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/***********************************************************************************
;功能說明:SHT11和STC89C51溫濕度采集和測量系統的Proteus仿真
;文件名稱:DU.c
;版本號：v1.0.0
;微處理器:STC89C51
;編譯環境:Keil uVision V4.10
;作者:Cui Xinghai
;創建日期:2022.2.24
;***********************************************************************************/
/*************定義接口********************
P0------DB0～DB7 (LCD1602)
P2.0------RS (LCD1602)
P2.1------RW (LCD1602)
P2.2------E (LCD1602)
P2.6------SCK (STH11)
P2.7------DATA (STH11)
P1.5------SET //定義調整鍵
P1.6------ADD //定義增加鍵
P1.7------DEC //定義減少鍵
P3.7------ESC //定義退出鍵
P1.4------BEEP //定義蜂鳴器
P1.0------t_green //溫度過低燈
P1.1------t_red //溫度過高燈
P1.2------rh_green //濕度過低燈
P1.3------rh_red //濕度過高燈
*****************************************/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h> //應用于程序設計，一般出C51單片機編程中，一般程序中需要使用到空指令_nop_();字符循環移位指令_crol_等時使用。
#include <math.h> //Keil library
#include <stdio.h> //Keil library
//*********************第一部分LCD1602設置 START****************************************
#define LCD_DB P0 //Data Bus數據總線,我們這里要做 1602 液晶的程序，因此先把用到的總線接口做一個統一聲明
sbit LCD_RS=P2^0;
sbit LCD_RW=P2^1;
sbit LCD_E =P2^2;
/******定義函數****************/
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void LCD_init(void); //初始化函數
void LCD_write_command(uchar command); //寫指令函數
void LCD_write_data(uchar dat); //寫數據函數
void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat); //在某個屏幕位置上顯示一個字符,X（0-15),y(1-2)
void LCD_disp_str(uchar x,uchar y,uchar *str); //LCD1602顯示字符串函數
void delay_n10us(uint n); //延時函數
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_init();
;功能:初始化LCD1602
;-------------------------------------*/
void LCD_init(void) //括號中的void意思該函數的參數為空
{
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x38);//指令6：工作方式設置指令，0x0011 1000設置8位格式數據接口，16*2行顯示，5x7點陣
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x0c);//指令4:
//整體顯示，關光標，不閃爍，BCD0x00001 100
//整體顯示，開光標，閃爍，BCD0x00001 111
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x06);//指令3：設定輸入方式增量不移位, 0x00000110
delay_n10us(10);
LCD_write_command(0x01);//指令1：清除屏幕顯示,光標復位到地址00H位置
delay_n10us(100); //延時清屏，延時函數，延時約n個10us
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_write_command();
;功能:LCD1602寫指令函數
;占用資源: P2.0--RS(LCD_RS),P2.1--RW(LCD_RW),P2.2--E(LCD_E).
;參數說明:dat為寫命令參數
;-------------------------------------*/
void LCD_write_command(uchar dat)
{
delay_n10us(10);
LCD_RS=0; //指令
LCD_RW=0; //寫入
LCD_E=1; //允許
LCD_DB=dat;
delay_n10us(10); //實踐證明，我的LCD1602上，用for循環1次就能完成普通寫指令。
LCD_E=0; //讀完撤銷使能，防止液晶輸出數據干擾 P0 總線
delay_n10us(10); //實踐證明，LCD1602上，用for循環1次就能完成普通寫指令。
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_write_data();
;功能:LCD1602寫數據函數
;占用資源: P2.0--RS(LCD_RS),P2.1--RW(LCD_RW),P2.2--E(LCD_E).
;參數說明:dat為寫數據參數
;-------------------------------------*/
void LCD_write_data(uchar dat)
{
delay_n10us(10);
LCD_RS=1; //數據
LCD_RW=0; //寫入
LCD_E=1; //允許
LCD_DB=dat;
delay_n10us(10);
LCD_E=0;
delay_n10us(10);
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_disp_char();
;功能:光標位置，LCD1602顯示一個字符函數，在某個屏幕位置上顯示一個字符,X（0-15),y(1-2)。
;參數說明:X為1602的列值(取值范圍是0-15),y為1602的行值(取值范圍是1-2)，dat為所要顯示字符對應的地址參數。
;-------------------------------------*/
void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat)
{
uchar address;
if(y==1) //0x80和00H的區別：指令7
address=0x80+x; //二進制碼中第一行首地址為10000000轉換16進制為0x80,第二行首地址為11000000轉換16進制為0xC0 加首地址是為了讓LCD顯示從第一位開始顯示。
else
address=0xc0+x;
LCD_write_command(address);
LCD_write_data(dat);
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:LCD_disp_str();
;功能:LCD1602顯示字符串函數，在某個屏幕起始位置{X（0-15),y(1-2)}上顯示一個字符串。
;參數說明:X為1602的列值(取值范圍是0-15),y為1602的行值(取值范圍是1-2)，str為所要顯示字符串對應的指針參數。
;-------------------------------------*/
void LCD_disp_str(uchar x,uchar y,uchar *str)
{
uchar address;
if(y==1)
address=0x80+x;
else
address=0xc0+x;
LCD_write_command(address); //連續寫入字符串數據，直到檢測到結束符
while(*str!='\0')
{
LCD_write_data(*str); //另外一種寫法LCD_write_data(*str++)這行語句中對指針 str 的操作大家一定要理解透徹，先把 str指向的數據取出來用，然后 str 再加 1 以指向下一個數據，這是非常常用的一種簡寫方式
str++;
}
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:delay_n10us();
;功能:延時函數，延時約n個10us
;修改日期:2022.02.26
;修改說明:修改為較精確的延時函數,"_nop_()"延時1us@12M晶振,代表運行一個機器周期。如果這個單片機的晶振是12M的，那么這調代碼會運行1US；
;-------------------------------------*/
void delay_n10us(uint n) //延時n個10us@12M晶振
{
uint i;
for(i=n;i>0;i--)
{
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
}
//*********************第一部分LCD1602設置 END****************************************
//*********************第二部分SHT11設置 START****************************************
sbit SCK = P2^6; //定義通訊時鐘端口
sbit DATA = P2^7; //定義通訊數據端口
typedef union //定義了兩個共用體:如果沒有typedef那么就是普通的定義了匿名聯合的一個變量value.加了typedef后, 定義的就是類型別名, 當類型一樣用
{
unsigned int i; //i表示測量得到的溫濕度數據（int 形式保存的數據）
float f; //f表示測量得到的溫濕度數據（float 形式保存的數據）
} value;
enum {TEMP,HUMI}; //enum　枚舉名　{枚舉元素1,枚舉元素2,……};TEMP=0,HUMI=1 枚舉
#define noACK 0 //用于判斷是否結束通訊
#define ACK 1 //結束數據傳輸
//adr command r/w
#define STATUS_REG_W 0x06 //000 0011 0
#define STATUS_REG_R 0x07 //000 0011 1
#define MEASURE_TEMP 0x03 //000 0001 1
#define MEASURE_HUMI 0x05 //000 0010 1
#define RESET 0x1e //000 1111 0
/****************定義函數****************/
void s_transstart(void); //啟動傳輸函數
void s_connectionreset(void); //連接復位函數
char s_write_byte(unsigned char value);//寫函數
char s_read_byte(unsigned char ack); //讀函數
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode);//測量溫濕度函數
void calc_SHT11(float *p_humidity ,float *p_temperature);//溫濕度補償
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_transstart();
;功能:啟動傳輸函數
;-------------------------------------*/
void s_transstart(void)
// generates a transmission start (SHT11發送命令，啟動傳輸時序）
// _____ ________
// DATA: |_______|
// ___ ___
// SCK : ___| |___| |______
{
DATA=1; SCK=0; //Initial state
_nop_();
SCK=1;
_nop_();
DATA=0;
_nop_();
SCK=0;
_nop_();_nop_();_nop_();
SCK=1;
_nop_();
DATA=1;
_nop_();
SCK=0;
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_connectionreset();
;功能:連接復位函數
;-------------------------------------*/
void s_connectionreset(void)
// 通訊復位時序：如果與 SHT11 通訊中斷，下列信號時序可以復位串口：DATA 保持高電平時，觸發 SCK 時鐘 9 次或更多。
// _____________________________________________________ ________
// DATA: |_______|
// _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ ___
// SCK : __| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |______| |___| |______
{
unsigned char i;
DATA=1; SCK=0; //Initial state
for(i=0;i<9;i++) //9 SCK cycles,DATA保持高，SCK時鐘觸發9次，發送啟動傳輸，通迅即復位
{
SCK=1;
SCK=0;
}
s_transstart(); //transmission start
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_write_byte();
;功能:SHT11寫函數
;-------------------------------------*/
char s_write_byte(unsigned char value)
//----------------------------------------------------------------------------------
// 寫入一個字節，并檢查確認
{
unsigned char i,error=0;
for (i=0x80;i>0;i/=2) //0x1000 0000用于掩碼的移位,高位為1，循環右移 https://zhidao.baidu.com/question/2144112204880805988.html
{
if (i & value) DATA=1; //和要發送的數相與，結果為發送的位
else DATA=0;
SCK=1;
_nop_();_nop_();_nop_();
SCK=0;
}
DATA=1; //釋放數據線
SCK=1; //clk #9 for ack
error=DATA; //檢查應答信號，確認通訊正常
_nop_();_nop_();_nop_();
SCK=0;
DATA=1; //
return error; //error=1 in case of no acknowledge //返回：0成功，1失敗
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_read_byte();
;功能:SHT11讀函數
;-------------------------------------*/
char s_read_byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,val=0;
DATA=1; //釋放數據線
for (i=0x80;i>0;i/=2)
{
SCK=1; //clk for SENSI-BUS
if (DATA) val=(val | i); //讀一位數據線的值
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 3 us
SCK=0;
}
if(ack==1)DATA=0; //in case of "ack==1" pull down DATA-Line
else DATA=1; //如果是校驗(ack==0)，讀取完后結束通訊
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 3 us
SCK=1; //clk #9 for ack
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 3 us
SCK=0;
_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 3 us
DATA=1; //release DATA-line
return val;
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:s_measure();
;功能:測量溫濕度函數
;-------------------------------------*/
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)
// 進行溫度或者濕度轉換，由參數mode決定轉換內容
{
unsigned error=0;
unsigned int i;
s_transstart(); //transmission start
switch(mode){ //選擇發送命令
case TEMP : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break;
case HUMI : error+=s_write_byte(MEASURE_HUMI); break;
default : break;
}
for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //等待測量結束
if(DATA) error+=1; // 如果長時間數據線沒有拉低，說明測量錯誤
*(p_value) =s_read_byte(ACK); //讀第一個字節，高字節 (MSB)
*(p_value+1)=s_read_byte(ACK); //讀第二個字節，低字節 (LSB)
*p_checksum =s_read_byte(noACK); //read checksum
return error;
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:calc_SHT11();
;功能:溫濕度補償函數
;備注：SHT11濕度測量范圍：0～100%RH；溫度測量范圍：-40～+123.8℃
;-------------------------------------*/
void calc_SHT11(float *p_humidity ,float *p_temperature)
// calculates temperature [C] and humidity [%RH]
// input : humi [Ticks] (12 bit)
// temp [Ticks] (14 bit)
// output: humi [%RH]
// temp [C]
//const表示常量，不允許修改里面的內容
{ const float C1=-4.0; // 12位濕度精度修正公式
const float C2=+0.0405; // 12位濕度精度修正公式
const float C3=-0.0000028; // 12位濕度精度修正公式
const float T1=+0.01; // 14位溫度精度 5V條件修正公式
const float T2=+0.00008; // 14位溫度精度 5V條件修正公式
float rh=*p_humidity; // rh: Humidity [Ticks] 12 Bit
float t=*p_temperature; // t: Temperature [Ticks] 14 Bit
float rh_lin; // rh_lin: Humidity linear
float rh_true; // rh_true: Temperature compensated humidity
float t_C; // t_C : Temperature [C]
t_C=t*0.01 - 40; //補償溫度，14位溫度精度 5V條件修正公式
rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //相對濕度非線性補償
rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin-3; //相對濕度對于溫度依賴性補償
if(rh_true>100)rh_true=100; //濕度最大修正
if(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //濕度最小修正
*p_temperature=t_C; //返回溫度結果
*p_humidity=rh_true; //返回濕度結果
}
//*********************第二部分STH11設置 END****************************************
//*********************第三部分報警設置 START****************************************
#define N 0x00
sbit SET = P1^5; //定義調整鍵
sbit ADD = P1^6; //定義增加鍵
sbit DEC = P1^7; //定義減少鍵
sbit ESC = P3^7; //定義調整鍵
sbit BEEP= P1^4; //定義蜂鳴器
sbit t_green = P1^0;
sbit t_red = P1^1;
sbit rh_green = P1^2;
sbit rh_red = P1^3;
int t_shangxian = 20; //上限報警溫度，默認值為 20C
int t_xiaxian = 10; //下限報警溫度，默認值為 10C
int rh_shangxian= 50; //上限報警濕度，默認值為50%
int rh_xiaxian = 40; //下限報警濕度，默認值為40%
uchar flag=0;
/****************定義函數****************/
void led_control( float *WENDU, float *SHIDU);
void key();
void delay(uint j);
/*--------------------------------------
;模塊名稱:led_control();
;功能:LED狀態控制
;-------------------------------------*/
void led_control( float *WENDU, float *SHIDU)
{
//溫度過低報警指示
if(*WENDU <= t_xiaxian) {t_green = 0;}
else {t_green=1;}
//溫度過高報警指示
if(*WENDU >= t_shangxian) {t_red = 0;}
else {t_red=1;}
//濕度過低報警指示
if(*SHIDU <= rh_xiaxian) {rh_green= 0;}
else {rh_green=1;}
//濕度過高報警指示
if(*SHIDU >= rh_shangxian) {rh_red = 0;}
else {rh_red=1;}
//蜂鳴器警示
if(*WENDU <= t_xiaxian||*WENDU >= t_shangxian||*SHIDU <= rh_xiaxian||*SHIDU >= rh_shangxian)
{
BEEP = 0;
}
else
{
BEEP = 1;
}
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:key();
;功能:按鍵控制
;-------------------------------------*/
void key()
{
/****************設置鍵設置****************/
if(SET == 0)
{
delay(50); //按鍵消抖
if(SET == 0)
{
flag++;
if (flag==5)flag = 0; //沒有發生抖動
while(SET==0); //若一直按下，循環
LCD_init();
s_connectionreset();
LCD_disp_str(0,1,"TE:");
LCD_disp_str(0,2,"RH:");
LCD_disp_str(6,1,"-");
LCD_disp_str(6,2,"-");
LCD_disp_str(10,1,"C");
LCD_disp_str(10,2,"%");
delay_n10us(20);
}
}
//SHT11濕度測量范圍：0～100%RH；溫度測量范圍：-40～+123.8℃；
/****************溫度下限設置****************/
if (flag==1)
{
if(ADD==0)
{
delay(50);
t_xiaxian++;
if (t_xiaxian>(t_shangxian-1)) {t_xiaxian=(t_shangxian-1);}
while(ADD==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
if (DEC==0)
{
delay(50);
if(t_xiaxian<=-40) {t_xiaxian=t_shangxian;} //超過實際范圍，重新賦值溫度下限
else t_xiaxian--;
while(DEC==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
//溫度下限顯示
LCD_disp_char(3,1,t_xiaxian/100+'0'); //例如123/100=1
LCD_disp_char(4,1,abs(t_xiaxian%100/10)+'0'); //例如123%100=23,23/10 =2 ,-12取絕對值12
LCD_disp_char(5,1,abs(t_xiaxian%10)+'0'); //例如123%10 =3
if(t_xiaxian<0) {LCD_disp_str(12,2,"nega");} //溫度下限為負數，顯示nega
else {LCD_disp_str(12,2," ");} //去除負數提醒nega
}
/****************溫度上限設置****************/
if (flag==2)
{
if(ADD==0)
{
delay(150);
t_shangxian++;
if (t_shangxian>123) {t_shangxian=123;} //上限值達到最大值 123時，上限值保持為123
while(ADD==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
if (DEC==0)
{
delay(150);
t_shangxian--;
if (t_shangxian<(t_xiaxian+1)) {t_shangxian=(t_xiaxian+1);}//確保設定的上限值不比下限低
while(DEC==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
//溫度上限顯示
LCD_disp_char(7,1,t_shangxian/100+'0');
LCD_disp_char(8,1,(t_shangxian%100)/10+'0');
LCD_disp_char(9,1,(t_shangxian%10)+'0');
}
/****************濕度下限設置****************/
if (flag==3)
{
if(ADD==0)
{
delay(150);
rh_xiaxian++;
if (rh_xiaxian>(rh_shangxian-1)) {rh_xiaxian=(rh_shangxian-1);}
while(ADD==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
if (DEC==0)
{
delay(150);
if (rh_xiaxian<=0) {rh_xiaxian=0;} //下限值達到最小值0時，下限值保持為0
else rh_xiaxian--;
while(DEC==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
//濕度下限顯示
LCD_disp_char(3,2,rh_xiaxian/100+'0');
LCD_disp_char(4,2,(rh_xiaxian%100)/10+'0');
LCD_disp_char(5,2,(rh_xiaxian%10)+'0');
}
/****************濕度上限設置****************/
if (flag==4)
{
if(ADD==0)
{
delay(150);
rh_shangxian++;
if (rh_shangxian>99) {rh_shangxian=99;} //上限值達到最大值 99時，上限值保持為 99
while(ADD==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
if (DEC==0)
{
delay(150);
rh_shangxian--;
if (rh_shangxian<(rh_xiaxian+1)) {rh_shangxian=(rh_xiaxian+1);}//確保設定的上限值不比下限低
while(DEC==0); //加上此句必須松按鍵才處理
}
//濕度上限顯示
LCD_disp_char(7,2,rh_shangxian/100+'0');
LCD_disp_char(8,2,(rh_shangxian%100)/10+'0');
LCD_disp_char(9,2,(rh_shangxian%10)+'0');
}
/****************退出鍵設置****************/
if(ESC==0)
{
delay(10);
if(ESC==0)
{
while(ESC==0);
flag=0;
LCD_init();
s_connectionreset();
}
}
}
/*--------------------------------------
;模塊名稱:delay();
;功能:延遲函數
;-------------------------------------*/
void delay(uint j) //1ms，j取20
{
uchar i=250;
for(;j>0;j--)
{
while(--i);
i=249;
while(--i);
i=250;
}
}
//*********************第三部分報警設置 END****************************************
//*********主函數*****************
void main(void)
{
value humi_val,temp_val; //185行，定義兩個共同體，一個用于濕度，一個用于溫度
unsigned char error,checksum; //用于檢驗是否出現錯誤
unsigned int wendu,shidu; //最終,一位小數溫濕度的值
LCD_init();
s_connectionreset();
//*********初始化溫度顯示區*********
LCD_disp_str(0,1,"TE:");
LCD_disp_str(3,1,"TTT.TC");
//*********初始化濕度顯示區*********
LCD_disp_str(0,2,"RH:");
LCD_disp_str(3,2,"RRR.R%");
delay_n10us(2000); //延時0.2s
while(1)
{
LCD_disp_char(13,1,flag+'0');
key();
if(flag==0)
{
error=0; //初始化error=0，即沒有錯誤
error+=s_measure((unsigned char*) &humi_val.i,&checksum,HUMI); //measure humidity
error+=s_measure((unsigned char*) &temp_val.i,&checksum,TEMP); //measure temperature
if(error!=0) s_connectionreset(); //in case of an error: connection reset
else
{
humi_val.f=(float)humi_val.i; //converts integer to float
temp_val.f=(float)temp_val.i; //converts integer to float
calc_SHT11(&humi_val.f,&temp_val.f); //calculate humidity, temperature
LCD_disp_str(0,1,"TE:");
LCD_disp_str(0,2,"RH:");
LCD_disp_str(6,1,".");
LCD_disp_str(6,2,".");
LCD_disp_str(8,1,"C ");
LCD_disp_str(8,2,"% ");
wendu=10*temp_val.f; //例如溫度109.1→1091
if(10*temp_val.f<0) {LCD_disp_str(12,2,"nega");}//實時溫度為負數時，顯示提示符nega
else {LCD_disp_str(12,2," ");} //實時溫度為正數時，去除負數提醒nega
LCD_disp_char(3,1,abs(wendu)/1000+'0'); //顯示溫度百位,加“0”是為了將字符的ASCII碼大于48（即字符0的ASCII值），一般是將數字0,1,2……，9轉換為字符“0”，“1”……，“9”；
LCD_disp_char(4,1,abs(wendu)%1000/100+'0'); //顯示溫度十位
LCD_disp_char(5,1,abs(wendu)%100/10+'0'); //顯示溫度個位
LCD_disp_char(7,1,abs(wendu)%10+'0'); //顯示溫度小數點后第一位
shidu=10*humi_val.f;
LCD_disp_char(3,2,shidu/1000+'0'); //顯示濕度百位
LCD_disp_char(4,2,(shidu%1000)/100+'0'); //顯示濕度十位
LCD_disp_char(5,2,(shidu%100)/10+'0'); //顯示濕度個位
LCD_disp_char(7,2,(shidu%10)+'0'); //顯示濕度小數點后第一位
led_control(&temp_val.f,&humi_val.f);
}
//----------wait approx. 0.8s to avoid heating up SHT11------------------------------
delay_n10us(800); //延時約0.8s
}
}
}

復制代碼

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