基于51单片机的智能家居系统
（仿真＋程序＋原理图＋设计报告）
功能介绍
具体功能：
1.DS18B20检测温度，MQ-2检测烟雾、ADC0832实现模数转换；
2.按键可以设置温度、烟雾浓度阈值；
3.LCD1602实时显示温度、烟雾值，温度、烟雾浓度阈值；
4.当温度、烟雾超过其阈值，对应LED+蜂鸣器产生声光报警；
5.红外模块检测到人，则会进行入侵报警；
6.GSM模块远程监控;
演示视频：
基于51单片机的温度、烟雾、防盗、GSM上报智能家居系统
#include <reg52.h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include "stdio.h"
#include "intrins.h"
#include "usart.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define false 1
#define true 0
uchar yushe_wendu=50; //温度预设值
uchar yushe_yanwu=100; //烟雾预设值
uint wendu; //温度值全局变量
uchar yanwu; //用于读取ADC数据
//运行模式
uchar Mode=0; //=1是设置温度阀值 =2是设置烟雾阀值 =0是正常监控模式
uchar Mode1=1,t;
sbit s1=P3^7; //启动火灾报警
sbit s2=P3^6; //红外模块工作
sbit s3=P3^5; //停止报警
sbit Led_R=P2^3; //入侵报警
sbit Led_G=P2^5; //红外模块工作指示灯
sbit Buzzer=P2^1; //蜂鸣器
sbit HR =P3^4; //热释电传感器IO接口
sbit Led_Y =P2^2; //烟雾报警指示灯
sbit Led_W =P2^4; //温度报警值指示灯
/********************************************************************
* 名称 : delay_1ms()
* 功能 : 延时1ms函数
* 输入 : q
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void delay_ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<110;j++);
}
/***********************************************************************************************************
LCD1602相关函数
***********************************************************************************************************/
//LCD管脚声明 （RW引脚实物直接接地，因为本设计只用到液晶的写操作，RW引脚一直是低电平）
sbit LCDRS = P2^0;
sbit LCDEN = P2^6;
sbit D0 = P0^0;
sbit D1 = P0^1;
sbit D2 = P0^2;
sbit D3 = P0^3;
sbit D4 = P0^4;
sbit D5 = P0^5;
sbit D6 = P0^6;
sbit D7 = P0^7;
//LCD延时
void LCDdelay(uint z) //该延时大约100us（不精确，液晶操作的延时不要求很精确）
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=10;y>0;y--);
}
void LCD_WriteData(u8 dat)
{
if(dat&0x01)D0=1;else D0=0;
if(dat&0x02)D1=1;else D1=0;
if(dat&0x04)D2=1;else D2=0;
if(dat&0x08)D3=1;else D3=0;
if(dat&0x10)D4=1;else D4=0;
if(dat&0x20)D5=1;else D5=0;
if(dat&0x40)D6=1;else D6=0;
if(dat&0x80)D7=1;else D7=0;
}
//写命令
void write_com(uchar com)
{
LCDRS=0;
LCD_WriteData(com);
// DAT=com;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
//写数据
void write_data(uchar date)
{
LCDRS=1;
LCD_WriteData(date);
// DAT=date;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
/*------------------------------------------------
选择写入位置
------------------------------------------------*/
void SelectPosition(unsigned char x,unsigned char y)
{
if (x == 0)
{
write_com(0x80 + y); //表示第一行
}
else
{
write_com(0xC0 + y); //表示第二行
}
}
/*------------------------------------------------
写入字符串函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
SelectPosition(x,y) ;
while (*s)
{
write_data( *s);
s ++;
}
}
//========================================================================
// 函数: void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l)
// 应用: LCD_Write_Char(0,1,366,4) ;
// 描述: 在第0行第一个字节位置显示366的后4位,显示结果为 0366
// 参数: x:行,y:列,s:要显示的字,l:显示的位数
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 备注: 最大显示65535
//========================================================================
void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l)
{
SelectPosition(x,y) ;
if(l>=5)
write_data(0x30+s/10000%10); //万位
if(l>=4)
write_data(0x30+s/1000%10); //千位
if(l>=3)
write_data(0x30+s/100%10); //百位
if(l>=2)
write_data(0x30+s/10%10); //十位
if(l>=1)
write_data(0x30+s%10); //个位
}
/*1602指令简介
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
write_com(0x0d);//打开显示 阴影闪烁
*/
//1602初始化
void Init1602()
{
uchar i=0;
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
write_com(0x06);//当读或写一个字符是指针后移一位
write_com(0x01);//清屏
}
void Display_1602(yushe_wendu,yushe_yanwu,c,temp)
{
//显示预设温度
LCD_Write_Char(0,6,yushe_wendu,2) ;//2个字符长度
//显示预设烟雾
LCD_Write_Char(0,13,yushe_yanwu,3) ;
//时时温度
LCD_Write_Char(1,6,c/10,2) ;
write_data('.');
LCD_Write_Char(1,9,c%10,1) ;
//时时烟雾
LCD_Write_Char(1,13,temp,3) ;
}
/***********************************************************************************************************
ADC0832相关函数
***********************************************************************************************************/
sbit ADCS =P1^1; //ADC0832 片选
sbit ADCLK =P1^2; //ADC0832 时钟
sbit ADDI =P1^3; //ADC0832 数据输入 /*因为单片机的管脚是双向的,且ADC0832的数据输入输出不同时进行,
sbit ADDO =P1^3; //ADC0832 数据输出 /*为节省单片机引脚,简化电路所以输入输出连接在同一个引脚上
//========================================================================
// 函数: unsigned int Adc0832(unsigned char channel)
// 应用: temp=Adc0832(0);
// 描述: 读取0通道的AD值
// 参数: channel:通道0和通道1选择
// 返回: 选取通道的AD值
//========================================================================
unsigned int Adc0832(unsigned char channel)
{
uchar i=0;
uchar j;
uint dat=0;
uchar ndat=0;
uchar Vot=0;
if(channel==0)channel=2;
if(channel==1)channel=3;
ADDI=1;
_nop_();
_nop_();
ADCS=0;//拉低CS端
_nop_();
_nop_();
ADCLK=1;//拉高CLK端
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿1
_nop_();
_nop_();
ADCLK=1;//拉高CLK端
ADDI=channel&0x1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿2
_nop_();
_nop_();
ADCLK=1;//拉高CLK端
ADDI=(channel>>1)&0x1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿3
ADDI=1;//控制命令结束
_nop_();
_nop_();
dat=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
dat|=ADDO;//收数据
ADCLK=1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//形成一次时钟脉冲
_nop_();
_nop_();
dat<<=1;
if(i==7)dat|=ADDO;
}
for(i=0;i<8;i++)
{
j=0;
j=j|ADDO;//收数据
ADCLK=1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK=0;//形成一次时钟脉冲
_nop_();
_nop_();
j=j<<7;
ndat=ndat|j;
if(i<7)ndat>>=1;
}
ADCS=1;//拉
ADCLK=0;//拉低CLK端
ADDO=1;//拉高数据端,回到初始状态
dat<<=8;
dat|=ndat;
return(dat); //return ad data
}
/***********************************************************************************************************
DS18B20相关函数
***********************************************************************************************************/
sbit DQ = P1^0; //ds18b20的数据引脚
/*****延时子程序：该延时主要用于ds18b20延时*****/
void Delay_DS18B20(int num)
{
while(num--) ;
}
/*****初始化DS18B20*****/
void Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ复位
Delay_DS18B20(8); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
Delay_DS18B20(80); //精确延时，大于480us
DQ = 1; //拉高总线
Delay_DS18B20(14);
x = DQ; //稍做延时后，如果x=0则初始化成功，x=1则初始化失败
Delay_DS18B20(20);
}
/*****读一个字节*****/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat>>=1;
DQ = 1; // 给脉冲信号
if(DQ)
dat|=0x80;
Delay_DS18B20(4);
}
return(dat);
}
/*****写一个字节*****/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;//串口发送，从低到高
Delay_DS18B20(5);
DQ = 1;
dat>>=1;
}
}
/*****读取温度*****/
unsigned int ReadTemperature(void)
{
unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned int t=0;
float tt=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); //启动温度转换
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器
a=ReadOneChar(); //读低8位
b=ReadOneChar(); //读高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
t= tt*10+0.5; //放大10倍输出并四舍五入
return(t);
}
//=====================================================================================
//=====================================================================================
//=====================================================================================
/*****校准温度*****/
u16 check_wendu(void)
{
u16 c;
c=ReadTemperature()-5; //获取温度值并减去DS18B20的温漂误差
if(c<1) c=0;
if(c>=999) c=999;
return c;
}
/***********************************************************************************************************
按键检测相关函数
***********************************************************************************************************/
//按键
sbit Key1=P1^6; //设置键
sbit Key2=P1^7; //加按键
sbit Key3=P1^5; //减按键
#define KEY_SET 1 //设置
#define KEY_ADD 2 //加
#define KEY_MINUS 3 //减
//========================================================================
// 函数: u8 Key_Scan()
// 应用: temp=u8 Key_Scan();
// 描述: 按键扫描并返回按下的键值
// 参数: NONE
// 返回: 按下的键值
// 版本: VER1.0
// 备注: 该函数带松手检测,按下键返回一次键值后返回0,直至第二次按键按下
//========================================================================
u8 Key_Scan()
{
static u8 key_up=1;//按键按松开标志
if(key_up&&(Key1==0||Key2==0||Key3==0))
{
delay_ms(10);//去抖动
key_up=0;
if(Key1==0) return 1;
else if(Key2==0)return 2;
else if(Key3==0)return 3;
}
else if(Key1==1&&Key2==1&&Key3==1)
key_up=1;
return 0;// 无按键按下
}
void main (void)
{
u8 key;
u8 SmokeFlag = false;
u8 yanwu_cashe;
u8 TempFlag = false;
u16 wendu_cashe;
u8 IntrudeFlag = false;
char String[50];
char Value[3];
wendu=check_wendu(); //初始化时调用温度读取函数 防止开机85°C
Init1602(); //调用初始化显示函数
UsartInit();
LCD_Write_String(0,0,"SET T:00 E:000"); //开机界面
LCD_Write_String(1,0,"NOW T:00 E:000");
delay_ms(1000);
wendu=check_wendu(); //初始化时调用温度读取函数 防止开机85°C
while (1) //主循环
{
key=Key_Scan(); //按键扫描
yanwu=Adc0832(0); //读取烟雾值
wendu=check_wendu(); //读取温度值
if(key==KEY_SET)
{
Mode++;
}
switch(Mode) //判断模式的值
{
case 0: //监控模式
{
Display_1602(yushe_wendu,yushe_yanwu,wendu,yanwu); //显示预设温度，预设烟雾，温度值，烟雾值
if(yanwu>=yushe_yanwu) //烟雾值大于等于预设值时
{
Buzzer=0; //蜂鸣器报警
Led_Y=0; //烟雾指示灯亮
if(yanwu_cashe != yanwu){
yanwu_cashe = yanwu;
SmokeFlag = false;
}
if(SmokeFlag == false){
Value[0] = 0x30+yanwu/100%10;
Value[1] = 0x30+yanwu/10%10;
Value[2] = 0x30+yanwu%10;
sprintf(String,"Smoke Alert Start! Value:%s \r\n",Value);
SendStr(String);
SmokeFlag = true;
}
}
else //烟雾值小于预设值时
{
Led_Y=1; //关掉报警灯
Buzzer=1; //蜂鸣器报警
if(SmokeFlag == true){
SendStr("Smoke Alert Stop!\r\n");
SmokeFlag = false;
}
}
if(wendu>=(yushe_wendu*10) && wendu<=800) //温度大于等于预设温度值时（为什么是大于预设值*10：因为我们要显示的温度是有小数点后一位，是一个3位数，25.9°C时实际读的数是259，所以判断预设值时将预设值*10）
{
Buzzer=0; //打开蜂鸣器报警
Led_W=0; //打开温度报警灯
if(wendu_cashe != wendu){
wendu_cashe = wendu;
TempFlag = false;
}
if(TempFlag == false){
sprintf(String,"Temperature Alert Start! Value:%2.1f \r\n",wendu*1.0/10);
SendStr(String);
TempFlag = true;
}
}
else //温度值小于预设值时
{
Led_W=1; //关闭报警灯
Buzzer=1;
if(TempFlag == true){
SendStr("Temperature Alert Stop!\r\n");
TempFlag = false;
}
}
if(s2 == 0){
Buzzer=0;
if(IntrudeFlag == false){
SendStr("Intrude Alert Start!\r\n");
IntrudeFlag=true;
}
}else{
if(IntrudeFlag==true){
SendStr("Intrude Alert Stop!\r\n");
IntrudeFlag=false;
}
}
break;
}
case 1://预设温度模式
{
SelectPosition(0,5) ; //指定位置
write_com(0x0d); //阴影闪烁
if(key==KEY_ADD) //加键按下
{
yushe_wendu++; //预设温度值（阀值）加1
if(yushe_wendu>=99) //当阀值加到大于等于99时
yushe_wendu=99; //阀值固定为99
LCD_Write_Char(0,6,yushe_wendu,2) ;//显示预设温度
}
if(key==KEY_MINUS) //减键按下
{
if(yushe_wendu<=1) //当温度上限值减小到1时
yushe_wendu=1; //固定为1
yushe_wendu--; //预设温度值减一,最小为0
LCD_Write_Char(0,6,yushe_wendu,2) ;//显示预设温度
}
break; //执行后跳出switch
}
case 2: //预设烟雾模式
{
SelectPosition(0,12) ; //指定位置
write_com(0x0d); //打开显示 无光标 光标闪烁
if(key==KEY_ADD) //加键按下
{
if(yushe_yanwu>=255) //当阀值加到大于等于255时
yushe_yanwu=254; //阀值固定为254
yushe_yanwu++; //预设烟雾值（阀值）加1,最大为255
LCD_Write_Char(0,13,yushe_yanwu,3) ;//显示预设烟雾
}
if(key==KEY_MINUS) //减键按下
{
if(yushe_yanwu<=1) //当烟雾上限值减小到1时
yushe_yanwu=1; //固定为1
yushe_yanwu--; //预设温度值减一,最小为0
LCD_Write_Char(0,13,yushe_yanwu,3) ;//显示预设烟雾
}
break;
}
default :
{
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
Mode=0; //恢复正常模式
break;
}
}
if(s1==0)//手动启动火灾报警
{
Led_Y=0;
Led_W=0;
Buzzer=0;
}
if(s2==0)
{
Led_G = 0;
Buzzer=0;
}
if((HR==0)&&(s2==0)) //热释电传感器接通
{
Led_R=0;
Buzzer=0;
}
if(s3==0)
{
Led_R=1;
Led_Y=1;
Led_W=1;
Buzzer=1;
}
}
} 硬件设计
使用元器件：
单片机：STC89C52；
（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。）
ADC0832；MQ-2；
电解电容:0.1uf、1000uf；
LED灯；LCD1602；
三极管；自锁开关；
按键开关；电阻；
SIM800C通信模块；
HC--SR501红外传感器；
导线：若干；
设计资料
01 仿真图
本设计使用proteus8.9版本设计，资料里有安装教程，无需担心！具体如图！
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keil5版本编程设计，资料里有安装教程，无需担心！具体如图！
04 设计报告
五千字设计报告，仅供参考，具体如下！
05 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、设计报告、元件清单、仿真操作视频讲解等。具体内容如下，全网最全! ！
资料获取请观看前面演示视频！
点赞分享一起学习成长。
