4个继电器的DTH11温湿度控制器单片机程序与Proteus仿真

ID:835138 · 发表于 2021-3-8 15:39

根据DTH11传感器来记录温湿度数据，并以此来控制4个不同的继电器，达到控制不同负载来调节温湿度的目的

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

制作出来的实物图如下：

单片机源程序如下:

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <absacc.h>
#include <math.h> //包含头文件
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int //宏定义
//定义四个输出端口
sbit Led_jiashi=P3^6; //加湿
sbit Led_qushi=P3^4; //去湿
sbit Led_jiangwen=P3^2; //降温
sbit Led_shengwen=P3^3; //升温
//定义三个设置按键
sbit Key_SET = P2^0; //设置按键
sbit Key_ADD = P2^1; //加按键
sbit Key_SUB = P2^2; //减按键
sbit Key_OK = P2^3; //确定按键
//定义24C02数据口
sbit SCL = P1^0;
sbit SDA = P1^1;
//定义DHT11数据口
sbit DATA = P1^7;
sbit buzz=P3^5; //蜂鸣器接口
//定义LCD1602端口
sbit E=P1^3; //1602使能引脚
//sbit RW=P2^6; //1602读写引脚我们只需要向液晶里写数据，不需要读取数据，所以就把读写引脚直接接地，程序里就不用单独控制了
sbit RS=P1^2; //1602数据/命令选择引脚
//定义全局变量
uchar U8FLAG,U8temp,U8comdata,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8checkdata_temp; //定义读取温湿度变量
uchar U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8T_data_H,U8T_data_L,U8checkdata;
uchar Mode,humidity,temperature; //设置模式、读取到的湿度温度数据存储变量
char TH,TL,HH,HL; //温湿度的上下限变量
bit bdata FlagStartRH,hot,cold,humid,dry,BJ; //开启转换温湿度标志位、热冷湿干和报警变量
//定时器0初始化
void Timer0_Init()
{
ET0 = 1; //允许定时器0中断
TMOD = 0x11; //定时器工作方式选择
TL0 = 0xb0;
TH0 = 0x3c; //定时器赋予初值50ms
TR0 = 1; //启动定时器T0
}
//定时器0中断
void Timer0_ISR (void) interrupt 1 using 0
{
uchar RHCounter; //定义计数变量
TL0 = 0xb0;
TH0 = 0x3c; //定时器赋予初值
RHCounter++; //每进一次中断就是50ms，此变量加一
if(RHCounter%10==0&&BJ==1) //加到10的整数倍，并且报警标志位为1
buzz=!buzz; //开启报警，每500ms蜂鸣器引脚取反一次，就是蜂鸣器一秒响一次
else if(BJ==0) //报警标志位为0时
buzz=1; //关闭报警
//每2秒钟启动一次温湿度转换
if (RHCounter >= 40) //计数到40次，就是2s，启动一次温湿度转换
{
FlagStartRH = 1; //启动转换变量置1
RHCounter = 0; //计数变量清零
}
}
/*以下程序为24c02的程序，都是官方的实例程序，可以参考时序图理解，都是固定的*/
/*********************************
BASE DRIVE
**********************************/
void DELAY(unsigned int t) //延时函数
{
while(t!=0)
t--;
}
/******************************
IIC DRIVE
******************************/
void IICStart(void) //24c02的开始函数，关于24c02的函数多看下24c02的手册
{
SCL=0; //SCL引脚拉低
DELAY(1); //短延时
SDA=1; SCL=1; DELAY(1); //SDA拉高，SCL拉高，短延时
SDA=0; DELAY(1); //SDA拉低，短延时
SCL=0; //SCL拉低
}
void IICStop(void) //停止
{
SDA=0;SCL=1; DELAY(1); //注释略
SDA=1; DELAY(1);
SCL=0;
}
void SEND0(void) //发送
{
SDA=0;
SCL=1;
DELAY(1);
SCL=0;
}
void SEND1(void)
{
SDA=1;
DELAY(1);
SCL=1;
DELAY(1);
SCL=0;
}
bit Check_Ack(void) //应答
{
unsigned char errtime=250; //定义变量
DELAY(1);
SCL=1;
DELAY(1);
CY=SDA; //SDA引脚高电平就是1，低电平就是0，赋值给CY
while(CY) //如果CY为1，就执行此while
{
errtime--; //变量减
CY=SDA; //赋值
if (!errtime) //判断有没有减到0
{
IICStop(); //停止24C02
return 1; //返回1
}
}
DELAY(1);
SCL=0;
return 0;
}
void Write_byte(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
if((dat<<i)&0x80)
SEND1();
else
SEND0();
}
}
unsigned char Read_byte(void)
{
unsigned char i,temp=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
SDA=1;
SCL=1;
DELAY(1);
if(SDA==1)
{
temp=temp<<1;
temp=temp|0x01;
}
else
temp=temp<<1;
SCL=0;
}
return temp;
}
/************************************
EEPROM DRIVE
Addr:from 0x00-->
*************************************/
unsigned char rdeeprom(unsigned char addr)
{
unsigned char temp=0;
bit flag=0;
IICStart();
Write_byte(0xa0);
Check_Ack();
Write_byte(addr);
Check_Ack();
IICStart();
Write_byte(0xa1);
Check_Ack();
temp=Read_byte();
SEND1();
IICStop();
return temp;
}
void wrteeprom(unsigned char addr,unsigned char dat)
{
IICStart();
Write_byte(0xa0);
Check_Ack();
Write_byte(addr);
Check_Ack();
Write_byte(dat);
Check_Ack();
IICStop();
}
/*以下程序为DHT11温湿度传感器程序，官方的实例程序*/
void Delay1(uint j) //延时程序
{
uchar i;
for(;j>0;j--)
{
for(i=0;i<27;i++);
}
}
void Delay_10us(void) //延时函数，大约10us，不精确
{
uchar i;
i--;
i--;
i--;
i--;
i--;
i--;
}
void COM(void) //读取温湿度函数
{
uchar i;
for(i=0;i<8;i++)
{
U8FLAG=2;
while((!DATA)&&U8FLAG++);
Delay_10us();
Delay_10us();
Delay_10us();
U8temp=0;
if(DATA)U8temp=1;
U8FLAG=2;
while((DATA)&&U8FLAG++);
//超时则跳出for循环
if(U8FLAG==1)break;
//判断数据位是0还是1
// 如果高电平高过预定0高电平值则数据位为 1
U8comdata<<=1;
U8comdata|=U8temp; //0
}//rof
}
//--------------------------------
//-----温湿度读取子程序 ------------
//--------------------------------
//----以下变量均为全局变量--------
//----温度高8位== U8T_data_H------
//----温度低8位== U8T_data_L------
//----湿度高8位== U8RH_data_H-----
//----湿度低8位== U8RH_data_L-----
//----校验 8位 == U8checkdata-----
//----调用相关子程序如下----------
//---- Delay();, Delay_10us();,COM();
//--------------------------------
uchar RH(void)
{
//主机拉低18ms
DATA=0;
Delay1(180); //原来为5
DATA=1;
//总线由上拉电阻拉高主机延时20us
Delay_10us();
Delay_10us();
Delay_10us();
Delay_10us();
//主机设为输入判断从机响应信号
DATA=1;
//判断从机是否有低电平响应信号如不响应则跳出，响应则向下运行
if(!DATA) //T !
{
U8FLAG=2;
//判断从机是否发出 80us 的低电平响应信号是否结束
while((!DATA)&&U8FLAG++);
U8FLAG=2;
//判断从机是否发出 80us 的高电平，如发出则进入数据接收状态
while((DATA)&&U8FLAG++);
//数据接收状态
COM();
U8RH_data_H_temp=U8comdata;
COM();
U8RH_data_L_temp=U8comdata;
COM();
U8T_data_H_temp=U8comdata;
COM();
U8T_data_L_temp=U8comdata;
COM();
U8checkdata_temp=U8comdata;
DATA=1;
//数据校验
U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp);
if(U8temp==U8checkdata_temp)
{
U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp;
U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp;
U8T_data_H=U8T_data_H_temp;
U8T_data_L=U8T_data_L_temp;
U8checkdata=U8checkdata_temp;
}
return 1;
}
else //传感器不响应
{
return 0;
}
}
/********************************************************************
* 文件名：液晶1602显示.c
* 描述 : 该程序实现了对液晶1602的控制。
***********************************************************************/
/********************************************************************
* 名称 : delay()
* 功能 : 延时,延时时间大概为140US。
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void delay()
{
int i,j;
for(i=0; i<=10; i++)
for(j=0; j<=2; j++);
}
/********************************************************************
* 名称 : enable(uchar del)
* 功能 : 1602命令函数
* 输入 : 输入的命令值
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void enable(uchar del)
{
P0 = del; //数据发送到P0口
RS = 0; //RS引脚拉低
E = 1; //E引脚高电平
delay(); //延时
E = 0; //E引脚低电平
delay(); //延时
}
/********************************************************************
* 名称 : write(uchar del)
* 功能 : 1602写数据函数
* 输入 : 需要写入1602的数据
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void write(uchar del)
{
P0 = del; //同上
RS = 1;
E = 1;
delay();
E = 0;
delay();
}
/********************************************************************
* 名称 : L1602_init()
* 功能 : 1602初始化，请参考1602的资料
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void L1602_init(void)
{
enable(0x38); //设置液晶工作模式，意思：16*2行显示，5*7点阵，8位数据
enable(0x0c); //开显示不显示光标
enable(0x06); //整屏不移动，光标自动右移
enable(0x01); //清屏
}
/********************************************************************
* 名称 : L1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)
* 功能 : 改变液晶中某位的值，如果要让第一行，第五个字符显示"b" ，调用该函数如下
L1602_char(1,5,'b')
* 输入 : 行，列，需要输入1602的数据
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void L1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)
{
uchar a; //定义变量
if(hang == 1) a = 0x80; //如果hang变量为1，让地址数据为0x80就是第一行的
if(hang == 2) a = 0xc0; //如果hang变量为0，让地址数据为0xc0就是第二行的
a = a + lie - 1; //列数据减一，因为液晶屏的列是从0开始的
enable(a); //发送行和列数据
write(sign); //写显示内容
}
/********************************************************************
* 名称 : L1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p)
* 功能 : 改变液晶中某位的值，如果要让第一行，第五个字符开始显示"ab cd ef" ，调用该函数如下
L1602_string(1,5,"ab cd ef;")
* 输入 : 行，列，需要输入1602的数据
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void L1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p)
{
uchar a;
if(hang == 1) a = 0x80; //第一行地址
if(hang == 2) a = 0xc0; //第二行地址
a = a + lie - 1; //行和列数据加一起
enable(a); //发送行列数据
while(1) //进入循环
{
if(*p == '\0') break; //发送完字符串后跳出while循环
write(*p); //没发送完就继续发
p++; //字符串指针地址加1
}
}
//显示整型的温湿度数据用，共占用4位，其中一位符号位
void L1602_int(uchar hang, uchar lie, int num)
{
uint temp;
uint gewei,shiwei,baiwei,sign;
if (num >= 0) //如果温度值大于等于0
sign = 0; //符号为正
else //反之
sign = 1; //符号为负
temp = abs(num); //温度值取绝对值
baiwei = temp / 100; //除以100得到温度值百位
temp = temp - baiwei*100; //温度值减去百位得到十位和个位的数
shiwei = temp / 10; //除以10得到十位的数据
gewei = temp - shiwei*10; //减去十位的数据得到个位的数
num = abs(num); //温度取绝对值
if (num>=100) //如果温度大于100
{
// L1602_char(hang, lie+1, baiwei+48);
L1602_char(hang, lie+2, shiwei+48); //显示十位和个位
L1602_char(hang, lie+3, gewei+48);
}
else if (num>=10) //温度大于10
{
if (sign == 1) //负数时
L1602_char(hang, lie+1, '-'); //显示负号
L1602_char(hang, lie+2, shiwei+48); //显示十位和个位数
L1602_char(hang, lie+3, gewei+48);
}
else //温度小于10
{
if (sign == 1) //负数时
L1602_char(hang, lie+2, '-'); //显示负号
else //正数
L1602_char(hang, lie+2, ' '); //十位不显示
L1602_char(hang, lie+3, gewei+48); //显示个位数
}
}
void display() //显示函数
{
if(Mode==0) //不是设置状态
{
L1602_int(1,3,temperature); //显示温度数据
L1602_char(1,7,0xdf); //显示摄氏度的°
L1602_int(1,12,humidity); //显示湿度数据
if(hot==1&&cold==0&&humid==0&&dry==0) //温度过高
{L1602_string(2,1," It's very hot! ");BJ=1;} //显示热，报警
else if(hot==1&&cold==0&&humid==1&&dry==0) //温度高，湿度高
{L1602_string(2,1," Hot and humid! ");BJ=1;} //显示热，湿，报警
else if(hot==1&&cold==0&&humid==0&&dry==1) //温度高，湿度低
{L1602_string(2,1," Hot and dry! ");BJ=1;} //显示热，干，报警
else if(hot==0&&cold==1&&humid==0&&dry==0) //温度低
{L1602_string(2,1," It's very cold!");BJ=1;} //显示冷，报警
else if(hot==0&&cold==1&&humid==1&&dry==0) //温度低，湿度高
{L1602_string(2,1," Cold and humid!");BJ=1;} //显示冷，湿，报警
else if(hot==0&&cold==1&&humid==0&&dry==1) //温度低，湿度低
{L1602_string(2,1," Cold and dry! ");BJ=1;} //显示冷，干，报警
else if(hot==0&&cold==0&&humid==1&&dry==0) //湿度高
{L1602_string(2,1,"It's very humid!");BJ=1;} //显示潮湿，报警
else if(hot==0&&cold==0&&humid==0&&dry==1) //湿度低
{L1602_string(2,1," It's very dry! ");BJ=1;} //显示干燥
else if(hot==0&&cold==0&&humid==0&&dry==0) //都在范围内
{L1602_string(2,1,"Good environment");BJ=0;} //显示环境好，关闭报警
}
}
/***按键函数***/
void KEY() //按键函数
{
if(Key_SET==0) //设置按键按下
{
Delay1(200); //延时去抖
if(Key_SET==0) //再次判断按键按下
{
Mode++; //显示位加
TR0=0; //关闭定时器
Led_shengwen=1;
Led_jiangwen=1;
Led_jiashi=1;
Led_qushi=1; //关闭四路继电器输出
hot=0;
cold=0;
humid=0;
dry=0; //变量清零
if(Mode==1) //设置第一个位置
{
L1602_string(1,1," TH: C HH: %"); //初始化设置界面，第一行显示温度和湿度上限
L1602_char(1,8,0xdf); //显示摄氏度的°
L1602_string(2,1," TL: C HL: %"); //第二行显示温度和湿度的下限
L1602_char(2,8,0xdf); //显示摄氏度的°
L1602_int(1,4,TH); //显示温度上限
L1602_int(1,12,HH); //显示湿度上限
L1602_int(2,4,TL); //显示温度下限
L1602_int(2,12,HL); //显示湿度下限
enable(0x80+6); //选中第一个位置闪烁
enable(0x0f); //开启闪烁
}
else if(Mode==2) //第二个位置
{
enable(0x80+0x40+6); //温度上限位置闪烁
enable(0x0f);
}
else if(Mode==3)
{
enable(0x80+14); //湿度上限位置闪烁
enable(0x0f);
}
else if(Mode==4)
{
enable(0x80+0x40+14); //湿度下限位置闪烁
enable(0x0f);
}
else if(Mode>=5) //设置完最后一位，回到第一位
{
Mode=1; //回到第一位置
enable(0x80+6); //第一个位置闪烁
enable(0x0f);
}
while(!Key_SET); //按键释放
}
}
else if(Key_ADD==0) //加按键
{
Delay1(200);
if(Key_ADD==0)
{
if(Mode==1) //设置温度上限
{
TH++; //温度上限加
if(TH>=100) //加到100
TH=99; //赋值99，也就是最大能加到99
L1602_int(1,4,TH); //显示温度上限
enable(0x80+6); //因为送显示数据了，闪烁的位置会自动右移，所以这里要指定要闪烁的位置
wrteeprom(0,TH); //将上限值写入AT24C02芯片
}
else if(Mode==2) //设置温度下限
{
TL++; //加
if(TL>=TH) //下限不能比上限高
TL=TH-1; //下限只能加到比上限小一
L1602_int(2,4,TL); //下面注释同上，略
enable(0x80+0x40+6);
wrteeprom(1,TL);
}
else if(Mode==3)
{
HH++;
if(HH>=100)
HH=99;
L1602_int(1,12,HH);
enable(0x80+14);
wrteeprom(2,HH);
}
else if(Mode==4)
{
HL++;
if(HL>=HH)
HL=HH-1;
L1602_int(2,12,HL);
enable(0x80+0x40+14);
wrteeprom(3,HL);
}
while(!Key_ADD);
}
}
else if(Key_SUB==0) //减按键
{
Delay1(200);
if(Key_SUB==0)
{
if(Mode==1)
{
TH--;
if(TH<=TL)
TH=TL+1;
L1602_int(1,4,TH);
enable(0x80+6);
wrteeprom(0,TH);
}
else if(Mode==2)
{
TL--;
if(TL<=0)
TL=0;
L1602_int(2,4,TL);
enable(0x80+0x40+6);
wrteeprom(1,TL);
}
else if(Mode==3)
{
HH--;
if(HH<=HL)
HH=HL+1;
L1602_int(1,12,HH);
enable(0x80+14);
wrteeprom(2,HH);
}
else if(Mode==4)
{
HL--;
if(HL<=0)
HL=0;
L1602_int(2,12,HL);
enable(0x80+0x40+14);
wrteeprom(3,HL);
}
while(!Key_SUB);
}
}
if(Key_OK==0&&Mode!=0) //确认按键
{
Delay1(200);
if(Key_OK==0)
{
L1602_string(1,1,"Tem: C Hum: %"); //退出设置状态，恢复待机显示界面
L1602_string(2,1,"Good environment");
Mode=0; //清零
TR0=1; //打开定时器
enable(0x0c); //光标不闪烁
while(Key_OK==0); //按键释放
}
}
}
//数据初始化
void Data_Init()
{
Led_qushi = 1;
Led_jiashi=1;
Led_jiangwen = 1;
Led_shengwen = 1; //熄灭四个继电器
}
/********************************************************************
* 名称 : Main()
* 功能 : 主函数
***********************************************************************/
void main()
{
uint i, j, testnum;
EA = 0; //关闭定时器
Timer0_Init(); //定时器0初始化
Data_Init(); //数据初始化
EA = 1; //打开定时器
L1602_init(); //液晶屏初始化
L1602_string(1,1," Welcome to T&H ");
L1602_string(2,1," Control System!"); //开机显示界面
//延时
for (i=0;i<1000;i++) //延时
for (j=0;j<100;j++)
{;}
/***载入温度上限和湿度上限设定值***/
TH=rdeeprom(0); //从AT24C02读取温度上限数据
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
TL=rdeeprom(1); //温度下限
Delay1(20);
HH=rdeeprom(2); //湿度上限
Delay1(20);
HL=rdeeprom(3); //湿度下限
Delay1(20);
if(TH<=0&&TL<=0&&HH<=0&&HL<=0) //如果是新单片机，温湿度数据都是小于0
{
wrteeprom(0,30); //那么就给温湿度的报警值赋初值，30 20 60 50
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
TH=rdeeprom(0); //写进去再读出来
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
wrteeprom(1,20);
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
TL=rdeeprom(1);
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
wrteeprom(2,60);
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
HH=rdeeprom(2);
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
wrteeprom(3,50);
Delay1(20); //加延时可以存取稳定
HL=rdeeprom(3);
}
//清屏
L1602_string(1,1," ");
L1602_string(2,1," ");
L1602_string(1,1,"Tem: C Hum: %");
L1602_string(2,1,"Good environment"); //显示待机界面
while(1) //进入while循环
{
if (FlagStartRH == 1) //温湿度转换标志检查
{
TR0 = 0; //关闭定时器
testnum = RH(); //读取温湿度
FlagStartRH = 0; //转换标志清零
TR0 = 1; //打开定时器
humidity = U8RH_data_H; //读出湿度，只取整数部分
temperature = U8T_data_H; //读出温度
if(Mode==0) //温湿度控制
{
if (temperature > TH) //温度大于上限
{
Led_jiangwen = 0; //控制降温继电器打开
hot=1; //温度高变量置1
Led_shengwen = 1; //升温继电器关闭
cold=0; //温度低变量置0
// BJ=1;
}
else if(temperature<TL) //注释同上，略
{
Led_shengwen = 0;
cold=1;
Led_jiangwen = 1;
hot=0;
buzz=0;
// BJ=1;
}
else //温度上下都不超限
{
Led_jiangwen=1;
Led_shengwen=1;
hot=0;
cold=0;
buzz=1;
}
if (humidity > HH)
{
Led_qushi = 0;
humid=1;
Led_jiashi = 1;
dry=0;
// BJ=1;
}
else if(humidity<HL)
{
Led_jiashi = 0;
dry=1;
Led_qushi = 1;
humid=0;
// BJ=1;
}
else //湿度上限都不超限
{
Led_qushi=1;
Led_jiashi=1;
humid=0;
dry=0;
}
}
else //所有数据都不超限
{
Led_shengwen=1;
Led_jiangwen=1;
Led_jiashi=1;
Led_qushi=1; //关闭所有继电器
hot=0;
cold=0;
humid=0;
dry=0; //变量清零
BJ=0; //关闭报警
}
}
display(); //调用显示函数
KEY(); //调用按键扫描函数
}
}