单片机+Sht11湿度测量仿真ver1.1代码+Proteus工程

ID:442810 · 发表于 2018-12-9 19:47

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:

#include<reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <math.h> //Keil library
#include <stdio.h> //Keil library
#define uchar unsigned char
typedef union //定义共同类型
{ unsigned int i; //i表示测量得到的温湿度数据（int 形式保存的数据）
float f; //f表示测量得到的温湿度数据（float 形式保存的数据）
} value;
enum {TEMP,HUMI};
sbit DATA = P1^1;
sbit SCK = P1^0;
sbit RS = P2^0;
sbit RW = P2^1;
sbit E = P2^2;
sfr DBPort = 0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口
/******** 1602函数声明 ********/
void LCD_Initial();
void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y);
void Print(unsigned char *str);
void LCD_Write(bit style, unsigned char input);
/******** SHT11函数声明 ********/
void s_connectionreset(void);
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode);
void calc_sth10(float *p_humidity ,float *p_temperature);
//float calc_dewpoint(float h,float t);
/***********************************************************************************************************************************************************/
//SHT11程序
#define noACK 0 //继续传输数据，用于判断是否结束通讯
#define ACK 1 //结束数据传输；
//地址命令读/写
#define STATUS_REG_W 0x06 //000 0011 0
#define STATUS_REG_R 0x07 //000 0011 1
#define MEASURE_TEMP 0x03 //000 0001 1
#define MEASURE_HUMI 0x05 //000 0010 1
#define RESET 0x1e //000 1111 0
//写字节程序
char s_write_byte(unsigned char value)
{
unsigned char i,error=0;
for (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit for masking 高位为1，循环右移
{
if (i&value) DATA=1; //和要发送的数相与，结果为发送的位
else DATA=0;
SCK=1;
_nop_();_nop_();_nop_(); //延时3us
SCK=0;
}
DATA=1; //释放数据线
SCK=1;
error=DATA; //检查应答信号，确认通讯正常
_nop_();_nop_();_nop_();
SCK=0;
DATA=1;
return error; //error=1 通讯错误
}
//读字节程序
char s_read_byte(unsigned char ack)
//----------------------------------------------------------------------------------
{
unsigned char i,val=0;
DATA=1; //释放数据线
for(i=0x80;i>0;i>>=1) //高位为1，循环右移
{
SCK=1;
if(DATA) val=(val|i); //读一位数据线的值
SCK=0;
}
DATA=!ack; //如果是校验，读取完后结束通讯；
SCK=1;
_nop_();_nop_();_nop_(); //延时3us
SCK=0;
_nop_();_nop_();_nop_();
DATA=1; //释放数据线
return val;
}
//启动传输
void s_transstart(void)
// generates a transmission start
// _____ ________
// DATA: |_______|
// ___ ___
// SCK : ___| |___| |______
{
DATA=1; SCK=0; //准备
_nop_();
SCK=1;
_nop_();
DATA=0;
_nop_();
SCK=0;
_nop_();_nop_();_nop_();
SCK=1;
_nop_();
DATA=1;
_nop_();
SCK=0;
}
//连接复位
void s_connectionreset(void)
// communication reset: DATA-line=1 and at least 9 SCK cycles followed by transstart
// _____________________________________________________ ________
// DATA: |_______|
// _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ ___
// SCK : __| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |______| |___| |______
{
unsigned char i;
DATA=1; SCK=0; //准备
for(i=0;i<9;i++) //DATA保持高，SCK时钟触发9次，发送启动传输，通迅即复位
{
SCK=1;
SCK=0;
}
s_transstart(); //启动传输
}
//软复位程序
char s_softreset(void)
// resets the sensor by a softreset
{
unsigned char error=0;
s_connectionreset(); //启动连接复位
error+=s_write_byte(RESET); //发送复位命令
return error; //error=1 通讯错误
}
/*
//读状态寄存器
char s_read_statusreg(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum)
//----------------------------------------------------------------------------------
// reads the status register with checksum (8-bit)
{
unsigned char error=0;
s_transstart(); //transmission start
error=s_write_byte(STATUS_REG_R); //send command to sensor
*p_value=s_read_byte(ACK); //read status register (8-bit)
*p_checksum=s_read_byte(noACK); //read checksum (8-bit)
return error; //error=1 in case of no response form the sensor
}
//写状态寄存器
char s_write_statusreg(unsigned char *p_value)
// writes the status register with checksum (8-bit)
{
unsigned char error=0;
s_transstart(); //transmission start
error+=s_write_byte(STATUS_REG_W);//send command to sensor
error+=s_write_byte(*p_value); //send value of status register
return error; //error>=1 in case of no response form the sensor
} */
//温湿度测量
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)
// 进行温度或者湿度转换，由参数mode决定转换内容；
{
// enum {TEMP,HUMI}; //已经在头文件中定义
unsigned error=0;
unsigned int i;
s_transstart(); //启动传输
switch(mode) //选择发送命令
{
case TEMP : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break; //测量温度
case HUMI : error+=s_write_byte(MEASURE_HUMI); break; //测量湿度
default : break;
}
for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //等待测量结束
if(DATA) error+=1; // 如果长时间数据线没有拉低，说明测量错误
*(p_value) =s_read_byte(ACK); //读第一个字节，高字节 (MSB)
*(p_value+1)=s_read_byte(ACK); //读第二个字节，低字节 (LSB)
*p_checksum =s_read_byte(noACK); //read CRC校验码
return error; // error=1 通讯错误
}
//温湿度值标度变换及温度补偿
void calc_sth10(float *p_humidity ,float *p_temperature)
{
const float C1=-4.0; // 12位湿度精度修正公式
const float C2=+0.0405; // 12位湿度精度修正公式
const float C3=-0.0000028; // 12位湿度精度修正公式
const float T1=+0.01; // 14位温度精度 5V条件修正公式
const float T2=+0.00008; // 14位温度精度 5V条件修正公式
float rh=*p_humidity; // rh: 12位湿度
float t=*p_temperature; // t: 14位温度
float rh_lin; // rh_lin: 湿度 linear值
float rh_true; // rh_true: 湿度 ture值
float t_C; // t_C : 温度 ℃
t_C=t*0.01 - 40; //补偿温度
rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //相对湿度非线性补偿
rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin; //相对湿度对于温度依赖性补偿
if(rh_true>100)rh_true=100; //湿度最大修正
if(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //湿度最小修正
*p_temperature=t_C; //返回温度结果
*p_humidity=rh_true; //返回湿度结果
}
//从相对温度和湿度计算露点
/*float calc_dewpoint(float h,float t)
{
float logEx,dew_point;
logEx=0.66077+7.5*t/(237.3+t)+(log10(h)-2);
dew_point = (logEx - 0.66077)*237.3/(0.66077+7.5-logEx);
return dew_point;
} */
/***********************************************************************************************************************************************************/
//1602程序
//内部等待函数**************************************************************
unsigned char LCD_Wait(void)
{
RS=0;
RW=1; _nop_();
E=1; _nop_();
E=0;
return DBPort;
}
//向LCD写入命令或数据********************************************************
#define LCD_COMMAND 0 // Command
#define LCD_DATA 1 // Data
#define LCD_CLEAR_SCREEN 0x01 // 清屏
#define LCD_HOMING 0x02 // 光标返回原点
void LCD_Write(bit style, unsigned char input)
{
E=0;
RS=style;
RW=0; _nop_();
DBPort=input; _nop_();//注意顺序
E=1; _nop_();//注意顺序
E=0; _nop_();
LCD_Wait();
}
//设置显示模式************************************************************
#define LCD_SHOW 0x04 //显示开
#define LCD_HIDE 0x00 //显示关
#define LCD_CURSOR 0x02 //显示光标
#define LCD_NO_CURSOR 0x00 //无光标
#define LCD_FLASH 0x01 //光标闪动
#define LCD_NO_FLASH 0x00 //光标不闪动
void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)
{
LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);
}
//设置输入模式************************************************************
#define LCD_AC_UP 0x02
#define LCD_AC_DOWN 0x00 // default
#define LCD_MOVE 0x01 // 画面可平移
#define LCD_NO_MOVE 0x00 //default
void LCD_SetInput(unsigned char InputMode)
{
LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);
}
//初始化LCD************************************************************
void LCD_Initial()
{
E=0;
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); //8位数据端口,2行显示,5*7点阵
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);
LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); //开启显示, 无光标
LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); //清屏
LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); //AC递增, 画面不动
}
//液晶字符输入的位置************************
void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)
{
if(y==0)
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);
if(y==1)
LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40));
}
//将字符输出到液晶显示
void Print(unsigned char *str)
{
while(*str!='\0')
{
LCD_Write(LCD_DATA,*str);
str++;
}
}
//延时函数
void delay(int z) //z为毫秒数
{
int x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=125;y>0;y--);
}
/***********************************************************************************************************************************************************/
//主函数
void main()
{
unsigned int temp,humi;
value humi_val,temp_val; //定义两个共同体，一个用于湿度，一个用于温度
// float dew_point; //用于记录露点值
unsigned char error; //用于检验是否出现错误
unsigned char checksum; //CRC
uchar TEMP1[7]; //用于记录温度
uchar HUMI1[6]; //用于记录湿度
LCD_Initial(); //初始化液晶
GotoXY(0,0); //选择温度显示位置
Print("Temp: C"); //5格空格
GotoXY(0,1); //选择湿度显示位置
Print("Humi: %RH"); //5格空格
s_connectionreset(); //启动连接复位
while(1)
{
error=0; //初始化error=0，即没有错误
error+=s_measure((unsigned char*)&temp_val.i,&checksum,TEMP); //温度测量
error+=s_measure((unsigned char*)&humi_val.i,&checksum,HUMI); //湿度测量
if(error!=0) s_connectionreset(); ////如果发生错误，系统复位
else
{
humi_val.f=(float)humi_val.i; //转换为浮点数
temp_val.f=(float)temp_val.i; //转换为浮点数
calc_sth10(&humi_val.f,&temp_val.f); //修正相对湿度及温度
// dew_point=calc_dewpoint(humi_val.f,temp_val.f); //计算e dew_point
temp=temp_val.f*10;
humi=humi_val.f*10;
GotoXY(5,0); //设置温度显示位置
TEMP1[0]=temp/1000+'0'; //温度百位
if (TEMP1[0]==0x30) TEMP1[0]=0x20;
TEMP1[1]=temp%1000/100+'0'; //温度十位
if (TEMP1[1]==0x30 && TEMP1[0]!=0x30) TEMP1[1]=0x20;
TEMP1[2]=temp%100/10+'0'; //温度个位
TEMP1[3]=0x2e; //小数点
TEMP1[4]=temp%10+'0'; //温度小数点后第一位
TEMP1[5]=0xdf; //显示温度符号℃
Print(TEMP1); //输出温度
GotoXY(5,1); //设置湿度显示位置
HUMI1[0]=humi/1000+'0'; //湿度百位
if (HUMI1[0]==0x30) HUMI1[0]=0x20;
HUMI1[1]=humi%1000/100+'0'; //湿度十位
if (HUMI1[1]==0x30 && HUMI1[0]!=0x30) HUMI1[1]=0X20;
HUMI1[2]=humi%100/10+'0'; //湿度个位
HUMI1[3]=0x2E; //小数点
HUMI1[4]=humi%10+'0'; //湿度小数点后第一位
Print(HUMI1); //输出湿度
}
delay(800); //等待足够长的时间，以进行下一次转换
}
}

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