51单片机的家居空气质量监测系统proteus仿真设计

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30usDelay10us();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0TemHig = 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temphumi=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!='\0')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1AlarmTL--;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1AlarmTL++;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1AlarmTH--;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1AlarmTH++;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1AlarmHL--;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1AlarmHL++;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1AlarmHH--;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1AlarmHH++;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1AlarmPM--;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1AlarmPM++;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(0x,AlarmHH);// 把湿度上限存入到EEPROM的0x这个地址EEPROM_Write(0x,AlarmPM/100);// 把PM2.5存入到EEPROM的0x和0x这两个地址EEPROM_Write(0x,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：