基于51单片机的手环设计仿真

news2024/9/23 5:09:21

目录

一、主要功能

二、硬件资源

三、程序编程

四、实现现象

一、主要功能

基于STC89C52单片机，DHT11温湿度采集温湿度，滑动变阻器连接ADC0832数模转换器模拟水位传感器检测水位，通过LCD1602显示信息，然后在程序里设置好是否有水的判断阈值，比如100，当水位没超过100，则判断没水，此时蜂鸣器报警，当水位超过100时候，蜂鸣器不报警，此时四×四按键矩阵设置湿度的下限，然后判断湿度是否低于下限，若低于下限，则继电器驱动电机转动启动加湿器，蜂鸣器报警。

二、硬件资源

基于KEIL5编写C++代码，PROTEUS8.15进行仿真，全部资源在页尾，提供安装包。

三、程序编程

#include <REGX52.H>
#include<intrins.h>
#include<stdio.h>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned  int

sbit led1 = P2^4;
sbit beep = P3^0;			  //蜂鸣器引脚
sbit DS   = P3^1;                 //DS18B20温度传感器
sbit CS=P2^5;                 //adc0832引脚
sbit CLK=P2^6;
sbit DIO=P2^7;
sbit CS1=P3^2;                 //adc0832引脚
sbit CLK1=P3^3;
sbit DIO1=P3^4;
sbit CS2=P3^5;                 //adc0832引脚
sbit CLK2=P3^6;
sbit DIO2=P3^7;


unsigned char KeyNum;
static uchar u,U,R,u1,U1,R1,u2,U2,R2;      //定义心率 血氧 加速度
static uint temp;
static float ftemp = 0.0f;//温度转变
uint temp;
static unsigned char num; //计时变量
unsigned int password,count; //初始化阈值，次数，一共四位
static int wdyz,xlyz,xyyz,jsyz;
static int mode=0;
static int number=0;
static int count1=0;
static int jsflag=0;//计数标志位
static int mode1 = 0;

void tmpchange();
uint tmp();
void beep_warning();
void cshq();
void cslsz();
void csxs();

void Time0_Init()          //定时器初始化
{
TMOD = 0x01;           //定时器0工作在方式1    
IE   = 0x82;
TH0  = 0xfe;
TL0  = 0x33;     //11.0592MZ晶振，0.5ms
TR0=1;                 //定时器开始
EA=1;
}



void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序
{
   TH0  = 0xfe;             //重新赋值
   TL0  = 0x33;
    num++;
	if(num==200)
	{
	    tmpchange();        //让18b20开始转换温度
	    temp = tmp();       //读取温度
	    ftemp = temp/10.0f; //转换温度
		  num=0;
	}
	if(jsflag == 1)
	{
	count1++;
	if(count1==1000)
	{
		number++;
		LCD_ShowNum(1,14,number,3);
		count1=0;
	}
  }
	
	
	
}

uchar get_AD_Res()            //ADC0832启动读取函数 心率
{
	uchar i, data1=0, data2=0;
	CS=0;
	
	CLK=0;DIO=1;_nop_();
	CLK=1;_nop_();
	
	CLK=0;DIO=1;_nop_(); 
	CLK=1;_nop_();
	
	CLK=0;DIO=0;_nop_();
	CLK=1;_nop_();
	
	CLK=0;DIO=1;_nop_(); 
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		CLK=1;_nop_();
		CLK=0;_nop_();
		data1=(data1<<1)|(uchar)DIO; 
	}
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		data2=data2|(uchar)DIO<<i;
		CLK=1;_nop_();
		CLK=0;_nop_();
	}
	CS=1;
	
	return(data1 == data2)?data1:0;
}

uchar get_AD_Res1()            //ADC0832启动读取函数 血氧
{
	uchar i, data1=0, data2=0;
	CS1=0;
	
	CLK1=0;DIO1=1;_nop_();
	CLK1=1;_nop_();
	
	CLK1=0;DIO1=1;_nop_(); 
	CLK1=1;_nop_();
	
	CLK1=0;DIO1=0;_nop_();
	CLK1=1;_nop_();
	
	CLK1=0;DIO1=1;_nop_(); 
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		CLK1=1;_nop_();
		CLK1=0;_nop_();
		data1=(data1<<1)|(uchar)DIO1; 
	}
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		data2=data2|(uchar)DIO1<<i;
		CLK1=1;_nop_();
		CLK1=0;_nop_();
	}
	CS1=1;
	
	return(data1 == data2)?data1:0;
}

uchar get_AD_Res2()            //ADC0832启动读取函数 加速度
{
	uchar i, data1=0, data2=0;
	CS2=0;
	
	CLK2=0;DIO2=1;_nop_();
	CLK2=1;_nop_();
	
	CLK2=0;DIO2=1;_nop_(); 
	CLK2=1;_nop_();
	
	CLK2=0;DIO2=0;_nop_();
	CLK2=1;_nop_();
	
	CLK2=0;DIO2=1;_nop_(); 
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		CLK2=1;_nop_();
		CLK2=0;_nop_();
		data1=(data1<<1)|(uchar)DIO2; 
	}
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		data2=data2|(uchar)DIO2<<i;
		CLK2=1;_nop_();
		CLK2=0;_nop_();
	}
	CS2=1;
	
	return(data1 == data2)?data1:0;
}

void dsreset(void)            //发出命令
{
  uint i;
  DS=0;		              
  i=103;				   //将总线拉低480us~960us

  while(i>0)i--;
  DS=1;					   //然后拉高总线，若DS18B20做出反应会将在15us~60us后将总线拉低
  i=4;					   //15us~60us等待
  while(i>0)i--;
  //while(DS);
}
bit tmpreadbit(void)          //读取数据
{
   uint i;
   bit dat;
   DS=0;i++;          //i++ for delay
   DS=1;i++;i++;
   dat=DS;
   i=8;while(i>0)i--;
   return (dat);
}
uchar tmpread(void)           //读取数据
{
  uchar i,j,dat;
  dat=0;
  for(i=1;i<=8;i++)
  {
    j=tmpreadbit();
    dat=(j<<7)|(dat>>1);   //读出的数据最低位在最前面，这样刚好一个字节在DAT里
  }
  return(dat);
}
void tmpwritebyte(uchar dat)  //传输数据给DS18B20
{
  uint i;
  uchar j;
  bit testb;
  for(j=1;j<=8;j++)
  {
    testb=dat&0x01;
    dat=dat>>1;
    if(testb)     //write 1
    {
      DS=0;
      i++;i++;
      DS=1;
      i=8;while(i>0)i--;
    }
    else
    {
      DS=0;       //write 0
      i=8;while(i>0)i--;
      DS=1;
      i++;i++;
    }
  }
}
void tmpchange(void)          //DS18B20开始工作
{
  dsreset();
  Delay(1);
  tmpwritebyte(0xcc);  
  tmpwritebyte(0x44);  
}					  
uint tmp()                    //获得温度
{
  float tt;
  uchar a,b;
  dsreset();
  Delay(1);
  tmpwritebyte(0xcc);
  tmpwritebyte(0xbe);
  a=tmpread();//低八位
  b=tmpread();//高八位
  temp=b;
  temp<<=8;             //two byte  compose a int variable
  temp=temp|a;
  tt=temp*0.0625; //算出来的是测到的温度，数值可到小数点后两位
  temp=tt*10+0.5; //为了显示温度后的小数点后一位并作出四舍五入，因为取值运算不能取小数点后的数
  return temp;
}

void beep_warning() //温度传感器蜂鸣器警报并且电机转动
{
 if(ftemp>wdyz)
 {
	 beep = 1;
	 led1 = 1;
 }
 
 if(R>xlyz)
 {
	 beep = 1;
	 led1 =1;
 }
 
 if(R1>xyyz)
 {
	 beep = 1;
	 led1 = 1;
 }
 
 if(R2>jsyz)
 {
	 beep = 1;
	 led1 = 1;
 }
 
 if(ftemp<wdyz && R< xlyz && R1<xyyz && R2<jsyz)
 {
	 beep = 0;
	 led1 = 0;
 }
}


void main()					  //主函数
{	
  led1 = 0;
	beep = 0;			    //蜂鸣器关掉
	LCD_Init();         //显示屏初始化
	LCD_ShowString(1,1,"----shouhuan----");
	Delay(1000);
	LCD_Init();         //显示屏初始化
  Time0_Init();
	ET0=1;
	while(1)
	{
		  cshq(); //参数获取
      cslsz();//按键设置
		  if(mode == 5)
			{
			 beep_warning(); 
			}
		  if(mode1 == 0)
			{
				csxs();//参数显示
			}
	}
}

void csxs() //参数显示
{
	LCD_ShowString(1,1,"wd:");
	LCD_ShowNum(1,4,ftemp,3);
	LCD_ShowString(1,7,"xl:");
	LCD_ShowNum(1,10,R,3);
	LCD_ShowString(2,1,"xy:");
	LCD_ShowNum(2,4,R1,3);
	LCD_ShowString(2,8,"jsd:");
	LCD_ShowNum(2,12,R2,3);
}

void cshq() //参数获取
{
	 u=get_AD_Res();
		  U=(250*u)/128;     //此处将数字信号转化为模拟信号，要根据上拉电阻阻值来确定
		  R=200*U/250;     //获取心率
	
	 u1=get_AD_Res1();
		  U1=(250*u1)/128;     //此处将数字信号转化为模拟信号，要根据上拉电阻阻值来确定
		  R1=200*U1/250;     //获取血氧
	
	 u2=get_AD_Res2();
		  U2=(250*u2)/128;     //此处将数字信号转化为模拟信号，要根据上拉电阻阻值来确定
		  R2=200*U2/250;     //获取加速度
}

void cslsz()//按键判断
{
	KeyNum = MatrixKey();//键盘输入的值进行传递
	if(KeyNum){	
	if(KeyNum <= 10) //把按键的范围定义在0~9
	{			
	  if(count < 3)
		{
			password*=10; //出水量左移一位
			password += KeyNum % 10; //获取一位出水量
			count++;    //计次++，对应出水量位数
		}
			LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示
	}	
	//确认键
	  if(KeyNum == 11) //把11表示确认,对阈值进行确认
		{
		 LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示
			switch(mode)
			{
				case 1:wdyz = password;LCD_ShowNum(2,1,wdyz,3);break;
				case 2:xlyz = password;LCD_ShowNum(2,5,xlyz,3);break;
				case 3:xyyz = password;LCD_ShowNum(2,9,xyyz,3);break;
				case 4:jsyz = password;LCD_ShowNum(2,13,jsyz,3);break;
			}
		}		
		//取消键
		if(KeyNum == 12)
			{
				password = 0;
				count = 0;
				LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示
			}
			
			if(KeyNum == 13)  //q切换
			{
				mode++;
				password = 0;
				count = 0;
				LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示
				switch(mode)
			{
				case 1:LCD_ShowString(1,1,"wd:");break;
				case 2:LCD_ShowString(1,1,"xl:");break;
				case 3:LCD_ShowString(1,1,"xy:");break;
				case 4:LCD_ShowString(1,1,"js:");break;
			}
				password = 0;
				count = 0;
				if(mode>5)
				{
					mode = 0;
				}
			}
			
			if(KeyNum == 14)
			{
				jsflag++;
				if(jsflag>1)
				{
					jsflag = 0;
				}
			}
			if(KeyNum==15)
			{
				LCD_Init();         //显示屏初始化
				mode1++;
				if(mode1>1)
				{
					mode1=0;
				}
			}
		} 
	

  
}

四、实现现象

具体动态效果看B站演示视频：

基于单片机的手环设计

全部资料（源程序、仿真文件、安装包、演示视频）：

百度网盘资料下载

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