就行：PNP 基极低电平导通，NPN 基极高电平导通。
二是 P0 口必须上拉。 LCD 数据口接 P0，配上 10K 排阻——P0 是开漏结构，不接上拉输出不了高电平，屏幕会一片空白。这个坑在 H33、H39 都提过，只要是用 P0 驱动外设，先看有没有上拉。
03 三档温度、十一档时间：设定怎么循环
微波炉的设定交互讲究"简单"——不用数字键盘，按一下就切下一档，闭着眼睛也能操作。程序用了两个循环计数器：
时间：0~10 分钟循环
按下设置时间键先把设定分钟加一，加过 10 就回到 0；随后按当前是几位数分别刷新显示。
这里有个很实在的界面处理：个位数时先写一个空格再写数字，两位数时直接从第 3 列写。因为 LCD_Print_num 会消前导零，10 只占 2 个字符、5 只占 1 个字符——如果不补空格，从 1 切到 1 0 时会残留一个字符（10 显示成 100，或者 1min 和 10min 混着显示）。
定长显示 + 补空格，是字符型 LCD 刷新的通用解法（H39 用的是补零，这里是补空格，思路一样）。
温度：三档循环
每按一次，索引值加一，超过 2 就归零，三个档位循环往复。
用一个 0/1/2 的索引去映射三档温度，而不是直接对温度值做加减——好处是档位之间跳跃不需要考虑步长（20→30 是 +10，30→50 是 +20）。想让档位变成 20/40/60？只改映射表就行，索引逻辑不动。这就是"值表 + 索引"的写法，和 H35 的五个设定项、H28 的段码表是同一个套路。
实际微波炉会有更多档（中低火/中火/中高火/高火），扩展时把索引上限和映射分支加长即可。
04 温度采集：三次相同才采用
温度采集放在 T1 中断里，大约 60ms 一次。采到之后不是直接用，而是先过一道"三取同"的滤波器：
中断里用一个长度三的缓冲加一个下标轮着存整数温度，攒满三拍才开始比较；比对通过就把这个值写进当前温度、置起刷新标志，然后下标归零、重新攒。
连续三个采样值完全相等，才承认这个温度。这跟 H38 的"连续 4 次不同才更新"正好相反方向——一个防"抖动"，一个防"跳变"，本质都是要求数据稳定才让它影响显示和控制。
为什么这里必须稳？因为 Real_Tempurature 是要参与开关判断的：如果温度在 29℃/30℃ 之间来回跳，而设定值是 30℃，程序会不停地"到温→不到温→清零 Run_time→重新计时"，运行时间永远攒不起来，微波炉永远不结束。用滤波把临界抖动镇住，控制逻辑才不会被噪声带跑。
05 显示与比较分离：ASCII 缓冲 vs 整数变量
这份程序有个很聪明的设计：温度同时存在两份。
· TempBuffer1[]：ASCII 字符缓冲，给 LCD 用，格式是 符号 + 百位 + 十位 + 个位 + . + 十分位 + 百分位 + ℃，比如 +25.00℃；
· Real_Tempurature：整数变量，给比较用，只取整数部分（25）。
Covert_tempurature() 先把 DS18B20 的原始值翻译成 ASCII 填进缓冲，然后再从 ASCII 反算出整数给比较用：
转换时先看百位是不是被消隐标记占着：是就只取十位和个位凑成两位数，否则把百位、十位、个位一起取，逐位换算成数字拼成一个整数存进采样缓冲。
减 0x30 就是 ASCII 转数字（「5」-「0」=5），这套动作在 H31 的数码管显示里反向用过（数字 + 0x30 变 ASCII）。
为什么不一开始就算整数？ 因为显示需要两位小数、需要正负号、需要百位消隐，这套格式化逻辑跟"整数比较"完全是两回事。让显示归显示、判断归判断，中间用一份 ASCII 缓冲做媒介——代码是长了一点，但改显示格式不会影响控制逻辑，改比较精度也不会碰坏显示。
顺便说个技巧：百位消隐用 0xfe 当标记。if(TempBuffer1[1]==0x30) TempBuffer1[1]=0xfe;——把不该显示的"0"改成一个 LCD 上不可见的字符，后面判断"是不是三位数"就靠 ==0xfe。用一个魔法值当"空位标记"，是嵌入式里省标志变量的常用做法（H37 用下标 16 当负号、H38 用 17 当熄灭，都是一个思路）。不过 0xfe 在标准 1602 字库里并不是"空白"，某些屏上会显示成一个怪字符——想保险就用 0x20（空格）。
06 双定时器与"只刷变化的部分"
TMOD = 0x11 把两个定时器都设成方式 1（16 位），各管一摊：
· T0：计时。50ms 中断，20 次 = 1 秒，60 次 = 1 分钟，Run_time++；
· T1：测温。约 60ms 一次，读 DS18B20 → 转换 → 滤波。
T0 每进一次中断，先判断启动标志，运行中才往下累加秒计数，满 20 次让运行分钟数加一；没启动就把秒计数清零，免得下次启动时带着上一轮的残留。
没启动时清 temp_time，不光是省电——如果不清楚，下次启动时残留的秒计数会让第一次"1 分钟"变得不准（H27 抢答器的软件时钟也踩过这个点）。
LCD 刷新则做了增量更新，只刷变化的部分：
主循环拿当前运行分钟和一个影子变量比，只有不相等才更新影子变量并把新分钟数写到第 10 列；温度那边等滤波标志置起，清掉标志后才把整行缓冲刷上屏。
为什么不能每轮都刷？ 1602 一次写字符要好几十微秒，整屏重写几十毫秒——主循环里每轮都刷，按键响应会变迟钝，屏幕还会轻微闪。"数据没变就不刷"是做 LCD 界面的第一性能纪律，比什么优化都管用。
同时这也解释了 Lvbo_flag 的另一个作用：它让"刷新"这件事跟着"数据可信"走——滤波没通过的中间值，根本不会上屏。
07 排错清单
1、LCD 全黑/全白无字符：先查 P0 排阻上拉有没有接（P0 开漏），再查 1602 的 VEE 对比度电位器——两个都不接就是白屏；
2、温度一直显示 +125.00℃：TempBuffer1 的初值就是这样（源码里写死了一串占位字符），如果一直不刷新，说明 T1 中断没进或者 DS18B20 没应答。查 DQ（P2.5）接线和 4.7K 上拉；
3、按启动后时间不走：正常现象——没到设定温度前时间是被反复清零的（见 01 节）。想看时间走，把设定温度调到低于当前温度（比如 20℃）立刻就能验证；
4、时间到不停机/一直闪灯：Finsh_flag 置位后程序仍在循环闪灯响铃，必须按"清零或停止"才解除——这是设计行为，不是死机；
5、温度跳变导致时间反复清零：Real_Tempurature 在设定值附近抖动。检查温度滤波是否生效（三次相等），或者把设定温度调离当前温度几度再试；
6、设定时间显示错位（1min 变成 10min 残留）：个位数补空格的逻辑没了，见 03 节；
7、源码几处注释与实际不符，看代码别看注释：① uchar TH=110,TL=-20; 注释写"上限-22,下限-24"，实际是 110℃ / -20℃（-20 存进 uchar 是补码 0xEC）；② Time_Init() 里 T0 装的是 10ms、T1 装的是 50ms，而两个中断里重装的却是 50ms 和 60ms——初值与重装值不一致，第一次中断的时间会偏（H36 也有同款问题，改法：把初值和重装值统一）；③ TempBuffer1 初值注释写"+125.00C"，实际字符串是 +122.20℃。
08 总结
这份程序最值钱的不是显示，也不是测温——那些前面几篇都练过了——而是"到温才计时"这一行逻辑。它代表了一类工业控制思路：动作的触发条件不止一个（既要温度到、又要时间到），而且条件之间还有先后（先升温、后计时）。
整段逻辑可以压成一条链：以「启动」为起点、以「执行完成动作」为终点，中间反复判断条件 A，不满足就一直等着、等待期间顺便把 B 清零，一旦满足才开始累计 B，B 到目标值就执行完成动作。
微波炉、烤箱、恒温箱、电热水器、充电器的"恒流→恒压"切换，全是这个结构。以后遇到"两个条件都要满足才结束"的题，先想想是不是"到 A 才开始数 B"。
下一步该进通讯了——串口怎么让两台单片机说话，H41、H42 见。
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09 文件日期修改
如果你想把文件修改为最新的日期，又不想新建工程，那么你可以参考下面的文章。
"如何不打开程序的情况下更改proteus和keil程序的日期？"
工具和仿真文件在一起，见下面的下载链接。
10 资料下载
全套资料包含 Keil 工程（C 语言源码 + hex 文件）、Proteus 仿真工程、设计报告、程序流程图、讲解视频，以及编译截图和仿真截图。下载后可直接打开运行，也可用于课程设计、毕业设计参考。
也可以关注公众号「单片机仿真」，回复 H40 获取下载入口。公众号内还有 A / T / H 全系列 400 多个单片机仿真实例，回复「目录」可查看完整清单。
