基于51单片机智能加湿器控制系统

news2024/10/8 19:58:02

基于51单片机智能加湿器控制系统

（仿真＋程序＋原理图）

功能介绍

具体功能：

1.LCD1602实时显示湿度值（湿度范围10%-95%）和湿度阈值；

2.可以通过按键设置湿度阈值范围；

3.当湿度值小于阈值时，开启加湿（绿灯模拟）；

4.液位用按键模拟3种状态：低（L）、正常（N）、高（H），并在液晶实时显示；

5.用3个指示灯模拟显示。低液位时黄灯亮，正常液位蓝灯亮，高液位是红灯亮；

6.当液位低于低液位时，蜂鸣器报警，停止加湿（如果在加湿）；

​演示视频：

基于51单片机智能加湿器控制系统 


#include <reg52.h>	 					// 头文件包含
#include <intrins.h>

#define uint  unsigned int 		// 以后unsigned char就可以用uchar代替
#define uchar unsigned char  	// 以后unsigned int 就可以用uint 代替

           
#define STATUS_REG_W 0x06   
#define STATUS_REG_R 0x07       
#define RESET        0x1e 


typedef union              		//定义共用同类型 
{    
	unsigned int i; 
	float f; 
}value; 


sbit Buzzer_P  = P1^0;     	// 蜂鸣器
sbit LcdRs_P   = P1^2; 			// 1602液晶的RS管脚
sbit LcdRw_P   = P1^3;			// 1602液晶的RW管脚
sbit LcdEn_P   = P1^4;			// 1602液晶的EN管脚

sbit Sck_P     = P2^0;			// SHT11传感器的时钟管脚
sbit Data_P    = P2^1;			// SHT11传感器的数据管脚


uchar temp;							// 保存温度
uchar humi;				  		// 保存湿度

uchar AlarmTL=20;				// 温度下限报警值
uchar AlarmTH=30;				// 温度上限报警值
uchar AlarmHL=40; 			// 湿度下限报警值
uchar AlarmHH=80;				// 湿度上限报警值


/*********************************************************/
// 毫秒级的延时函数，time是要延时的毫秒数
/*********************************************************/
void DelayMs(uint time)
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<time;i++)
		for(j=0;j<112;j++);
} 


/*********************************************************/
// 1602液晶写命令函数，cmd就是要写入的命令
/*********************************************************/
void LcdWriteCmd(uchar cmd)
{ 
	LcdRs_P = 0;
	LcdRw_P = 0;
	LcdEn_P = 0;
	P0=cmd;
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 1;    
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 0;	
}


/*********************************************************/
// 1602液晶写数据函数，dat就是要写入的数据
/*********************************************************/
void LcdWriteData(uchar dat)
{
	LcdRs_P = 1; 
	LcdRw_P = 0;
	LcdEn_P = 0;
	P0=dat;
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 1;    
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 0;
}


/*********************************************************/
// 1602液晶初始化函数
/*********************************************************/
void LcdInit()
{
	LcdWriteCmd(0x38);        // 16*2显示，5*7点阵，8位数据口
	LcdWriteCmd(0x0C);        // 开显示，不显示光标
	LcdWriteCmd(0x06);        // 地址加1，当写入数据后光标右移
	LcdWriteCmd(0x01);        // 清屏
}


/*********************************************************/
// 液晶光标定位函数
/*********************************************************/
void LcdGotoXY(uchar line,uchar column)
{
	// 第一行
	if(line==0)        
			LcdWriteCmd(0x80+column); 
	// 第二行
	if(line==1)        
			LcdWriteCmd(0x80+0x40+column); 
}


/*********************************************************/
// 液晶输出字符串函数
/*********************************************************/
void LcdPrintStr(uchar *str)
{
	while(*str!='\0') 			// 判断是否到字符串的尽头了
		LcdWriteData(*str++);
}


/*********************************************************/
// 液晶输出数字
/*********************************************************/
void LcdPrintNum(uchar num)
{
	LcdWriteData(num/10+48);	// 十位
	LcdWriteData(num%10+48); 	// 个位
}



/*********************************************************/
// 往SHT11写入一个字节
/*********************************************************/
char ShtWriteByte(uchar value)
{
	uchar i,error=0;
	for(i=128;i>0;i>>=1)  // 高位为1，循环右移
	{
		if (i&value) 
			Data_P=1;       	// 和要发送的数相与，结果为发送的位
		else 
			Data_P=0;
		Sck_P=1;
		_nop_();						// 延时3us
		_nop_();
		_nop_();     
		Sck_P=0;
	}
	Data_P=1;    					// 释放数据线
	Sck_P=1;
	error=Data_P;  				// 检查应答信号，确认通讯正常
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	Sck_P=0;
	Data_P=1;
	return error; 				// error=1 通讯错误
}
 

/*********************************************************/
// 从SHT11读出一个字节
/*********************************************************/
char ShtReadByte(uchar ack)
{
	unsigned char i,val=0;
	Data_P=1; 						// 释放数据线
	for(i=0x80;i>0;i>>=1)	// 高位为1，循环右移
	{
		Sck_P=1;
		if(Data_P) 
			val=(val|i);    	// 读一位数据线的值
		Sck_P=0;
	}
	Data_P=!ack;    			// 如果是校验，读取完后结束通讯
	Sck_P=1;
	_nop_();							// 延时3us
	_nop_();
	_nop_();
	Sck_P=0;
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	Data_P=1; 						// 释放数据线
	return val;
}


/*********************************************************/
// SHT11启动传输
/*********************************************************/
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连接复位
/*********************************************************/
void ShtConnectReset(void)
{
	unsigned char i;
	Data_P=1; 		   		//准备
	Sck_P=0;              
	for(i=0;i<9;i++)  	//DATA保持高，SCK时钟触发9次，发送启动传输，通迅即复位
	{
		Sck_P=1;
		Sck_P=0;
	}
	ShtTransStart();   	//启动传输
}


/*********************************************************/
// SHT11温湿度检测
/*********************************************************/
char ShtMeasure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, uchar mode)
{
	unsigned error=0;
	unsigned int i;
	ShtTransStart();  		// 启动传输
	switch(mode)       		// 选择发送命令
	{
		case 1 :   					// 测量温度
			error+=ShtWriteByte(0x03); 
			break;    
		case 2 :   					// 测量湿度
			error+=ShtWriteByte(0x05); 
			break;    
		default: 
			break;
	}
	for(i=0;i<65535;i++) 
		if(Data_P==0) 
			break;  					// 等待测量结束
		if(Data_P) 
			error+=1;   			// 如果长时间数据线没有拉低，说明测量错误
	*(p_value) =ShtReadByte(1);  		// 读第一个字节，高字节 (MSB)
	*(p_value+1)=ShtReadByte(1); 		// 读第二个字节，低字节 (LSB)
	*p_checksum =ShtReadByte(0);  	// read CRC校验码
	return error;  									// error=1 通讯错误
}


/*********************************************************/
// SHT11温湿度值标度变换及温度补偿
/*********************************************************/
void CalcSHT11(float *p_humidity ,float *p_temperature)
{
	const float C1=-4.0;	 			// 12位湿度精度 修正公式
	const float C2=+0.0405;			// 12位湿度精度 修正公式
	const float C3=-0.0000028;	// 12位湿度精度 修正公式
	const float T1=+0.01;	 			// 14位温度精度 5V条件 修正公式
	const float T2=+0.00008;	 	// 14位温度精度 5V条件 修正公式
	float rh=*p_humidity;	 			// rh: 12位 湿度
	float t=*p_temperature;			// t:  14位 温度
	float rh_lin;								// rh_lin: 湿度 linear值
	float rh_true;							// rh_true: 湿度 ture值
	float t_C;	 								// t_C : 温度 ℃
	t_C=t*0.01 - 40;	 					//补偿温度
	rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1;					//相对湿度非线性补偿
	rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin;		//相对湿度对于温度依赖性补偿
	*p_temperature=t_C;	 				//返回温度结果
	*p_humidity=rh_true;	 			//返回湿度结果
}


/*********************************************************/
// 温度校正
/*********************************************************/
uchar 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;	
}


/*********************************************************/
// 湿度校正
/*********************************************************/
uchar HumiCorrect(uint humi)
{
	if(humi>999)  humi=999;
	if((humi>490)&&(humi<951))  humi=humi-10;
	humi=(humi%1000)/10;
	return humi;	
}


/*********************************************************/
// 读取SHT11的温湿度数据
/*********************************************************/
void ReadShtData()
{
	value humi_val,temp_val;  	// 定义两个共同体，一个用于湿度，一个用于温度
	uchar error;  							// 用于检验是否出现错误
	uchar checksum;  						// CRC
	uint temp1,humi1;						// 临时读取到的温湿度数据	

	error=0; 										//初始化error=0，即没有错误
	error+=ShtMeasure((unsigned char*)&temp_val.i,&checksum,1); 	//温度测量
	error+=ShtMeasure((unsigned char*)&humi_val.i,&checksum,2); 	//湿度测量

	if(error!=0) 		  					//如果发生错误，系统复位
		ShtConnectReset();  
	else
	{
		humi_val.f=(float)humi_val.i; 				//转换为浮点数
		temp_val.f=(float)temp_val.i;  				//转换为浮点数
		CalcSHT11(&humi_val.f,&temp_val.f);  	//修正相对湿度及温度
		temp1=temp_val.f*10;
		temp=TempCorrect(temp1);
		humi1=humi_val.f*10-50;
		humi=HumiCorrect(humi1);
	}
	
}
sbit key1 =P3^2; //接口定义
sbit key2 =P3^3;
sbit yeweiG =P3^4;
sbit yeweiD =P3^5;
sbit led_red =P1^7;
sbit led_blu =P1^6;
sbit led_yel =P1^5;	
sbit led_gre =P3^7;
sbit buzzer = P1^0;

unsigned char yeweiFlag = 'N';//液位标志

unsigned char setH= 40; //设置值
unsigned char later = 0;  //延时

void CheckKey(void);

硬件设计

使用元器件：

单片机：AT89C51；

（注意：单片机是通用的，无论51还是52、无论stc还是at都一样，引脚功能都一样。程序也是一样的。）

设计资料

01 仿真图

本设计使用proteus7.8和proteus8.9两个版本设计，向下兼容，无需担心！具体如图！

正常状态

加湿

高液位

低液位

02 原理图

本系统原理图采用Altium Designer19设计，具体如图！

03 程序

本设计使用软件keil4和keil5两个版本编程设计，无需担心！具体如图！

04 设计资料

        资料获取请关注同名公众号，全部资料包括仿真源文件 、程序（含注释）、AD原理图、功能说明等。具体内容如下，全网最全! ！

资料获取请观看前面演示视频！

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