51单片机的二氧化碳、温湿度检测系统

2020-09-23 来源：51hei

基于51单片机的二氧化碳、温湿度检测系统设计。采用LCD1602显示，CO2传感器使用MH-Z19B，温湿度传感器使用DHT11

制作出来的实物图如下：

Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)

单片机源程序如下:

/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************

* File Name : main.C

* Author :

* License : MIT

* Version : V1.0

* Date : 2019/04/12

* Description : 51温湿度二氧化碳检测

*******************************************************************************/

#include

#include '1602.h'

#include 'dht.h'

#include '2402.h'

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define ulong unsigned long

//定义三个LED灯

sbit Led_qushi = P1^0; //去湿灯

sbit Led_jiangwen = P1^1; //降温灯

sbit led_CO2 = P1^2; //二氧化碳控制灯

//定义蜂鸣器

sbit fmq = P2^3; //蜂鸣器

//定义设置键、调整键

sbit Key_TH1 = P3^0;//温度上限值调整按键

sbit Key_TH2 = P3^1;

sbit Key_HH1 = P3^2;//湿度上限值调整按键

sbit Key_HH2 = P3^3;

sbit shezhi = P2^7;//设置键

sbit Key_CH1 = P2^6;//二氧化碳上限值调整按键

sbit Key_CH2 = P2^5;

//二氧化碳发送指令

uchar code tab[9]={0xff,0x01,0x86,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x79};

uchar date[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};

//定义标识

volatile bit FlagStartRH = 0; //开始温湿度转换标志

volatile bit FlagKeyPress = 0; //有键按下

volatile bit fmqt = 0;

volatile bit fmqh = 0;

volatile bit fmqc = 0;

//定义温湿度传感器用外部变量

extern U8 U8FLAG,k;

extern U8 U8count,U8temp;

extern U8 U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;

extern U8 U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;

extern U8 U8comdata;

extern U8 count, count_r;

U16 temp;

S16 temperature, humidity;

S16 idata TH, HH, ch; //温度上限和湿度上限//二氧化碳上限值

char * pSave;

U8 keyvalue, keyTH1, keyTH2, keyHH1, keyHH2, keyCH1, keyCH2;

unsigned char moshi=0;

//定义变量

U16 RHCounter;

/************************************

延时子程序

延时时间(xms*1)ms

*************************************/

void delayms(uint xms)

{

uint x,y;

for(x=xms;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

/*******************************************************************************

* 功能 : 串口发送

* 注意事项 :

*******************************************************************************/

void send(uchar dat) //发送一字节

{

SBUF=dat;

while(!TI);

TI=0;

}

/*******************************************************************************

* 功能 : 数据初始化程序

* 注意事项 :

*******************************************************************************/

void Data_Init()

{

RHCounter = 0;

Led_qushi = 1;

Led_jiangwen = 1;

led_CO2 = 1;

TH = 40; //温度初始上限值

HH = 85; //湿度初始上限限制

ch = 25; //二氧化碳初始上限值

keyvalue = 0;

keyTH1 = 1;

keyTH2 = 1;

keyHH1 = 1;

keyHH2 = 1;

keyCH1 = 1;

keyCH2 = 1;

}

//定时器0初始化

void Timer0_Init()

{

ET0 = 1; //允许定时器0中断

TMOD = 1; //定时器工作方式选择

TL0 = 0x06;

TH0 = 0xf8; //定时器赋予初值

TR0 = 1; //启动定时器

}

//存入设定值、

void Save_Setting()

{

pSave = (char *)&TH; //地址低位对应低8位，高位对应高8位

wrteeprom(0, *pSave); //存温度上限值TH低8位

DELAY(300);

pSave ++;

wrteeprom(1, *pSave); //存温度上限值TH高8位

DELAY(300);

pSave = (char *)&HH;

wrteeprom(2, *pSave); //存湿度上限值RH低8位

DELAY(300);

pSave ++;

wrteeprom(3, *pSave); //存湿度上限值RH高8位

DELAY(300);

pSave = (char *)&ch;

wrteeprom(4, *pSave); //存CO2上限值RH低8位

DELAY(300);

pSave ++;

wrteeprom(5, *pSave); //存CO2上限值RH高8位

DELAY(300);

}

//载入设定值、

void Load_Setting()

{

pSave = (char *)&TH;

*pSave++ = rdeeprom(0);

*pSave = rdeeprom(1);

pSave = (char *)&HH;

*pSave++ = rdeeprom(2);

*pSave = rdeeprom(3);

pSave = (char *)&ch;

*pSave++ = rdeeprom(4);

*pSave = rdeeprom(5);

if ((TH>99)||(TH<0)) TH = 40;

if ((HH>99)||(HH<0)) HH = 85;

if ((ch>50)||(ch<0)) ch = 25;

}

//按键扫描程序

void Key_set_scan()

{

if(shezhi==0)

{

delayms(10);

if(shezhi==0)

{

while(!shezhi);

L1602_init(); //初始化液晶

moshi++;

if(moshi >= 2)moshi = 0;

if(moshi == 0)

{

L1602_string(1,1,'Te: C ');

L1602_string(1,9,'Hu: % ');

L1602_string(2,1,'PPM: ');

}

else if(moshi == 1)

{

L1602_string(1,1,'TH:');

L1602_string(1,9,'HH:');

L1602_string(2,1,'CH:');

L1602_string(2,8,'0');

L1602_string(2,9,'0');

}

//按键加减设定值

void KeyProcess(uint num)

{

switch (num)

{

case 1:

if (TH<99) TH++;

L1602_char(1, 5, TH/10+48);

L1602_char(1, 6, TH%10+48);

break;

case 2:

if (TH>1) TH--;

L1602_char(1, 5, TH/10+48);

L1602_char(1, 6, TH%10+48);

break;

case 3:

if (HH<99) HH++;

L1602_char(1, 13, HH/10+48);

L1602_char(1, 14, HH%10+48);

break;

case 4:

if (HH>1) HH--;

L1602_char(1, 13, HH/10+48);

L1602_char(1, 14, HH%10+48);

break;

case 5:

if (ch<50) ch++;

L1602_char(2, 6, ch/10+48);

L1602_char(2, 7, ch%10+48);

break;

case 6:

if (ch>1) ch--;

L1602_char(2, 6, ch/10+48);

L1602_char(2, 7, ch%10+48);

break;

default:

break;

}

Save_Setting();

}

/*******************************************************************************

* 函数名 : main

* 函数功能 : 主函数

* 输入 : 无

* 输出 : 无

*******************************************************************************/

void main()

{

U16 testnum;

uint tmp;

uchar m;

EA = 0;

Timer0_Init(); //定时器0初始化

Data_Init();

EA = 1;

TMOD=0x20; // T1定时方式2

SCON=0x40;//串行工作方式1

PCON=0x00; //不加倍

TH1=TL1=0xfd; //定时器1赋初值保证波特率9600

TR1=1; //开定时器1

REN=1; //允许串口接收

delayms(10);

ES=1; //打开串口中断

EA=1; //开总中断

L1602_init();

Load_Setting();

while(1)

{

for(m=0;m<9;m++) //向co2传感器发送数据

{

send(tab[m]);

}

delayms(100); //延时0.1s 刷新测得数据

tmp=date[2]*256+date[3]; //计算出co2浓度值

//温湿度转换标志检查

if (FlagStartRH == 1)

{

TR0 = 0;

testnum = RH();

FlagStartRH = 0;

TR0 = 1;

//读出温湿度，只取整数部分

humidity = U8RH_data_H;

temperature = U8T_data_H;

}

//温湿度控制

if (temperature > TH)

{

Led_jiangwen = 0;

fmqt=1;

}

else

{

Led_jiangwen = 1;

fmqt=0;

} //降温

if (humidity > HH)

{

Led_qushi = 0;

fmqh=1;

}

else

{

Led_qushi = 1;

fmqh=0;

} //去湿

if (tmp/100 > ch)

{

led_CO2 = 0;

fmqc=1;

}

else

{

led_CO2 = 1;

fmqc=0;

} //CO2

if((fmqt==1)||(fmqh==1)||(fmqc==1))

fmq=0;

else

fmq=1;

Key_set_scan();//按键扫描

if(moshi == 0) //设置模式切换

{

delayms(50);

L1602_string(1,1,'Te: C ');

L1602_string(1,9,'Hu: % ');

L1602_string(2,1,'PPM: ');

if(tmp>9999)

tmp=0;

L1602_int(2,5,tmp);

if((tmp/1000)>0)

L1602_int(2,5,tmp/1000);

//显示温湿度

L1602_int(1,3, temperature);

L1602_int(1,11,humidity);

}

else if(moshi == 1) //设置上限模式

{

L1602_char(1, 5, TH/10+48);

L1602_char(1, 6, TH%10+48);

L1602_char(1, 13, HH/10+48);

L1602_char(1, 14, HH%10+48);

L1602_char(2, 6, ch/10+48);

L1602_char(2, 7, ch%10+48);

}

//U8 keyvalue, keyTH1, keyTH2, keyHH1, keyHH2, keyCH1, keyCH2;

//键盘查询，在弹起时响应

if ((Key_TH1)&&(keyTH1==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 1;}

else if ((Key_TH2)&&(keyTH2==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 2;}

else if ((Key_HH1)&&(keyHH1==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 3;}

else if ((Key_HH2)&&(keyHH2==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 4;}

else if ((Key_CH1)&&(keyCH1==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 5;}

else if ((Key_CH2)&&(keyCH2==0)) {FlagKeyPress = 1; keyvalue = 6;}

if (FlagKeyPress == 1)

{

KeyProcess(keyvalue);

FlagKeyPress = 0;

}

if (!Key_TH1) keyTH1 = 0;

else keyTH1 = 1;

if (!Key_TH2) keyTH2 = 0;

else keyTH2 = 1;

if (!Key_HH1) keyHH1 = 0;

else keyHH1 = 1;

if (!Key_HH2) keyHH2 = 0;

else keyHH2 = 1;

if (!Key_CH1) keyCH1 = 0;

else keyCH1 = 1;

if (!Key_CH2) keyCH2 = 0;

else keyCH2 = 1;

}

//定时器0中断

void Timer0_ISR (void) interrupt 1

{

TL0 = 0x06;

TH0 = 0xf8; //定时器赋予初值

//每2秒钟启动一次温湿度转换

RHCounter ++;

if (RHCounter >= 1000)

{

FlagStartRH = 1;

RHCounter = 0;

}

//串口中断服务函数

void serial()interrupt 4

{

static uchar j;

ES=0; //禁止中断

if(!RI);

RI=0; //清楚接收完毕标志

date[j]=SBUF;

if(date[0]==0xff) //判断接收到的第一位为传感器所发数据

j++;

else

j=0;

if(j==9) //接收传感器所发数据9字节

j=0;

ES=1; //允许串口中断

}

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