基于51单片机的温度甲烷监测报警串口上报proteus仿真原理图PCB

news2024/12/22 17:02:51

功能介绍：
0.本系统采用STC89C52作为单片机
1.LCD1602液晶实时显示当前温度和甲烷浓度
2.超过甲烷浓度阈值，蜂鸣器报警
3.按键可更改甲烷浓度阈值上限和启动/暂停检测
4.0`20%浓度，绿色LED点亮
20%~阈值上限，黄色LED点亮，电机启动
超过阈值上限，红色LED点亮，电机启动，蜂鸣器报警
5.每隔2天，电机转动10分钟（为了方便演示，演示视频为间隔20秒）
6.采用DC002作为电源接口可直接输入5V给整个系统供电

原理图：
在这里插入图片描述

PCB ：
在这里插入图片描述

主程序：

#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 "18b20.h"
#include "tlc0832.h"
#include "lcd1602.h"
#include "delay.h"

sbit KEY_SUB = P3^6;
sbit KEY_ADD = P3^4;
sbit KEY_ALARM = P3^5;

sbit BUZZER = P2^2;
sbit MOTOR = P3^7;

sbit LED_RED = P1^5;
sbit LED_YELLOW = P1^4;
sbit LED_GREEN = P1^3;



#define ON 0
#define OFF 1

#define BUZZER_ON (BUZZER = 0)
#define BUZZER_OFF (BUZZER = 1)

#define MOTOR_ON (MOTOR = 0)
#define MOTOR_OFF (MOTOR = 1)

unsigned char dispFlag = 0; //更新显示标志
bit setFlag = 0; //设置参数标志
bit sendFlag = 0; //串口发送标志
bit alarmSwitch = 1; //报警开关
bit alarmFlag = 1; //报警标志
bit motorFlag = 0; //报警开启电机标志
bit motorFlag1 = 1; //定时开启电机标志
unsigned int second = 0;
unsigned char hour = 0;


int tempBuf = 0;                   //读取温度值
float temperature;              //实际温度值
int temperatureMax = 50;              //温度阈值
bit readTempFlag = 0; //定义读温度标志

int Conc = 0;
unsigned int ConcMax = 50;

char dis0[18]; //定义显示区域临时存储数组

void SendData(void);
void CheckKey(void);
void Timer0_Init(void); //定时器初始化
void UART_Init(void); //串口初始化
void UART_SendByte(unsigned char dat); //串口发送单字节数据
void UART_SendStr(unsigned char *s, unsigned char length); //发送定长度字符串


void main(void)
{
    bit ack = 0;
    
    Timer0_Init();
    LCD_Init();   //初始化液晶
    DelayMs(200); //延时有助于稳定
    LCD_Clear();  //清屏

    LCD_DispStr(0, 0, "T:      C S:   %");
    LCD_DispOneChar(7, 0, 0xdf); //写入温度右上角点

    sprintf(dis0, "SS:%3d%%", ConcMax); //打印温度值
    LCD_DispStr(0, 1, dis0);             //显示第二行
    UART_Init(); //初始化串口

    while (1) //主循环
    {
        CheckKey();            //检测按键
        if (readTempFlag == 1) //读取温度标志
        {
            readTempFlag = 0;
            DS18B20_Start();
            ack  = DS18B20_GetTemp(&tempBuf);
            if (ack == 1)
            {
                temperature = (float)tempBuf * 0.0625; //温度值转换
            }
            else 
            {
                temperature = 0;
            }
        }

        if (dispFlag == 1)
        {
            dispFlag = 0;

            sprintf(dis0, "%5.1f", temperature); //打印温度值
            LCD_DispStr(2, 0, dis0);             //显示第二行
           
            Conc = ReadADC(AIN0_GND);
            if (Conc <= 29)
            {
                Conc = 29;
            }
            Conc = (100 * (Conc - 29)) / 227; //计算有害气体浓度百分比
            

            sprintf(dis0, "%3d", Conc); //打印温度值
            LCD_DispStr(12, 0, dis0);             //显示第二行

            if (alarmSwitch)
            {
                if (Conc > ConcMax) //浓度超过最大设定则报警
                {
                    BUZZER_ON;
                    motorFlag = 1;
                    LED_RED = ON;
                    LED_YELLOW = OFF;
                    LED_GREEN = OFF;
                    alarmFlag = 1;
                }
                else if (Conc > 20 && Conc <= ConcMax) //浓度处于中间范围
                {
                    BUZZER_OFF;
                    motorFlag = 1;
                    LED_RED = OFF;
                    LED_YELLOW = ON;
                    LED_GREEN = OFF;
                    alarmFlag = 0;
                }
                else //浓度正常范围
                {
                    BUZZER_OFF;
                    motorFlag = 0;
                    LED_RED = OFF;
                    LED_YELLOW = OFF;
                    LED_GREEN = ON;
                    alarmFlag = 0;
                }
            }

            if (motorFlag == 1 || motorFlag1 == 1)
            {
                MOTOR_ON;
            }
            else
            {
                MOTOR_OFF;
            }

        }

        if (sendFlag == 1)
        {
            sendFlag = 0;
            SendData();
        }
    }
}


/************************* 串口发送数据 *************************/
void SendData(void)
{
    sprintf(dis0, "T:%5.1f'C S:%3d%%\r\n", temperature, Conc); //串口发送
    UART_SendStr(dis0, 18); //发送数据
    DelayMs(100);
    if (alarmFlag == 1)
    {
        UART_SendStr("Warning!!!\r\n", 12); //发送数据
        DelayMs(100);
    }
}

void CheckKey(void)
{

    if (KEY_SUB == 0) //减键按下
    {
        DelayMs(200);
        if (KEY_SUB == 0) //减键按下
        {
            if (ConcMax > 20)
            {
                ConcMax = ConcMax - 1;
            }
            sprintf(dis0, "SS:%3d%%", ConcMax);
            LCD_DispStr(0, 1, dis0);
        }
        
    }
    
    if (KEY_ADD == 0) //加键按下
    {
        DelayMs(200);
        if (KEY_ADD == 0) //加键按下
        {
            if (ConcMax < 99)
            {
                ConcMax = ConcMax + 1;
            }
            sprintf(dis0, "SS:%3d%%", ConcMax);
            LCD_DispStr(0, 1, dis0);
        }
        
    }
    
    if (KEY_ALARM == 0) //取消报警按键
    {
        DelayMs(20);
        if (KEY_ALARM == 0) //取消报警按键
        {
            if (alarmSwitch)
            {
                alarmSwitch = 0;
                BUZZER_OFF;
                LED_RED = OFF;
                LED_YELLOW = OFF;
                LED_GREEN = OFF;
            }
            else
            {
                alarmSwitch = 1;
            }
        }
        while (KEY_ALARM == 0);
    }
}

/*------------------------------------------------
                    定时器初始化子程序
------------------------------------------------*/
void Timer0_Init(void)
{
    TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响
    TH0 = (65536 - 18432) / 256; //重新赋值 20ms
    TL0 = (65536 - 18432) % 256;
    EA = 1;  //总中断打开
    ET0 = 1; //定时器中断打开
    TR0 = 1; //定时器开关打开
}
/*------------------------------------------------
                定时器中断子程序
------------------------------------------------*/
void Timer0_Interrupt(void) interrupt 1
{
    static unsigned char time20ms  = 0;
    TH0 = (65536 - 18432) / 256; //重新赋值 20ms
    TL0 = (65536 - 18432) % 256;
    time20ms++;

    if (time20ms > 50)
    {
        time20ms = 0;
        readTempFlag = 1; //读标志位置1
        sendFlag = 1;
        if (motorFlag1 == 0) //电机停止状态
        {
            if (second >= 20 - 1) //1小时
            {
                second = 0;
                hour++;
                if (hour >= 2 - 1) //48小时
                {
                    hour = 0;
                    motorFlag1 = 1; //电机启动标志
                }
            }
            else
            {
                second++;
            }
        }
        else
        {
            if (second >= 20 - 1) //10分钟
            {
                second = 0;
                motorFlag1 = 0;
            }
            else
            {
                second++;
            }
        }
    }

    if (time20ms % 10 == 0)
    {
        dispFlag = 1;
    }
}


/************************* 串口配置 *************************/
void UART_Init(void)
{
	SCON = 0x50;
	TH2 = 0xFF;
	TL2 = 0xFD;
	RCAP2H = 0xFF;  //(65536-(FOSC/32/BAUD))   BAUD = 115200 FOSC = 11059200
	RCAP2L = 0xFD;

	/*****************/
	TCLK = 1;
	RCLK = 1;
	C_T2 = 0;
	EXEN2 = 0;

	/*****************/
	TR2 = 1;
	ES   = 0; //关闭串口中断
	EA   = 1; //打开总中断

}

/************************* 串口发送字节 *************************/
void UART_SendByte(unsigned char dat) //串口发送单字节数据
{
	unsigned char time_out;
    
	time_out = 0;
	SBUF = dat;						  //将数据放入SBUF中
	while ((!TI) && (time_out < 100)) //检测是否发送出去
	{
		time_out++;
		DelayUs10x(2);
	}		//未发送出去 进行短暂延时
	TI = 0; //清除ti标志
}

/************************* 串口发送字符串 *************************/
void UART_SendStr(unsigned char *s, unsigned char length)
{
	unsigned char num;
	num = 0x00;
	while (num < length) //发送长度对比
	{
		UART_SendByte(*s); //放松单字节数据
		s++;			  //指针++
		num++;			  //下一个++
	}
}

仿真演示视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1514y1h7eT/

实物演示视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1uN4y1A7B5/

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