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單片機孵化環境溫濕度監控系統程序設計

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ID:546095 發表于 2019-5-24 09:26 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
/*
實驗說明：
    根據自己使用的LCD1602是否帶有轉接板，如果帶有轉接板的即為4位，需在LCD.H頭文件中
    將宏#define LCD1602_4PINS打開，我們這里使用的LCD1602是8位，所以默認將該宏注釋。
實驗接線：
    LCD1602液晶模塊-->單片機管腳
    參考LCD1602液晶顯示實驗接線（開發攻略內在對應的實驗章節內實驗現象有接線說明）
    DHT11溫濕度傳感器模塊-->單片機管腳
    使用杜邦線將DHT11模塊數據口與單片機P32口連接，模塊的電源和地也要與開發板電源和地連接
    DS18B20溫度傳感器模塊-->單片機管腳
    參考DS18B20溫度傳感器實驗接線
    J14-->P37
    獨立按鍵模塊-->單片機管腳
    K1-->P33
    K2-->P21
    K3-->P22
    LED燈模塊-->單片機管腳
    D1-->P35
    D2-->P36

實驗現象：
    首先檢測DHT11是否連接成功，如果沒有連接好，則LCD1602上顯示ERROR。通過按鍵K1可對溫濕度閥值進行設定
    按下一次K1，進入溫度上限設定，再按下K1一次，進入溫度下限設定，再按下一次K1，進入濕度上限設定，
    再按下一次K1，進入濕度下限設定，再按下一次K1，退出模式選擇，進入正常溫濕度采集狀態。
    選擇好要設定的模式，然后通過K2和K3進行數值加減。當采集的溫度或者濕度高于設定上限值，降溫濕指示燈D1
    亮，當采集的溫度或者濕度低于設定下限值，升溫濕指示燈D2亮，溫濕度正常范圍內，D1和D2指示燈不亮。
*/

單片機源程序如下:
  1. #include<reg51.h>
  2. #include "intrins.h"
  3. #include"lcd.h"
  4. typedef unsigned char uint8;
  5. typedef unsigned int uint16;


  8. sbit k1=P3^3; //模式
  9. sbit k2=P2^1; //加
  10. sbit k3=P2^2; //減

  12. sbit DHT11_DQ_OUT=P3^2;
  13. sbit led1=P3^5;
  14. sbit led2=P3^6;

  16. sbit dq=P3^7;

  18. uint8 mode=0,xian;
  19. char temph=50,templ=20;
  20. char humih=80,humil=20;
  21. uint8 temp,humi;
  22. uint8 flag;   //設定報警標志
  23. uint8 a,c,tempvalue;
  24. uint8 code num[10]="0123456789";

  26. uint8 code str1[]="Temp:";  //溫度
  27. uint8 code str2[]="Humi:";  //濕度
  28. uint8 code str3[]="Error";  
  29. uint8 code str4[]="Success    ";
  30. uint8 code str5[]="%RH";
  31. uint8 code str6[]="TempH:";   //設定溫度上限顯示
  32. uint8 code str7[]="TempL:";   //設定溫度下限顯示
  33. uint8 code str8[]="HumiH:";    //設定濕度上限顯示
  34. uint8 code str9[]="HumiL:";    //設定濕度下限顯示


  37. void delay(uint16 i)
  38. {
  39.     while(i--);
  40. }

  42. void delay_ms(uint16 i)
  43. {
  44.     while(i--)
  45.         delay(90);
  46. }

  48. void wrc(uint8 c)    //寫命令
  49. {
  50.     LcdWriteCom(c);
  51. }
  52. void wrd(uint8 dat)   //寫數據
  53. {
  54.     LcdWriteData(dat);
  55. }
  56. void lcd_init()    // LCD1602初始化
  57. {
  58.     LcdInit();
  59. }
  60. //復位DHT11
  61. void DHT11_Rst()      
  62. {                 
  63.     DHT11_DQ_OUT=0;     //拉低DQ
  64.     delay_ms(20);       //拉低至少18ms
  65.     DHT11_DQ_OUT=1;     //DQ=1
  66.     delay(3);       //主機拉高20~40us
  67. }

  69. //等待DHT11的回應
  70. //返回1:未檢測到DHT11的存在
  71. //返回0:存在
  72. uint8 DHT11_Check()        
  73. {   
  74.     uint8 retry=0;   
  75.     while (DHT11_DQ_OUT&&retry<100)//DHT11會拉低40~50us
  76.     {
  77.         retry++;
  78.         _nop_();
  79.     };   
  80.     if(retry>=100)return 1;
  81.     else retry=0;
  82.     while (!DHT11_DQ_OUT&&retry<100)//DHT11拉低后會再次拉高40~50us
  83.     {
  84.         retry++;
  85.         _nop_();
  86.     };
  87.     if(retry>=100)return 1;     
  88.     return 0;
  89. }


  92. //DHT11初始化
  93. //返回0：初始化成功，1：失敗
  94. uint8 DHT11_Init()
  95. {
  96.     DHT11_Rst();      
  97.     return DHT11_Check();   
  98. }


  101. //從DHT11讀取一個位
  102. //返回值：1/0
  103. uint8 DHT11_Read_Bit(void)           
  104. {
  105.     uint8 retry=0;
  106.     while(DHT11_DQ_OUT&&retry<100)//等待變為低電平 12-14us 開始
  107.     {
  108.         retry++;
  109.         _nop_();
  110.     }
  111.     retry=0;
  112.     while((!DHT11_DQ_OUT)&&retry<100)//等待變高電平    26-28us表示0,116-118us表示1
  113.     {
  114.         retry++;
  115.         _nop_();
  116.     }
  117.     delay(1);//等待40us
  118.     if(DHT11_DQ_OUT)return 1;
  119.     else return 0;         
  120. }

  122. //從DHT11讀取一個字節
  123. //返回值：讀到的數據
  124. uint8 DHT11_Read_Byte(void)   
  125. {        
  126.     uint8 i,dat=0;
  127.     for (i=0;i<8;i++)
  128.     {
  129.         dat<<=1;
  130.         dat|=DHT11_Read_Bit();
  131.     }                           
  132.     return dat;
  133. }

  135. //從DHT11讀取一次數據
  136. //temp:溫度值(范圍:0~50°)
  137. //humi:濕度值(范圍:20%~90%)
  138. //返回值：0,正常;1,讀取失敗
  139. uint8 DHT11_Read_Data(uint8 *temp,uint8 *humi)
  140. {
  141.     uint8 buf[5];
  142.     uint8 i;
  143.     DHT11_Rst();
  144.     if(DHT11_Check()==0)
  145.     {
  146.         for(i=0;i<5;i++)//讀取40位數據
  147.         {
  148.             buf[i]=DHT11_Read_Byte();
  149.         }
  150.         if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
  151.         {
  152.             *humi=buf[0];
  153.             *temp=buf[2];
  154.         }

  156.     }else return 1;
  157.     return 0;
  158. }




  163. void ds18b20init()      //18b20的初始化
  164. {
  165.     dq=1;
  166.     delay(1);
  167.     dq=0;
  168.     delay(80);
  169.     dq=1;
  170.     delay(5);
  171.     dq=0;
  172.     delay(20);
  173.     dq=1;
  174.     delay(35);
  175. }
  176. void ds18b20wr(uint8 dat)     //18b20寫數據
  177. {
  178.     uint8 i;
  179.     for(i=0;i<8;i++)
  180.     {
  181.         dq=0;
  182.         dq=dat&0x01;
  183.         dat>>=1;
  184.         delay(8);//在時序上只有這一塊對時序要求最準確，他的時間必須大于15us
  185.         dq=1;
  186.         delay(1);
  187.     }   
  188. }
  189. uint8 ds18b20rd()         //18b20讀數據
  190. {
  191.     uint8 value,i;
  192.     for(i=0;i<8;i++)   
  193.     {
  194.         dq=0;
  195.         value>>=1;
  196.         dq=1;
  197.         if(dq==1)value|=0x80;
  198.         delay(8);//在這一塊也對時間要求特別準確，整段程序必須大于60us
  199.     }
  200.     return value;
  201. }
  202. uint8 readtemp()              //讀取溫度內需要復位的
  203. {
  204.     uint8 b;
  205.     ds18b20init();      //初始化
  206.     ds18b20wr(0xcc);   //發送忽略ROM指令
  207.     ds18b20wr(0x44);   //發送溫度轉換指令
  208.     delay(100);
  209.     ds18b20init();     //初始化
  210.     ds18b20wr(0xcc);   //發送忽略ROM指令
  211.     ds18b20wr(0xbe);   //發讀暫存器指令
  212.     a=ds18b20rd();   //溫度的低八位
  213.     b=ds18b20rd();   //溫度的高八位
  214.     b<<=4;           //ssss s***；s為標志位s=0表示溫度值為正數，s=1溫度值為負數
  215.     c=b&0x80;       //溫度正負標志位確認
  216.     b+=(a&0xf0)>>4;
  217.     a=a&0x0f;     //溫度的小數部分
  218.     return b;
  219. }


  222. void key_pros()  //按鍵處理函數
  223. {
  224.     if(k1==0)
  225.     {
  226.         delay(1000);
  227.         if(k1==0)
  228.         {
  229.             mode++;
  230.             if(mode==5)mode=0;
  231.             wrc(0x01);
  232.         }
  233.         while(!k1);
  234.     }
  235.     if(mode==1)       //對溫度上限設定
  236.     {
  237.         if(k2==0)         //加
  238.         {
  239.             delay(1000);
  240.             if(k2==0)
  241.             {
  242.                 temph++;
  243.                 if(temph>=80)temph=80;
  244.             }
  245.             while(!k2);
  246.         }
  247.         if(k3==0)      //減
  248.         {
  249.             delay(1000);
  250.             if(k3==0)
  251.             {
  252.                 temph--;
  253.                 if(temph<=0)temph=0;
  254.             }
  255.             while(!k3);
  256.         }
  257.     }
  258.     if(mode==2)       //對溫度下限設定
  259.     {
  260.         if(k2==0)         //加
  261.         {
  262.             delay(1000);
  263.             if(k2==0)
  264.             {
  265.                 templ++;
  266.                 if(templ>=80)templ=80;
  267.             }
  268.             while(!k2);
  269.         }
  270.         if(k3==0)      //減
  271.         {
  272.             delay(1000);
  273.             if(k3==0)
  274.             {
  275.                 templ--;
  276.                 if(templ<=0)templ=0;
  277.             }
  278.             while(!k3);
  279.         }
  280.     }
  281.     if(mode==3)       //對濕度上限設定
  282.     {
  283.         if(k2==0)         //加
  284.         {
  285.             delay(1000);
  286.             if(k2==0)
  287.             {
  288.                 humih++;
  289.                 if(humih>=80)humih=80;
  290.             }
  291.             while(!k2);
  292.         }
  293.         if(k3==0)      //減
  294.         {
  295.             delay(1000);
  296.             if(k3==0)
  297.             {
  298.                 humih--;
  299.                 if(humih<=0)humih=0;
  300.             }
  301.             while(!k3);
  302.         }
  303.     }
  304.     if(mode==4)       //對濕度下限設定
  305.     {
  306.         if(k2==0)         //加
  307.         {
  308.             delay(1000);
  309.             if(k2==0)
  310.             {
  311.                 humil++;
  312.                 if(humil>=80)humil=80;
  313.             }
  314.             while(!k2);
  315.         }
  316.         if(k3==0)      //減
  317.         {
  318.             delay(1000);
  319.             if(k3==0)
  320.             {
  321.                 humil--;
  322.                 if(humil<=0)humil=0;
  323.             }
  324.             while(!k3);
  325.         }
  326.     }
  327. }

  329. void lcd_init_display()    //LCD初始化顯示
  330. {
  331.     uint8 i;
  332.     for(i=0;i<5;i++)
  333.     {
  334.         wrc(0x80+i);
  335.         wrd(str1[i]);
  336.     }

  338.     for(i=0;i<5;i++)
  339.     {
  340.         wrc(0xc0+i);
  341.         wrd(str2[i]);   
  342.     }
  343. }

  345. void data_pros()    //數據處理函數
  346. {
  347.     uint8 i;        
  348.     uint8 temp_buf[2],humi_buf[2];
  349.     uint8 temphbuf[2],templbuf[2],humihbuf[2],humilbuf[2];
  350.     float dio;
  351.     uint16 k;

  353.     tempvalue=readtemp();
  354.     DHT11_Read_Data(&temp,&humi);
  355.     temp_buf[0]=temp/10+0x30;   
  356.     temp_buf[1]=temp%10+0x30;

  358.     humi_buf[0]=humi/10+0x30;
  359.     humi_buf[1]=humi%10+0x30;

  361.     dio=a*0.0625;
  362.     k=dio*10000;//取小數點后兩位有效數字

  364.     temphbuf[0]=temph/10+0x30;
  365.     temphbuf[1]=temph%10+0x30;
  366.     templbuf[0]=templ/10+0x30;
  367.     templbuf[1]=templ%10+0x30;

  369.     humihbuf[0]=humih/10+0x30;
  370.     humihbuf[1]=humih%10+0x30;
  371.     humilbuf[0]=humil/10+0x30;
  372.     humilbuf[1]=humil%10+0x30;

  374.     if(mode==0)
  375.     {
  376.         lcd_init_display();
  377.         wrc(0x85);
  378.         wrd(num[tempvalue%100/10]);
  379.         wrd(num[tempvalue%100%10]);
  380.         wrd('.');
  381.         wrd(num[k/1000]);
  382.         wrd(0xdf);
  383.         wrd('C');

  385.         for(i=0;i<2;i++)
  386.         {
  387.             wrc(0Xc5+i);
  388.             wrd(humi_buf[i]);         
  389.         }   
  390.         for(i=0;i<3;i++)
  391.         {
  392.             wrc(0Xc7+i);
  393.             wrd(str5[i]);         
  394.         }
  395.     }
  396.     if(mode==1)           //溫度上限顯示
  397.     {
  398.         wrc(0x80);
  399.         for(i=0;i<6;i++)
  400.         {
  401.             wrd(str6[i]);         
  402.         }
  403.         wrd(temphbuf[0]);
  404.         wrd(temphbuf[1]);           
  405.     }
  406.     if(mode==2)           //溫度下限顯示
  407.     {
  408.         wrc(0x80);
  409.         for(i=0;i<6;i++)
  410.         {
  411.             wrd(str7[i]);         
  412.         }
  413.         wrd(templbuf[0]);
  414.         wrd(templbuf[1]);
  415.     }
  416.     if(mode==3)           //濕度上限顯示
  417.     {
  418.         wrc(0x80);
  419.         for(i=0;i<6;i++)
  420.         {
  421.             wrd(str8[i]);         
  422.         }
  423.         wrd(humihbuf[0]);
  424.         wrd(humihbuf[1]);           
  425.     }
  426.     if(mode==4)           //濕度下限顯示
  427.     {
  428.         wrc(0x80);
  429.         for(i=0;i<6;i++)
  430.         {
  431.             wrd(str9[i]);         
  432.         }
  433.         wrd(humilbuf[0]);
  434.         wrd(humilbuf[1]);
  435.     }
  436. }

  438. void baojinpros()   //報警處理
  439. {
  440.     if(tempvalue>=temph||humi>=humih)    //檢測溫度或者濕度高于設定上限值 降溫濕
  441.     {
  442.         led1=1;     //降溫濕指示燈
  443.         led2=0;
  444.     }
  445.     if(tempvalue<=templ||humi<=humil)   //檢測溫度或者濕度低于設定下限值  升溫濕
  446.     {
  447.         led1=0;
  448.         led2=1;    //升高溫濕指示燈
  449.     }
  450.     if((tempvalue>templ&&tempvalue<temph)&&(humi>humil&&humi<humih))
  451.     {
  452.         led1=0;
  453.         led2=0;
  454.     }
  455. }

  457. void main()
  458. {
  459.     uint8 i=0;
  460.     led1=0;
  461.     led2=0;
  462.     lcd_init();
  463.     while(DHT11_Init()) //檢測DHT11是否純在
  464.     {
  465.         for(i=0;i<5;i++)
  466.         {
  467.             wrc(0x80+i);
  468.             wrd(str3[i]);   
  469.         }           
  470.     }
  471.     wrc(0x01);
  472.     lcd_init_display();    //LCD初始化顯示
  473.     i=0;
  474.     while(1)
  475.     {   
  476.         i++;
  477.         key_pros();
  478.         baojinpros();   //報警處理
  479.         if(i==15)
  480.         {
  481.             i=0;
  482.             data_pros();     //讀取一次DHT11數據最少要大于100ms
  483.         }
  484.         delay(1000);

  486.     }
  487. }
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