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51單片機土壤濕度檢測源程序與原理圖PCB文件(注釋很詳細)

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土壤濕度檢測仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）


Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件,目前還不完整)


單片機源程序如下,代碼注釋很全面:
  1. #include<reg52.h>                                 //頭文件
  2. #include<intrins.h>
  3. #include"eeprom52.h"
  4. #define uchar unsigned char                 //宏定義
  5. #define uint unsigned int
  6. #define LCD1602_dat P0         //液晶數據口定義


  9. sbit LCD1602_rs=P2^5;//IO 定義
  10. sbit LCD1602_rw=P2^6;
  11. sbit LCD1602_e=P2^7;
  12. sbit beep=P1^3;                //蜂鳴器
  13. sbit led_1=P1^4;        //指示燈
  14. sbit led_2=P1^6;
  15. sbit key_1=P3^2;        //按鍵
  16. sbit key_2=P3^3;
  17. sbit key_3=P3^4;
  18. sbit alarm_1=P2^0;        //繼電器


  21. sbit ADC0832_CS=P1^2;
  22. sbit ADC0832_CLK=P1^0;
  23. sbit ADC0832_DIO=P1^1;         //adc0832引腳

  25. uint sum;
  26. uchar RH,RH_H=60,RH_L=20,state,ms,time_num,cs;
  27. bit beep1,zt,s1;


  30. /*
  31.     ADC0832是一款8位Ad芯片，因為單片機不能直接處理模擬信號（電壓），所以單片機測電壓的時候基本都是先經過一個模數轉換芯片，將模擬量
  32. 轉化成數字量，然后處理，ADC0832測量的電壓范圍是0-5V，它能夠將0—5V的電壓轉化成對應比例關系的0-255（8位是0-255）的數據，單片機直
  33. 接讀取ADC0832的數據獲取AD值數據，然后因為0-5V對應0-255數據，所以1V電對應的AD值就是51，就會有如下公式

  35.   電壓=AD值/51；

  37. 如果想把電壓數據精確到小數點后一位就是   電壓=AD值/5.1；
  38.                                           小數點后兩位就是   電壓=AD值/0.51；

  40. 不要問我為什么，純數學，小學生都會算。

  42. */
  43. unsigned int  A_D()
  44. {
  45.         unsigned char i;
  46.         unsigned char dat;
  47.         ADC0832_CS=1;   //一個轉換周期開始
  48.         ADC0832_CLK=0;  //為第一個脈沖作準備
  49.         ADC0832_CS=0;  //CS置0，片選有效
  50.         ADC0832_DIO=1;    //DIO置1，規定的起始信號  
  51.         ADC0832_CLK=1;   //第一個脈沖
  52.         ADC0832_CLK=0;   //第一個脈沖的下降沿，此前DIO必須是高電平
  53.         ADC0832_DIO=1;   //DIO置1， 通道選擇信號  
  54.         ADC0832_CLK=1;   //第二個脈沖，第2、3個脈沖下沉之前，DI必須跟別輸入兩位數據用于選擇通道，這里選通道RH0
  55.         ADC0832_CLK=0;   //第二個脈沖下降沿
  56.         ADC0832_DIO=0;   //DI置0，選擇通道0
  57.         ADC0832_CLK=1;    //第三個脈沖
  58.         ADC0832_CLK=0;    //第三個脈沖下降沿
  59.         ADC0832_DIO=1;    //第三個脈沖下沉之后，輸入端DIO失去作用，應置1
  60.         ADC0832_CLK=1;    //第四個脈沖
  61.         for(i=0;i<8;i++)  //高位在前
  62.         {
  63.                 ADC0832_CLK=1;         //第四個脈沖
  64.                 ADC0832_CLK=0;
  65.                 dat<<=1;       //將下面儲存的低位數據向右移
  66.                 dat|=(unsigned char)ADC0832_DIO;          //將輸出數據DIO通過或運算儲存在dat最低位
  67.         }                                 
  68.         ADC0832_CS=1;          //片選無效
  69.         return dat;         //將讀書的數據返回     
  70. }

  72. void delay(uint T)                                          //延時函數
  73. {
  74.         while(T--);
  75. }



  79. /*
  80.     1602液晶，是常用的顯示器件，一共是16個管腳，其中有八個管腳是數據傳輸管腳，有三個管腳是數據命令使能端管腳，還有兩組電源管腳，
  81. 其中一組電源管腳是給整個液晶進行供電的，還有一組電源是單純的背景光電源，還剩下的最后一個管腳是對比度調節管腳，一般接上一個3K電
  82. 阻再接地即可。
  83. 一般我們用的函數，無非就是  LCD1602_write 和 LCD1602_writebyte
  84. LCD1602_write(x,y);   這個函數括號里面可以填寫兩個數據，第一個數據只能是 0  1 ，是0就說明第二個數據對液晶來說就是命令，填1就說明
  85. 第二個數據對于液晶來說就是要顯示的數據。
  86. LCD1602_writebyte（）；  這個函數里面直接填上要顯示的字符串即可，自動進行顯示


  89. */
  90. void LCD1602_write(uchar order,dat)                                  //1602 一個字節  處理
  91. {
  92.     LCD1602_e=0;
  93.     LCD1602_rs=order;
  94.     LCD1602_dat=dat;
  95.     LCD1602_rw=0;
  96.     LCD1602_e=1;
  97.     delay(1);
  98.     LCD1602_e=0;                                                                                                                                                                                                     
  99. }

  101. void LCD1602_writebyte(uchar *prointer)                                   //1602 字符串    處理
  102. {
  103.     while(*prointer!='\0')
  104.     {
  105.         LCD1602_write(1,*prointer);
  106.         prointer++;
  107.     }
  108. }

  110. void LCD1602_cls()                                                                         //1602 初始化
  111. {
  112.         LCD1602_write(0,0x01);     //1602 清屏 指令
  113.         delay(1500);
  114.         LCD1602_write(0,0x38);     // 功能設置 8位、5*7點陣
  115.         delay(1500);
  116.         LCD1602_write(0,0x0c);     //設置 光標   不顯示開關、不顯示光標、字符不閃爍
  117.         LCD1602_write(0,0x06);
  118.         LCD1602_write(0,0xd0);
  119.         delay(1500);
  120. }

  122. /*
  123. 數據顯示的時候一般的處理：

  125.     首先，無論是數碼管顯示還是液晶顯示，進行顯示的時候絕對都是一個一個進行顯示的，那么，比如說一個數據123，一百二十三，
  126. 進行顯示的時候，要先顯示1，然后是2，然后是3，那么怎么把數據提取出來？？   
  127. 提取百位    123/100=1
  128. 提取十位    123/10=12      12%10=2     “%”是取余的意思，像這個，就是12對10取余，換句話說，12除以10，然后取余數，就是2
  129. 提取個位    123%10=3       解釋同上

  131. 取余的用法也有很多種，大家只要知道出現這個的時候，一般都是進行數據提取的就行


  134. 然后
  135. 如果您是數碼管顯示數據，將提取的數據放到段碼數組里面送給IO即可，
  136. 如果是液晶顯示，需要將數據轉化成字符，因為液晶是字符屏，只能顯示字符數據，數據0對應的字符是0x30，數據1對應的字符是0x31，
  137. 所以將提取出的數據直接加上0x30送給液晶即可，或者加上'0' 也是一樣的



  141. */

  143. void show()        //顯示子函數
  144. {
  145.         if(state==0) //如果非設置狀態
  146.         {
  147.                 LCD1602_write(0,0x80);                 //第一行
  148.                 LCD1602_writebyte("Humidity:");//顯示濕度
  149.                 LCD1602_write(0,0x80+9);
  150.                 if(RH>99)LCD1602_write(1,0x30+RH/100%10);        //如果數據大于99顯示百位數
  151.                 else LCD1602_writebyte(" ");                                //否則顯示空白
  152.                 LCD1602_write(0,0x80+10);
  153.                 if(RH>9)LCD1602_write(1,0x30+RH/10%10);
  154.                 else LCD1602_writebyte(" ");
  155.                 LCD1602_write(0,0x80+11);
  156.                 LCD1602_write(1,0x30+RH%10);
  157.                 LCD1602_write(0,0x80+12);
  158.                 LCD1602_writebyte("%   ");                   //顯示%號

  160.                 LCD1602_write(0,0xC0);        //第二行，顯示當前模式
  161.                 LCD1602_writebyte("State:");
  162.                 LCD1602_write(0,0xC0+6);
  163.                 if(zt==1)
  164.                 {
  165.                         LCD1602_writebyte(" Auto     ");   //自動
  166.                 }else
  167.                 {
  168.                         LCD1602_writebyte("Manul     ");   //手動
  169.                 }
  170.                         
  171.         }else
  172.         {
  173.                 LCD1602_write(0,0x80);          //第一行顯示上限
  174.                 LCD1602_writebyte("RH_H:");
  175.                 LCD1602_write(0,0x80+5);
  176.                 if(state==1&&s1==1)                        //當設置上限時，state=1，這時候會根據s1的狀態去顯示空白或者上限數據，而s1在定時器里是連續取反的
  177.                 {
  178.                         LCD1602_writebyte("   ");
  179.                 }else
  180.                 {
  181.                         if(RH_H>99)LCD1602_write(1,0x30+RH_H/100%10);
  182.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  183.                         LCD1602_write(0,0x80+6);
  184.                         if(RH_H>9)LCD1602_write(1,0x30+RH_H/10%10);
  185.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  186.                         LCD1602_write(0,0x80+7);
  187.                         LCD1602_write(1,0x30+RH_H%10);               
  188.                 }
  189.                 LCD1602_write(0,0x80+8);
  190.                 LCD1602_writebyte("%       ");

  192.                 LCD1602_write(0,0xC0);           //第二行顯示下限
  193.                 LCD1602_writebyte("RH_L:");
  194.                 LCD1602_write(0,0xC0+5);
  195.                 if(state==2&&s1==1)
  196.                 {
  197.                         LCD1602_writebyte("   ");
  198.                 }else
  199.                 {
  200.                         if(RH_L>99)LCD1602_write(1,0x30+RH_L/100%10);
  201.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  202.                         LCD1602_write(0,0xC0+6);
  203.                         if(RH_L>9)LCD1602_write(1,0x30+RH_L/10%10);
  204.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  205.                         LCD1602_write(0,0xC0+7);
  206.                         LCD1602_write(1,0x30+RH_L%10);
  207.                 }
  208.                 LCD1602_write(0,0xC0+8);
  209.                 LCD1602_writebyte("%       ");        
  210.         }
  211. }



  215. /*

  217. 無論是什么單片機，只要是用內部存儲區域EEPROM基本使用都是這樣

  219. 關于內部存儲區，EEPROM，不同的單片機使用流程基本一致，單片機內部有很多存儲單元，或者說扇區，每一個扇區下面有很多地址，
  220. 數據就是存儲在這些地址下面的。存儲函數的程序都是官方提供好的，這些程序，咱們只需要用三個，一個是扇區擦除函數，一個是
  221. 數據寫函數，還有一個就是數據讀取函數。
  222. 扇區擦除函數------使用哪個扇區，先對那個扇區進行擦，函數里填寫要擦除扇區的首地址  例如  SectorErase（0x2000）;就是說擦除首地址為0x2000的扇區數據  
  223. 數據存儲----------扇區擦除之后，就可以使用這個扇區下的地址進行存儲數據     例如   byte_write（0x2000,123）;  就是說將123存儲在0x2000地址下
  224. 數據讀取----------直接調用即可，例如     Dat=byte_read（0x2000）;就是說將0x2000地址下的數據讀取出來給  Dat


  227. 另外----
  228. //51單片機存儲區域是8位的，也就是說能夠存下的最大數據是 255，而我們存的數據一旦大于256就會出現一些問題
  229. //所以，如果您的設計需要存儲的數據大于256，那就把數據拆開存   /256得到高位    %256得到低位，之所以是256，是因為0-255,256個數
  230. // 例如數據257           257/256=1        257%256=1    ,這就存進去兩個1，讀取的時候，將高位數據乘以256加低位數據，還原數據

  232. */

  234. void key()          //按鍵掃描
  235. {
  236.         if(!key_1)        //如果按鍵1按下
  237.         {
  238.                 delay(888);          //延時消抖
  239.                 if(!key_1)          //如果按鍵1按下
  240.                 {
  241.                         while(!key_1) show();         //松手檢測
  242.                         state=(state+1)%3;                 //設置變量自加，state的值不同設置的數據不同
  243.                 }
  244.         }

  246.         if(!key_2)
  247.         {
  248.                 delay(888);   //按鍵去抖
  249.                 if(!key_2)
  250.                 {
  251.                         while(!key_2)show();
  252.                         if(state==1)                 //state=1的時候設置上限
  253.                         {
  254.                                 if(RH_H<100)RH_H++;
  255.                                 SectorErase(0x2000);         //保存上限值
  256.                                 byte_write(0x2000,RH_H);
  257.                         }else if(state==2)                  //state=2的時候設置下限
  258.                         {
  259.                                 if(RH_L<RH_H-1)RH_L++;
  260.                                 SectorErase(0x2200);         //保存上限值
  261.                                 byte_write(0x2200,RH_L);
  262.                         }else
  263.                         {
  264.                                 zt=!zt;                        
  265.                         }        
  266.                 }
  267.         }

  269.         if(!key_3)
  270.         {
  271.                 delay(888);
  272.                 if(!key_3)
  273.                 {               
  274.                         while(!key_3)show();
  275.                         if(state==1)
  276.                         {
  277.                                 if(RH_H>RH_L+1)RH_H--;
  278.                                 SectorErase(0x2000);         //保存上限值
  279.                                 byte_write(0x2000,RH_H);
  280.                         }else if(state==2)
  281.                         {
  282.                                 if(RH_L>0)RH_L--;
  283.                                 SectorErase(0x2200);         //保存上限值
  284.                                 byte_write(0x2200,RH_L);
  285.                         }else
  286.                         {
  287.                                 if(zt==0)
  288.                                 {
  289.                                         alarm_1=!alarm_1;
  290.                                 }
  291.                         }
  292.                 }
  293.         }               
  294. }

  296. void proc()          //報警函數
  297. {
  298.         if(zt==1)  //自動狀態
  299.         {
  300.                 if(RH>=RH_H)        //濕度大于上限
  301.                 {
  302.                         alarm_1=1;          //繼電器斷開
  303.                         led_1=0;          //上限指示燈點亮
  304.                 }else
  305.                 {
  306.                         led_1=1;         //否則上限指示燈熄滅
  307.                 }

  309.                 if(RH<=RH_L)         //如果小于下限
  310.                 {
  311.                         alarm_1=0;          //繼電器閉合
  312.                         led_2=0;           //下限指示燈點亮
  313.                 }else
  314.                 {
  315.                         led_2=1;           //否則下限指示燈熄滅
  316.                 }

  318.                 if(RH>=RH_H||RH<=RH_L)                //如果不在上下限區間內
  319.                 {
  320.                         beep1=1;                   //報警標志位置1
  321.                 }else
  322.                 {
  323.                         beep1=0;                 //否則置0
  324.                 }
  325.         }else                           //手動狀態
  326.         {
  327.                 beep1=0;                //不報警
  328.                 led_1=led_2=1;         //指示燈不亮
  329.         }
  330. }





  336. void main()        //主循環
  337. {        
  338.         float Ad_dat=0;
  339.         TMOD=0x01;        //配置定時器0
  340.         TH0=0x3c;
  341.         TL0=0xb0;        //賦50ms初值
  342.         ET0=1;
  343.         TR0=1;
  344.         EA=1;                 //打開總中斷
  345.         LCD1602_cls();         //液晶初始化
  346.         RH_H=byte_read(0x2000);
  347.         RH_L=byte_read(0x2200);
  348.         if((RH_H>99)||(RH_L>99)||(RH_L>=RH_H))   {RH_H=30;  RH_L=20;}
  349.         while(1)
  350.         {
  351.                 sum+=A_D();        //累加5次AD數據
  352.                 cs++;
  353.                 if(cs==5)
  354.                 {
  355.                         cs=0;
  356.                         Ad_dat=(float)(sum/5);         //取一個平均值，用于濾波
  357.                         if(Ad_dat>250) Ad_dat=0;
  358.                         else if(Ad_dat<=70) Ad_dat=100;
  359.                         else Ad_dat=100-((Ad_dat-70)/1.8);         
  360.                         RH=(uint)(Ad_dat);
  361.                         sum=0;
  362.                 }
  363.                 show();           //調用顯示函數
  364.                 key();           //調用按鍵掃描
  365.                 proc();           //調用報警子函數
  366.         }
  367. }

  369. void UART_1() interrupt 1
  370. {
  371.         TH0=0x3c;
  372.         TL0=0xb0;
  373.         ms++;
  374.         if(ms%5==0)          //s1每5*50ms=250ms取反一次
  375.         {
  376.             s1=!s1;
  377.         }
  378.         if(ms%10==0)         
  379.         {
  380.                 if(beep1==1)   //如果報警標志位是1，每10*50ms=500ms蜂鳴器狀態取反一次
  381.                 {
  382.                         beep=!beep;
  383.                 }else
  384.                 {
  385.                         beep=1;
  386.                 }        
  387.         }
  388.         if(ms>19)
  389.         {
  390.                 ms=0;
  391.         }        
  392. }
復制代碼

本人初學,僅供參考,存在錯誤和不足之處,請大家回帖多多指教,切勿照搬,文件下載:
代碼: 程序.7z (46.64 KB, 下載次數: 119)
PCB:目前還不完整: 原理圖與PCB.7z (702.42 KB, 下載次數: 107)
仿真文件不公開,以免有人抄,有要學習的按我的圖自己畫吧

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沙發
ID:143767 發表于 2021-3-22 12:47 | 只看該作者
好資料，最近我在用慧編程和光環板做這個，你這個很有參考價值
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5#
ID:1059782 發表于 2022-12-30 16:19 | 只看該作者
您好，有proteus仿真文件可以發一下嗎
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