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基于51單片機(jī)+SHT11的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)仿真原理圖如下(proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載)
溫度過低 溫度過高會(huì)有報(bào)警,還帶3個(gè)按鈕 設(shè)置和加減
單片機(jī)源程序如下:
- #include "reg52.H"
- #include "stdio.h"
- #include "intrins.h"
- #include <math.h>
- #define DB P0//液晶并行數(shù)據(jù)接口
- sbit RS = P2^0;//液晶指令數(shù)據(jù)信號(hào)
- sbit RW = P2^1;//液晶讀寫信號(hào)
- sbit E = P2^2;//液晶使能信號(hào)
- unsigned char key_value;//獲取到按鍵的值
- sbit Sck_P = P1^1; // SHT11傳感器的時(shí)鐘管腳
- sbit Data_P = P1^0; // SHT11傳感器的數(shù)據(jù)管腳
- unsigned char temp; // 保存溫度
- unsigned char humi; // 保存濕度
- enum { TEMP,HUMI };
- typedef union //定義共用同類型
- {
- unsigned int i;
- float f;
- }value;
- //是否應(yīng)答
- #define NACK 0
- #define ACK 1
- //SHT75傳感器命令集 地址 命令 讀/寫
- #define MEASURE_TEMP 0x03 //000 0001 1
- #define MEASURE_HUMI 0x05 //000 0010 1
- #define STATUS_REG_W 0x06 //000 0011 0
- #define STATUS_REG_R 0x07 //000 0011 1
- #define RESET 0x1E //000 1111 0
- unsigned char now_window;//當(dāng)前顯示窗口
- unsigned char curr_menu;
- #define normal_mode 0x10//輸入密碼狀態(tài)
- #define set_mode 0x20//輸入密碼狀態(tài)
- signed char AlarmTL=10; // 溫度下限報(bào)警值
- signed char AlarmTH=30; // 溫度上限報(bào)警值
- signed char AlarmHL=40; // 濕度下限報(bào)警值
- signed char AlarmHH=80; // 濕度上限報(bào)警值
- unsigned char i;
- unsigned char cnt_100ms;
- unsigned char time_100ms_flag;
- unsigned char open_del;//開鎖成功延時(shí)計(jì)數(shù)
- unsigned char open_flag;//鎖狀態(tài)標(biāo)志
- sbit beep = P1^2;
- sbit LedTL_P = P1^3; // 溫度過低報(bào)警指示燈
- sbit LedTH_P = P1^4; // 溫度過高報(bào)警指示燈
- sbit LedHL_P = P1^5; // 濕度過低報(bào)警指示燈
- sbit LedHH_P = P1^6; // 濕度過高報(bào)警指示燈
- /*******************************************************************************
- * 函 數(shù) 名 : delay_ms
- * 函數(shù)功能 : 延時(shí)函數(shù),延時(shí)1ms
- * 輸 入 : cnt
- * 輸 出 : 無
- * 說 名 : 該函數(shù)是在12MHZ晶振下,12分頻單片機(jī)的延時(shí)。
- *******************************************************************************/
- void delay_ms(unsigned int cnt) //
- {
- unsigned int x;
- for( ; cnt>0; cnt--)
- {
- for(x=110; x>0; x--);//軟件延時(shí)為1MS
- }
- }
- #if 0
- void delay_us(unsigned int cnt) //
- {
- while(cnt--);
- }
- #endif
- /******************************************************
- ** 函數(shù)名:time_init
- ** 描述 :定時(shí)器初始化
- ** 輸入 :無
- ** 輸出 :無
- ******************************************************/
- void time_init(void)
- {
- TMOD |= 0x01;//time0 工作方式為1
- TH0 = 0xf8;//裝載初值
- TL0 = 0x2f;//裝載初值,為2ms(65535-63535)
- TR0 = 1;//開啟定時(shí)器
- ET0 = 1;//打開中斷
- EA=1;
- }
- /******************************************************
- ** 函數(shù)名:key_scan
- ** 描述 :按鍵掃描
- ** 輸入 :無
- ** 輸出 :無
- ******************************************************/
- void key_scan(void)
- {
- static unsigned char key_in_flag = 0;//按鍵按下標(biāo)志
- unsigned char key_l;//存儲(chǔ)掃描到行列值。
- key_value = 20;//按鍵值清除
- if((P3 & 0x0f) != 0x0f)//按鍵按下
- {
- delay_ms(1);//按鍵消抖動(dòng)
- if(((P3 & 0x0f) != 0x0f) && (key_in_flag == 1))
- {
- key_in_flag = 0;//松手檢測(cè)防止一直觸發(fā)
- P3 = 0x0f;
- //delay_ms(1);//按鍵消抖動(dòng)
- key_l = P3;//掃描得到按鍵值
- switch(key_l)
- {
- //獲取按鍵值
- case 0x0e:
- {
- key_value = 1;
- }
- break;
- case 0x0d:
- {
- key_value = 2;
- }
- break;
- case 0x0b:
- {
- key_value = 3;
- }
- break;
- //case 0x70:
- //break;
- }
- }
- }
- else
- {
- key_in_flag = 1;//(按鍵松開標(biāo)志)
- }
- }
- /*******************************************************************************
- * 函 數(shù) 名 : LcdWriteCom
- * 函數(shù)功能 : 向LCD寫入一個(gè)字節(jié)的命令
- * 輸 入 : u8com
- * 輸 出 : 無
- *******************************************************************************/
- void lcd_wri_com(unsigned char com) //寫入命令
- {
- E = 0; //使能清零
- RS = 0; //選擇寫入命令
- RW = 0; //選擇寫入
- DB = com;
- delay_ms(1);
- E = 1; //寫入時(shí)序
- delay_ms(5);
- E = 0;
- }
- /*******************************************************************************
- * 函 數(shù) 名 : LcdWriteData
- * 函數(shù)功能 : 向LCD寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
- * 輸 入 : u8dat
- * 輸 出 : 無
- *******************************************************************************/
- void lcd_wri_data(unsigned char dat)//寫入數(shù)據(jù)
- {
- E = 0; //使能清零
- RS = 1; //選擇寫入數(shù)據(jù)
- RW = 0; //選擇寫入
- DB = dat;
- delay_ms(1);
- E = 1; //寫入時(shí)序
- delay_ms(5);
- E = 0;
- }
- /*******************************************************************************
- * 函 數(shù) 名 : WriString
- * 函數(shù)功能 : 刷新屏幕顯示
- * 輸 入 : hang,add,*p
- * 輸 出 : 無
- *******************************************************************************/
- void wri_string(unsigned char y,unsigned char x,unsigned char *p)
- {
- if(y==1)//如果選擇第一行
- lcd_wri_com(0x80+x);//選中地址
- else
- lcd_wri_com(0xc0+x);//選中地址
- while(*p)
- {
- lcd_wri_data(*p);//寫入數(shù)據(jù)
- p++;
- }
- }
- /*******************************************************************************
- * 函 數(shù) 名 : lcd_write_char
- * 函數(shù)功能 :
- * 輸 入 :
- * 輸 出 : 無
- *******************************************************************************/
- void lcd_write_char(unsigned char y, unsigned char x, unsigned char dat) //列x=0~15,行y=0,1
- {
- unsigned char temp_l, temp_h;
- if(y==1)//如果選擇第一行
- lcd_wri_com(0x80+x);//選中地址
- else
- lcd_wri_com(0xc0+x);//選中地址
- temp_l = dat % 10;
- temp_h = dat / 10;
- lcd_wri_data(temp_h + 0x30); //convert to ascii
- lcd_wri_data(temp_l + 0x30);
- }
- /*********************光標(biāo)控制***********************/
- void lcd1602_guanbiao(unsigned char y, unsigned char x,unsigned char on_off)
- {
- if(on_off == 1) //開光標(biāo)
- {
- if(y==1)//如果選擇第一行
- lcd_wri_com(0x80+x);
- else
- lcd_wri_com(0xc0+x);//將光標(biāo)移動(dòng)到秒個(gè)位
- lcd_wri_com(0x0f);//顯示光標(biāo)并且閃爍
- }
- else
- {
- if(y==1)//如果選擇第一行
- lcd_wri_com(0x80+x);
- else
- lcd_wri_com(0xc0+x);//將光標(biāo)移動(dòng)到秒個(gè)位
- lcd_wri_com(0x0c); //關(guān)光標(biāo)
- }
- }
- /*******************************************************************************
- * 函 數(shù) 名 : LcdInit()
- * 函數(shù)功能 : 初始化LCD屏
- * 輸 入 : 無
- * 輸 出 : 無
- *******************************************************************************/
- void lcd_init(void) //LCD初始化子程序
- {
- lcd_wri_com(0x38);//置功能8位雙行
- lcd_wri_com(0x0c);//顯示開關(guān)光標(biāo)
- lcd_wri_com(0x06);//字符進(jìn)入模式屏幕不動(dòng)字符后移
- delay_ms(5);//延時(shí)5ms
- lcd_wri_com(0x01); //清屏
- wri_string(1,0,"welcome user DHT");//初始化顯示
- wri_string(2,0,"H: %RH T: C ");//初始化顯示
- }
- /*********************************************************/
- // 往SHT11寫入一個(gè)字節(jié)
- /*********************************************************/
- char ShtWriteByte(unsigned char value)
- {
- unsigned char i,error=0;
- for(i=128;i>0;i>>=1) // 高位為1,循環(huán)右移
- {
- if (i&value)
- Data_P=1; // 和要發(fā)送的數(shù)相與,結(jié)果為發(fā)送的位
- else
- Data_P=0;
- Sck_P=1;
- _nop_(); // 延時(shí)3us
- _nop_();
- _nop_();
- Sck_P=0;
- }
- Data_P=1; // 釋放數(shù)據(jù)線
- Sck_P=1;
- error=Data_P; // 檢查應(yīng)答信號(hào),確認(rèn)通訊正常
- _nop_();
- _nop_();
- _nop_();
- Sck_P=0;
- Data_P=1;
- return error; // error=1 通訊錯(cuò)誤
- }
- /*********************************************************/
- // 從SHT11讀出一個(gè)字節(jié)
- /*********************************************************/
- char ShtReadByte(unsigned char ack)
- {
- unsigned char i,val=0;
- Data_P=1; // 釋放數(shù)據(jù)線
- for(i=0x80;i>0;i>>=1) // 高位為1,循環(huán)右移
- {
- Sck_P=1;
- if(Data_P)
- val=(val|i); // 讀一位數(shù)據(jù)線的值
- Sck_P=0;
- }
- Data_P=!ack; // 如果是校驗(yàn),讀取完后結(jié)束通訊
- Sck_P=1;
- _nop_(); // 延時(shí)3us
- _nop_();
- _nop_();
- Sck_P=0;
- _nop_();
- _nop_();
- _nop_();
- Data_P=1; // 釋放數(shù)據(jù)線
- return val;
- }
- /*********************************************************/
- // SHT11啟動(dòng)傳輸
- /*********************************************************/
- void ShtTransStart(void)
- {
- Data_P=1;
- Sck_P=0;
- _nop_();
- Sck_P=1;
- _nop_();
- Data_P=0;
- _nop_();
- Sck_P=0;
- _nop_();
- _nop_();
- _nop_();
- Sck_P=1;
- _nop_();
- Data_P=1;
- _nop_();
- Sck_P=0;
- }
- /*********************************************************/
- // SHT11連接復(fù)位
- /*********************************************************/
- void ShtConnectReset(void)
- {
- unsigned char i;
- Data_P=1; //準(zhǔn)備
- Sck_P=0;
- for(i=0;i<9;i++) //DATA保持高,SCK時(shí)鐘觸發(fā)9次,發(fā)送啟動(dòng)傳輸,通迅即復(fù)位
- {
- Sck_P=1;
- Sck_P=0;
- }
- ShtTransStart(); //啟動(dòng)傳輸
- }
- /*********************************************************/
- // SHT11溫濕度檢測(cè)
- /*********************************************************/
- char ShtMeasure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)
- {
- unsigned error=0;
- unsigned int i;
- ShtTransStart(); // 啟動(dòng)傳輸
- switch(mode) // 選擇發(fā)送命令
- {
- case 1 : // 測(cè)量溫度
- error+=ShtWriteByte(0x03);
- break;
- case 2 : // 測(cè)量濕度
- error+=ShtWriteByte(0x05);
- break;
- default:
- break;
- }
- for(i=0;i<65535;i++)
- if(Data_P==0)
- break; // 等待測(cè)量結(jié)束
- if(Data_P)
- error+=1; // 如果長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)線沒有拉低,說明測(cè)量錯(cuò)誤
- *(p_value) =ShtReadByte(1); // 讀第一個(gè)字節(jié),高字節(jié) (MSB)
- *(p_value+1)=ShtReadByte(1); // 讀第二個(gè)字節(jié),低字節(jié) (LSB)
- *p_checksum =ShtReadByte(0); // read CRC校驗(yàn)碼
- return error; // error=1 通訊錯(cuò)誤
- }
- /*********************************************************/
- // SHT11溫濕度值標(biāo)度變換及溫度補(bǔ)償
- /*********************************************************/
- void CalcSHT11(float *p_humidity ,float *p_temperature)
- {
- 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: 12位 濕度
- float t=*p_temperature; // t: 14位 溫度
- float rh_lin; // rh_lin: 濕度 linear值
- float rh_true; // rh_true: 濕度 ture值
- float t_C; // t_C : 溫度 ℃
- t_C=t*0.01 - 40; //補(bǔ)償溫度
- rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //相對(duì)濕度非線性補(bǔ)償
- rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin; //相對(duì)濕度對(duì)于溫度依賴性補(bǔ)償
- *p_temperature=t_C; //返回溫度結(jié)果
- *p_humidity=rh_true; //返回濕度結(jié)果
- }
- /*********************************************************/
- // 溫度校正
- /*********************************************************/
- unsigned char TempCorrect(int temp)
- {
- if(temp<0) temp=0;
- if(temp>970) temp=970;
- if(temp>235) temp=temp+10;
- if(temp>555) temp=temp+10;
- if(temp>875) temp=temp+10;
- temp=(temp%1000)/10;
- return temp;
- }
- /*********************************************************/
- // 濕度校正
- /*********************************************************/
- unsigned char HumiCorrect(unsigned int humi)
- {
- if(humi>999) humi=999;
- if((humi>490)&&(humi<951)) humi=humi-10;
- humi=(humi%1000)/10;
- return humi+4;
- }
- /*********************************************************/
- // 讀取SHT11的溫濕度數(shù)據(jù)
- /*********************************************************/
- void ReadShtData()
- {
- value humi_val,temp_val; // 定義兩個(gè)共同體,一個(gè)用于濕度,一個(gè)用于溫度
- unsigned char error; // 用于檢驗(yàn)是否出現(xiàn)錯(cuò)誤
- unsigned char checksum; // CRC
- unsigned int temp1,humi1; // 臨時(shí)讀取到的溫濕度數(shù)據(jù)
- error=0; //初始化error=0,即沒有錯(cuò)誤
- error+=ShtMeasure((unsigned char*)&temp_val.i,&checksum,1); //溫度測(cè)量
- error+=ShtMeasure((unsigned char*)&humi_val.i,&checksum,2); //濕度測(cè)量
- if(error!=0) //如果發(fā)生錯(cuò)誤,系統(tǒng)復(fù)位
- ShtConnectReset();
- else
- {
- humi_val.f=(float)humi_val.i; //轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)
- temp_val.f=(float)temp_val.i; //轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)
- CalcSHT11(&humi_val.f,&temp_val.f); //修正相對(duì)濕度及溫度
- temp1=temp_val.f*10;
- temp=TempCorrect(temp1);
- humi1=humi_val.f*10-50;
- humi=HumiCorrect(humi1);
- humi = humi + 2;
- }
- }
- void AlarmJudge(void)
- {
- if(temp>AlarmTH) // 溫度是否過高
- {
- LedTH_P=0;
- LedTL_P=1;
- }
- else if(temp<AlarmTL) // 溫度是否過低
- {
- LedTL_P=0;
- LedTH_P=1;
- }
- else // 溫度正常
- {
- LedTH_P=1;
- LedTL_P=1;
- }
- if(humi>AlarmHH) // 濕度是否過高
- {
- LedHH_P=0;
- LedHL_P=1;
- }
- else if(humi<AlarmHL) // 濕度是否過低
- {
- LedHL_P=0;
- LedHH_P=1;
- }
- else // 濕度正常
- {
- LedHH_P=1;
- LedHL_P=1;
- }
- if((LedHH_P==0)||(LedHL_P==0)||(LedTH_P==0)||(LedTL_P==0)) // 蜂鳴器判斷,只要至少1個(gè)報(bào)警燈亮,蜂鳴器就報(bào)警
- {
- for(i=0;i<3;i++)
- {
- beep=0;
- delay_ms(100);
- beep=1;
- delay_ms(100);
- }
- }
- }
- /******************************************************
- ** 函數(shù)名:key_service
- ** 描述 :按鍵服務(wù)函數(shù)
- ** 輸入 :無
- ** 輸出 :無
- ** 調(diào)用 :主程序
- ******************************************************/
- void key_service(void)
- {
- switch (now_window)
- {
- case normal_mode:
- {
- if (key_value == 1)
- {
- now_window = set_mode;
- curr_menu = 0;
- wri_string(1,0,"T: - ");//初始化顯示
- wri_string(2,0,"H: - ");//初始化顯示
- lcd_write_char(1,2,AlarmTL);
- lcd_write_char(1,6,AlarmTH);
- lcd_write_char(2,2,AlarmHL);
- lcd_write_char(2,6,AlarmHH);
- lcd1602_guanbiao(1,3,1);
- }
- }
- break;
- case set_mode:
- {
- if (key_value == 1)
- {
- ++curr_menu;
- if (curr_menu==1)
- {
- lcd1602_guanbiao(1,7,1);
- }
- else if(curr_menu==2)
- {
- lcd1602_guanbiao(2,3,1);
- }
- else if(curr_menu==3)
- {
- lcd1602_guanbiao(2,7,1);
- }
- if(curr_menu>3)
- {
- curr_menu = 0;
- lcd1602_guanbiao(2,7,0);
- now_window = normal_mode;
- wri_string(1,0,"welcome user DHT");//初始化顯示
- wri_string(2,0,"H: %RH T: C ");//初始化顯示
- lcd_write_char(2,2,humi);
- lcd_write_char(2,11,temp);
- lcd_wri_com(0xcd);
- lcd_wri_data(0xdf);
- }
- }
- if (key_value == 2)
- {
- if(curr_menu==0)
- {
- if(++AlarmTL>99)
- {
- AlarmTL = 0;
- }
- lcd_write_char(1,2,AlarmTL);
- lcd1602_guanbiao(1,3,1);
- }
- else if (curr_menu==1)
- {
- if(++AlarmTH>99)
- {
- AlarmTH = 0;
- }
- lcd_write_char(1,6,AlarmTH);
- lcd1602_guanbiao(1,7,1);
- }
- else if(curr_menu==2)
- {
- if(++AlarmHL>99)
- {
- AlarmHL = 0;
- }
- lcd_write_char(2,2,AlarmHL);
- lcd1602_guanbiao(2,3,1);
- }
- else if(curr_menu==3)
- {
- if(++AlarmHH>99)
- {
- AlarmHH = 0;
- }
- lcd_write_char(2,6,AlarmHH);
- lcd1602_guanbiao(2,7,1);
- }
- }
- if (key_value == 3)
- {
- if(curr_menu==0)
- {
- if(--AlarmTL<0)
- {
- AlarmTL = 99;
- }
- lcd_write_char(1,2,AlarmTL);
- lcd1602_guanbiao(1,3,1);
- }
- else if (curr_menu==1)
- {
- if(--AlarmTH<0)
- {
- AlarmTH = 99;
- }
- lcd_write_char(1,6,AlarmTH);
- lcd1602_guanbiao(1,7,1);
- }
- else if(curr_menu==2)
- {
- if(--AlarmHL<0)
- {
- AlarmHL = 99;
- }
- lcd_write_char(2,2,AlarmHL);
- lcd1602_guanbiao(2,3,1);
- }
- else if(curr_menu==3)
- {
- if(--AlarmHH<0)
- {
- AlarmHH = 99;
- }
- lcd_write_char(2,6,AlarmHH);
- lcd1602_guanbiao(2,7,1);
- }
- }
- }
- break;
- }
- }
- /******************************************************
- ……………………
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