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本设计仅供参考
51单片机的家居空气质量监测系统（proteus仿真+程序+原理图+PCB）
原理图：Altium Designer或Protel 99 SE
仿真版本：proteus8.9
程序编译器：keil 4
编号：C0038
资料下载链接
功能描述：
1、可同时检测温度、湿度、PM2.5浓度并同时在液晶上面显示；
2、可以通过按键设置温度上下限、湿度上下限和PM2.5浓度上限报警值；
3、超限启动声光报警提醒；
实物图：
仿真图（源文件）：
原理图（提供源文件）：
PCB图（提供源文件）：
源程序（提供源文件）：
读取温度
/*********************************************************/
// 读取DHT11的一帧数据，湿高、湿低(0)、温高、温低(0)、校验码
/*********************************************************/
void ReadDhtData()
{
uchar HumiHig; // 湿度高检测值
uchar HumiLow; // 湿度低检测值
uchar TemHig; // 温度高检测值
uchar TemLow; // 温度低检测值
uchar check; // 校验字节
DHT11_P=0; // 主机拉低
DelayMs(20); // 保持20毫秒
DHT11_P=1; // DATA总线由上拉电阻拉高
Delay10us(); // 延时等待30us
Delay10us();
Delay10us();
while(!DHT11_P); // 等待DHT的低电平结束
while(DHT11_P); // 等待DHT的高电平结束
//进入数据接收状态
HumiHig = DhtReadByte(); // 湿度高8位
HumiLow = DhtReadByte(); // 湿度低8为，总为0
TemHig = DhtReadByte(); // 温度高8位
TemLow = DhtReadByte(); // 温度低8为，总为0
check = DhtReadByte(); // 8位校验码，其值等于读出的四个字节相加之和的低8位
DHT11_P=1; // 拉高总线
if(check==HumiHig + HumiLow + TemHig + TemLow) // 如果收到的数据无误
{
temp=TemHig; // 将温度的检测结果赋值给全局变量temp
humi=HumiHig; // 将湿度的检测结果赋值给全局变量humi
}
}
显示函数
/*********************************************************/
// 1602液晶写命令函数，cmd就是要写入的命令
/*********************************************************/
void LcdWriteCmd(uchar cmd)
{
LcdRs_P = 0;
LcdRw_P = 0;
LcdEn_P = 0;
P0=cmd;
DelayMs(2);
LcdEn_P = 1;
DelayMs(2);
LcdEn_P = 0;
}
/*********************************************************/
// 1602液晶写数据函数，dat就是要写入的数据
/*********************************************************/
void LcdWriteData(uchar dat)
{
LcdRs_P = 1;
LcdRw_P = 0;
LcdEn_P = 0;
P0=dat;
DelayMs(2);
LcdEn_P = 1;
DelayMs(2);
LcdEn_P = 0;
}
/*********************************************************/
// 1602液晶初始化函数
/*********************************************************/
void LcdInit()
{
LcdWriteCmd(0x38); // 16*2显示，5*7点阵，8位数据口
LcdWriteCmd(0x0C); // 开显示，不显示光标
LcdWriteCmd(0x06); // 地址加1，当写入数据后光标右移
LcdWriteCmd(0x01); // 清屏
}
/*********************************************************/
// 液晶光标定位函数
/*********************************************************/
void LcdGotoXY(uchar line,uchar column)
{
// 第一行
if(line==0)
LcdWriteCmd(0x80+column);
// 第二行
if(line==1)
LcdWriteCmd(0x80+0x40+column);
}
/*********************************************************/
// 液晶输出数字（PM2.5的）
/*********************************************************/
void LcdPrintNum1(uint num)
{
LcdWriteData(num/100+48); // 百位
LcdWriteData(num%100/10+48); // 十位
LcdWriteData(num%10+48); // 个位
}
/*********************************************************/
// 液晶输出数字（温湿度的）
/*********************************************************/
void LcdPrintNum2(uchar num)
{
LcdWriteData(num/10+48); // 十位
LcdWriteData(num%10+48); // 个位
}
/*********************************************************/
// 液晶输出字符串函数
/*********************************************************/
void LcdPrintStr(uchar *str)
{
while(*str!='�')
LcdWriteData(*str++);
}
/*********************************************************/
// 液晶显示内容初始化
/*********************************************************/
void LcdShowInit()
{
LcdGotoXY(0,0); // 液晶光标定位到第0行第0列
LcdPrintStr(" PM2.5: ug/m3 "); // 显示内容
LcdGotoXY(1,0); // 液晶光标定位到第1行第0列
LcdPrintStr("T: C H: %RH"); // 显示内容
LcdGotoXY(1,4); // 温度单位摄氏度上面的圆圈符号
LcdWriteData(0xdf);
}
按键扫描函数
/*********************************************************/
// 按键扫描
/*********************************************************/
void KeyScanf()
{
if(KeySet_P==0) // 判断设置按键是否被按下
{
EA=0;
/*将液晶显示改为设置温度的页面****************************************************/
LcdWriteCmd(0x01);
LcdGotoXY(0,0);
LcdPrintStr("Temperature Set ");
LcdGotoXY(1,0);
LcdPrintStr(" - C ");
LcdGotoXY(1,10);
LcdWriteData(0xdf);
LcdGotoXY(1,4); // 在液晶上填充温度的下限值
LcdPrintNum2(AlarmTL);
LcdGotoXY(1,7); // 在液晶上填充温度的上限值
LcdPrintNum2(AlarmTH);
LcdGotoXY(1,5); // 光标定位到第1行第5列
LcdWriteCmd(0x0f); // 光标闪烁
DelayMs(10); // 去除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 去除按键松开的抖动
/*设置温度的下限值****************************************************************/
while(KeySet_P) // “设置键”没有被按下，则一直处于温度下限的设置
{
if(KeyDown_P==0) // 判断 “减按键“ 是否被按下
{
if(AlarmTL>0) // 只有当温度下限值大于0时，才能减1
AlarmTL--;
LcdGotoXY(1,4); // 重新刷新显示更改后的温度下限值
LcdPrintNum2(AlarmTL);
LcdGotoXY(1,5); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350); // 延时
}
if(KeyUp_P==0) // 判断 “加按键“ 是否被按下
{
if(AlarmTL<99) // 只有当温度下限值小于99时，才能加1
AlarmTL++;
LcdGotoXY(1,4); // 重新刷新显示更改后的温度下限值
LcdPrintNum2(AlarmTL);
LcdGotoXY(1,5); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350); // 延时
}
}
LcdGotoXY(1,8);
DelayMs(10); // 去除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 去除按键松开的抖动
/*设置温度的上限值****************************************************************/
while(KeySet_P) // “设置键”没有被按下，则一直处于温度上限的设置
{
if(KeyDown_P==0) // 判断 “减按键“ 是否被按下
{
if(AlarmTH>0) // 只有当温度上限值大于0时，才能减1
AlarmTH--;
LcdGotoXY(1,7); // 重新刷新显示更改后的温度上限值
LcdPrintNum2(AlarmTH);
LcdGotoXY(1,8); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350); // 延时
}
if(KeyUp_P==0) // 判断 “加按键“ 是否被按下
{
if(AlarmTH<99) // 只有当温度上限值小于99时，才能加1
AlarmTH++;
LcdGotoXY(1,7); // 重新刷新显示更改后的温度上限值
LcdPrintNum2(AlarmTH);
LcdGotoXY(1,8); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350); // 延时
}
}
/*将液晶显示改为设置湿度的页面****************************************************/
LcdWriteCmd(0x01);
LcdGotoXY(0,0);
LcdPrintStr(" Humidity Set ");
LcdGotoXY(1,0);
LcdPrintStr(" - %RH ");
LcdGotoXY(1,4); // 在液晶上填充湿度的下限值
LcdPrintNum2(AlarmHL);
LcdGotoXY(1,7); // 在液晶上填充湿度的上限值
LcdPrintNum2(AlarmHH);
LcdGotoXY(1,5); // 光标定位到第1行第5列
DelayMs(10); // 去除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10);
/*设置湿度的下限值****************************************************************/
while(KeySet_P) // “设置键”没有被按下，则一直处于湿度下限的设置
{
if(KeyDown_P==0) // 判断 “减按键“ 是否被按下
{
if(AlarmHL>0) // 只有当湿度下限值大于0时，才能减1
AlarmHL--;
LcdGotoXY(1,4); // 重新刷新显示更改后的湿度下限值
LcdPrintNum2(AlarmHL);
LcdGotoXY(1,5); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350);
}
if(KeyUp_P==0) // 判断 “加按键“ 是否被按下
{
if(AlarmHL<99) // 只有当湿度下限值小于99时，才能加1
AlarmHL++;
LcdGotoXY(1,4); // 重新刷新显示更改后的湿度下限值
LcdPrintNum2(AlarmHL);
LcdGotoXY(1,5); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350); // 延时
}
}
LcdGotoXY(1,8);
DelayMs(10); // 去除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 去除按键松开的抖动
/*设置湿度的上限值****************************************************************/
while(KeySet_P) // “设置键”没有被按下，则一直处于湿度上限的设置
{
if(KeyDown_P==0) // 判断 “减按键“ 是否被按下
{
if(AlarmHH>0) // 只有当湿度上限值大于0时，才能减1
AlarmHH--;
LcdGotoXY(1,7); // 重新刷新显示更改后的湿度上限值
LcdPrintNum2(AlarmHH);
LcdGotoXY(1,8); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350);
}
if(KeyUp_P==0) // 判断 “加按键“ 是否被按下
{
if(AlarmHH<99) // 只有当湿度上限值小于99时，才能加1
AlarmHH++;
LcdGotoXY(1,7); // 重新刷新显示更改后的湿度上限值
LcdPrintNum2(AlarmHH);
LcdGotoXY(1,8); // 重新定位闪烁的光标位置
DelayMs(350); // 延时
}
}
/*将液晶显示改为设置PM2.5的页面****************************************************/
LcdWriteCmd(0x01); // 设置界面的显示框架
LcdGotoXY(0,0);
LcdPrintStr(" PM2.5 Set ");
LcdGotoXY(1,0);
LcdPrintStr(" ug/m3 ");
LcdGotoXY(1,4); // 显示当前的报警值
LcdPrintNum1(AlarmPM);
LcdGotoXY(1,6); // 光标定位到第1行第6列
DelayMs(10); // 去除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10);
while(KeySet_P) // “设置键”没有被按下，则一直处于光强下限的设置
{
if(KeyDown_P==0) // 判断 “减按键“ 是否被按下
{
if(AlarmPM>1) // 只有gAlarmPM大于1才能减1
AlarmPM--;
LcdGotoXY(1,4); // 液晶光标定位
LcdPrintNum1(AlarmPM); // 刷新改变后的报警值
LcdGotoXY(1,6);
DelayMs(200); // 延时一下
}
if(KeyUp_P==0) // 判断 “加按键“ 是否被按下
{
if(AlarmPM<999) // 只有gAlarmPM小于999才能加1
AlarmPM++;
LcdGotoXY(1,4); // 液晶光标定位
LcdPrintNum1(AlarmPM); // 刷新改变后的报警值
LcdGotoXY(1,6);
DelayMs(200); // 延时一下
}
}
/*完成设置，退出前的处理**********************************************************/
LcdWriteCmd(0x0C); // 取消光标闪烁
LcdShowInit(); // 液晶显示为检测界面的
DelayMs(10); // 去除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 去除按键松开的抖动
Sector_Erase(0x2000); // 存储之前必须先擦除
EEPROM_Write(0x2000,AlarmTL); // 把温度下限存入到EEPROM的0x2000这个地址
EEPROM_Write(0x2001,AlarmTH); // 把温度上限存入到EEPROM的0x2001这个地址
EEPROM_Write(0x2002,AlarmHL); // 把湿度下限存入到EEPROM的0x2002这个地址
EEPROM_Write(0x2003,AlarmHH); // 把湿度上限存入到EEPROM的0x2003这个地址
EEPROM_Write(0x2004,AlarmPM/100); // 把PM2.5存入到EEPROM的0x2004和0x2005这两个地址
EEPROM_Write(0x2005,AlarmPM%100);
EA=1;
}
}
主函数
/*********************************************************/
// 主函数
/*********************************************************/
void main(void)
{
uchar i; // 循环变量
uint ret; // 保存PM2.5测量结果
LcdInit(); // 液晶功能初始化
LcdShowInit(); // 液晶显示初始化
UartInit(); // 串口初始化
AlarmInit(); // 报警值初始化
while(1)
{
/*PM2.5的读取*/
ret=0; // 清零测量结果
for(i=0;i<10;i++) // 将最新的20个测量结果求和
{
ret=ret+Value[i];
}
ret=ret/10; // 再除以20求得平均值
pm=((ret*5)/1024.0)*180; // 将读取到的电压值转换为灰尘浓度值
LcdGotoXY(0,7); // 液晶定位到第0行第6列
LcdPrintNum1(pm); // 显示测量结果
/*温湿度读取*/
EA=0;
ReadDhtData(); // 检测温湿度数据;
EA=1;
LcdGotoXY(1,2); // 定位到要显示温度的地方
LcdPrintNum2(temp); // 显示温度值
LcdGotoXY(1,11); // 定位到要显示湿度的地方
LcdPrintNum2(humi); // 显示湿度值
// 报警判断
AlarmJudge();
/*按键扫描和延时*/
for(i=0;i<30;i++)
{
KeyScanf(); // 按键判断
DelayMs(10);
}
}
}
论文报告：
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