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51单片机，采用DHT11湿度传感器检测湿度，DS18B20温度传感器检测温度，
采用滑动变阻器连接数模转换器模拟二氧化碳和氧气浓度检测，各项数值通过lcd1602显示屏显示，
如果各项参数超过阈值，则蜂鸣器报警；若温湿度超过阈值，则同时启动电机转动模拟风扇进行
降温或者除湿。
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"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
static uint temp;
static float ftemp = 0.0f;//温度转变
sbit CS=P1^0; //adc0832引脚
sbit CLK=P1^1;
sbit DIO=P1^2;
sbit CS1=P1^3; //adc0832引脚
sbit CLK1=P1^4;
sbit DIO1=P1^5;
sbit beep=P3^4;
sbit Temp_data=P2^6; //DHT11
sbit DS=P2^4; //DS18B20温度传感器
sbit ssmotor = P3^0;
sbit csmotor = P3^1;
unsigned char rec_dat_lcd0[6];
unsigned char rec_dat_lcd1[6];
unsigned char rec_dat_lcd2[6];
unsigned char rec_dat_lcd3[6];
unsigned int rec_dat[4];
static uchar u,U,R ,u1,U1,R1; //定义变量
static uchar wd,sd;
static int wdyz=37,sdyz=80,coyz=90,pmyz=120;
void DHT11_delay_us(unsigned char n);
void DHT11_delay_ms(unsigned int z);
void DHT11_start();
unsigned char DHT11_rec_byte();
void DHT11_receive();
void beep_warning();
void cshq();
void xxpxs();
void tmpchange();
uint tmp();
void beep_warning();
void ajpd();
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;
}
//延时ms
void DHT11_delay_ms(unsigned int z)
{
unsigned int i,j;
for(i=z; i>0; i--)
for(j=110; j>0; j--);
}
//延时us --2*n+5us
void DHT11_delay_us(unsigned char n)
{
while(--n);
}
//DHT11起始信号
void DHT11_start()
{
Temp_data=1;
DHT11_delay_us(10);
Temp_data=0;
DHT11_delay_ms(50);//这个延时不能过短,18ms以上,实际在仿真当中要想读到数据延时要在延时参数要在40以上才能出数据
Temp_data=1;
DHT11_delay_us(30);//这个延时不能过短
}
//接收一个字节
unsigned char DHT11_rec_byte()
{
unsigned char i,dat=0;
for(i=0; i<8; i++)
{
while(!Temp_data);
DHT11_delay_us(8);
dat <<=1;
if(Temp_data==1)
{
dat +=1;
}
while(Temp_data);
}
return dat;
}
//接收温湿度数据
void DHT11_receive()
{
unsigned int R_H,R_L,T_H,T_L;
unsigned char RH,RL,TH,TL,revise;
DHT11_start();
Temp_data=1;
if(Temp_data==0)
{
while(Temp_data==0); //等待拉高
DHT11_delay_us(40); //拉高后延时80us
R_H=DHT11_rec_byte(); //接收湿度高八位
R_L=DHT11_rec_byte(); //接收湿度低八位
T_H=DHT11_rec_byte(); //接收温度高八位
T_L=DHT11_rec_byte(); //接收温度低八位
revise=DHT11_rec_byte(); //接收校正位
DHT11_delay_us(25); //结束
if((R_H+R_L+T_H+T_L)==revise) //校正
{
RH=R_H;
RL=R_L;
TH=T_H;
TL=T_L;
}
/*数据处理，方便显示*/
rec_dat[0]=RH;
rec_dat[1]=RL;
rec_dat[2]=TH;
rec_dat[3]=TL;
}
}
void dht11()
{
DHT11_delay_ms(150);
DHT11_receive();
sprintf(rec_dat_lcd0,"%d",rec_dat[0]);
sprintf(rec_dat_lcd1,"%d",rec_dat[1]);
sprintf(rec_dat_lcd2,"%d",rec_dat[2]);
sprintf(rec_dat_lcd3,"%d",rec_dat[3]);
DHT11_delay_ms(100);
sd = rec_dat[1]*10 + rec_dat[0];
}
uchar get_AD_Res() //ADC0832启动读取函数
{
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
{
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;
}
void beep_warning()//蜂鸣器警报并且电机转动
{
if(ftemp>wdyz)
{
beep = 1;
ssmotor = 0;
}
else
{
ssmotor = 1;
}
if(sd>sdyz)
{
beep = 1;
csmotor = 0;
}
else
{
csmotor = 1;
}
if(R>coyz) //氧气
{
beep = 1;
}
if(R1>pmyz)//二氧化碳
{
beep = 1;
}
if(ftemp<=wdyz && sd<=sdyz && R<=coyz && R1<=pmyz )
{
beep = 0;
}
}
void main() //主函数
{
LCD_Init(); //显示屏初始化
ssmotor = 1;
csmotor = 1;
beep = 0;
do
{
tmpchange(); //让18b20开始转换温度
temp = tmp(); //读取温度
ftemp = temp/10.0f; //转换温度
cshq(); //参数获取
dht11(); //温湿度获取
xxpxs(); //显示屏显示
beep_warning(); //状态判断
} while(1);
}
void xxpxs() //显示屏显示
{
// LCD_ShowString(1,1,"O2:");
// LCD_ShowNum(1,4,R,3); //CO
LCD_ShowString(1,9,"CO2:");
LCD_ShowNum(1,13,R1,3);//PM2.5
//湿度
LCD_ShowString(2,1,"wd:");
LCD_ShowNum(2,4,ftemp,3);
//温度
LCD_ShowString(2,9,"sd:");
LCD_ShowNum(2,12,sd,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; //O2
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; //CO2
}
四、实现现象
具体动态效果看B站演示视频：
基于单片机的书库环境监测_哔哩哔哩_bilibili
全部资料（源程序、仿真文件、安装包、原理图、演示视频）：
https://pan.baidu.com/s/1LQW2armPsJuy9HeeNPeQSg?pwd=xks0
