47 基于单片机的书库环境监测

石板小湫2024-12-05 16:57

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。

编辑

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  inttypedef 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;  				//DHT11sbit 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msvoid 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+5usvoid 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）：

百度网盘资料下载https://pan.baidu.com/s/1LQW2armPsJuy9HeeNPeQSg?pwd=xks0

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