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51单片机土壤湿度检测源程序与原理图PCB文件(注释很详细)

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楼主
ID:891249 发表于 2021-3-21 23:21 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
土壤湿度检测仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）


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


单片机源程序如下,代码注释很全面:
  1. #include<reg52.h>                                 //头文件
  2. #include<intrins.h>
  3. #include"eeprom52.h"
  4. #define uchar unsigned char                 //宏定义
  5. #define uint unsigned int
  6. #define LCD1602_dat P0         //液晶数据口定义


  9. sbit LCD1602_rs=P2^5;//IO 定义
  10. sbit LCD1602_rw=P2^6;
  11. sbit LCD1602_e=P2^7;
  12. sbit beep=P1^3;                //蜂鸣器
  13. sbit led_1=P1^4;        //指示灯
  14. sbit led_2=P1^6;
  15. sbit key_1=P3^2;        //按键
  16. sbit key_2=P3^3;
  17. sbit key_3=P3^4;
  18. sbit alarm_1=P2^0;        //继电器


  21. sbit ADC0832_CS=P1^2;
  22. sbit ADC0832_CLK=P1^0;
  23. sbit ADC0832_DIO=P1^1;         //adc0832引脚

  25. uint sum;
  26. uchar RH,RH_H=60,RH_L=20,state,ms,time_num,cs;
  27. bit beep1,zt,s1;


  30. /*
  31.     ADC0832是一款8位Ad芯片，因为单片机不能直接处理模拟信号（电压），所以单片机测电压的时候基本都是先经过一个模数转换芯片，将模拟量
  32. 转化成数字量，然后处理，ADC0832测量的电压范围是0-5V，它能够将0—5V的电压转化成对应比例关系的0-255（8位是0-255）的数据，单片机直
  33. 接读取ADC0832的数据获取AD值数据，然后因为0-5V对应0-255数据，所以1V电对应的AD值就是51，就会有如下公式

  35.   电压=AD值/51；

  37. 如果想把电压数据精确到小数点后一位就是   电压=AD值/5.1；
  38.                                           小数点后两位就是   电压=AD值/0.51；

  40. 不要问我为什么，纯数学，小学生都会算。

  42. */
  43. unsigned int  A_D()
  44. {
  45.         unsigned char i;
  46.         unsigned char dat;
  47.         ADC0832_CS=1;   //一个转换周期开始
  48.         ADC0832_CLK=0;  //为第一个脉冲作准备
  49.         ADC0832_CS=0;  //CS置0，片选有效
  50.         ADC0832_DIO=1;    //DIO置1，规定的起始信号  
  51.         ADC0832_CLK=1;   //第一个脉冲
  52.         ADC0832_CLK=0;   //第一个脉冲的下降沿，此前DIO必须是高电平
  53.         ADC0832_DIO=1;   //DIO置1， 通道选择信号  
  54.         ADC0832_CLK=1;   //第二个脉冲，第2、3个脉冲下沉之前，DI必须跟别输入两位数据用于选择通道，这里选通道RH0
  55.         ADC0832_CLK=0;   //第二个脉冲下降沿
  56.         ADC0832_DIO=0;   //DI置0，选择通道0
  57.         ADC0832_CLK=1;    //第三个脉冲
  58.         ADC0832_CLK=0;    //第三个脉冲下降沿
  59.         ADC0832_DIO=1;    //第三个脉冲下沉之后，输入端DIO失去作用，应置1
  60.         ADC0832_CLK=1;    //第四个脉冲
  61.         for(i=0;i<8;i++)  //高位在前
  62.         {
  63.                 ADC0832_CLK=1;         //第四个脉冲
  64.                 ADC0832_CLK=0;
  65.                 dat<<=1;       //将下面储存的低位数据向右移
  66.                 dat|=(unsigned char)ADC0832_DIO;          //将输出数据DIO通过或运算储存在dat最低位
  67.         }                                 
  68.         ADC0832_CS=1;          //片选无效
  69.         return dat;         //将读书的数据返回     
  70. }

  72. void delay(uint T)                                          //延时函数
  73. {
  74.         while(T--);
  75. }



  79. /*
  80.     1602液晶，是常用的显示器件，一共是16个管脚，其中有八个管脚是数据传输管脚，有三个管脚是数据命令使能端管脚，还有两组电源管脚，
  81. 其中一组电源管脚是给整个液晶进行供电的，还有一组电源是单纯的背景光电源，还剩下的最后一个管脚是对比度调节管脚，一般接上一个3K电
  82. 阻再接地即可。
  83. 一般我们用的函数，无非就是  LCD1602_write 和 LCD1602_writebyte
  84. LCD1602_write(x,y);   这个函数括号里面可以填写两个数据，第一个数据只能是 0  1 ，是0就说明第二个数据对液晶来说就是命令，填1就说明
  85. 第二个数据对于液晶来说就是要显示的数据。
  86. LCD1602_writebyte（）；  这个函数里面直接填上要显示的字符串即可，自动进行显示


  89. */
  90. void LCD1602_write(uchar order,dat)                                  //1602 一个字节  处理
  91. {
  92.     LCD1602_e=0;
  93.     LCD1602_rs=order;
  94.     LCD1602_dat=dat;
  95.     LCD1602_rw=0;
  96.     LCD1602_e=1;
  97.     delay(1);
  98.     LCD1602_e=0;                                                                                                                                                                                                     
  99. }

  101. void LCD1602_writebyte(uchar *prointer)                                   //1602 字符串    处理
  102. {
  103.     while(*prointer!='\0')
  104.     {
  105.         LCD1602_write(1,*prointer);
  106.         prointer++;
  107.     }
  108. }

  110. void LCD1602_cls()                                                                         //1602 初始化
  111. {
  112.         LCD1602_write(0,0x01);     //1602 清屏 指令
  113.         delay(1500);
  114.         LCD1602_write(0,0x38);     // 功能设置 8位、5*7点阵
  115.         delay(1500);
  116.         LCD1602_write(0,0x0c);     //设置 光标   不显示开关、不显示光标、字符不闪烁
  117.         LCD1602_write(0,0x06);
  118.         LCD1602_write(0,0xd0);
  119.         delay(1500);
  120. }

  122. /*
  123. 数据显示的时候一般的处理：

  125.     首先，无论是数码管显示还是液晶显示，进行显示的时候绝对都是一个一个进行显示的，那么，比如说一个数据123，一百二十三，
  126. 进行显示的时候，要先显示1，然后是2，然后是3，那么怎么把数据提取出来？？   
  127. 提取百位    123/100=1
  128. 提取十位    123/10=12      12%10=2     “%”是取余的意思，像这个，就是12对10取余，换句话说，12除以10，然后取余数，就是2
  129. 提取个位    123%10=3       解释同上

  131. 取余的用法也有很多种，大家只要知道出现这个的时候，一般都是进行数据提取的就行


  134. 然后
  135. 如果您是数码管显示数据，将提取的数据放到段码数组里面送给IO即可，
  136. 如果是液晶显示，需要将数据转化成字符，因为液晶是字符屏，只能显示字符数据，数据0对应的字符是0x30，数据1对应的字符是0x31，
  137. 所以将提取出的数据直接加上0x30送给液晶即可，或者加上'0' 也是一样的



  141. */

  143. void show()        //显示子函数
  144. {
  145.         if(state==0) //如果非设置状态
  146.         {
  147.                 LCD1602_write(0,0x80);                 //第一行
  148.                 LCD1602_writebyte("Humidity:");//显示湿度
  149.                 LCD1602_write(0,0x80+9);
  150.                 if(RH>99)LCD1602_write(1,0x30+RH/100%10);        //如果数据大于99显示百位数
  151.                 else LCD1602_writebyte(" ");                                //否则显示空白
  152.                 LCD1602_write(0,0x80+10);
  153.                 if(RH>9)LCD1602_write(1,0x30+RH/10%10);
  154.                 else LCD1602_writebyte(" ");
  155.                 LCD1602_write(0,0x80+11);
  156.                 LCD1602_write(1,0x30+RH%10);
  157.                 LCD1602_write(0,0x80+12);
  158.                 LCD1602_writebyte("%   ");                   //显示%号

  160.                 LCD1602_write(0,0xC0);        //第二行，显示当前模式
  161.                 LCD1602_writebyte("State:");
  162.                 LCD1602_write(0,0xC0+6);
  163.                 if(zt==1)
  164.                 {
  165.                         LCD1602_writebyte(" Auto     ");   //自动
  166.                 }else
  167.                 {
  168.                         LCD1602_writebyte("Manul     ");   //手动
  169.                 }
  170.                         
  171.         }else
  172.         {
  173.                 LCD1602_write(0,0x80);          //第一行显示上限
  174.                 LCD1602_writebyte("RH_H:");
  175.                 LCD1602_write(0,0x80+5);
  176.                 if(state==1&&s1==1)                        //当设置上限时，state=1，这时候会根据s1的状态去显示空白或者上限数据，而s1在定时器里是连续取反的
  177.                 {
  178.                         LCD1602_writebyte("   ");
  179.                 }else
  180.                 {
  181.                         if(RH_H>99)LCD1602_write(1,0x30+RH_H/100%10);
  182.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  183.                         LCD1602_write(0,0x80+6);
  184.                         if(RH_H>9)LCD1602_write(1,0x30+RH_H/10%10);
  185.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  186.                         LCD1602_write(0,0x80+7);
  187.                         LCD1602_write(1,0x30+RH_H%10);               
  188.                 }
  189.                 LCD1602_write(0,0x80+8);
  190.                 LCD1602_writebyte("%       ");

  192.                 LCD1602_write(0,0xC0);           //第二行显示下限
  193.                 LCD1602_writebyte("RH_L:");
  194.                 LCD1602_write(0,0xC0+5);
  195.                 if(state==2&&s1==1)
  196.                 {
  197.                         LCD1602_writebyte("   ");
  198.                 }else
  199.                 {
  200.                         if(RH_L>99)LCD1602_write(1,0x30+RH_L/100%10);
  201.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  202.                         LCD1602_write(0,0xC0+6);
  203.                         if(RH_L>9)LCD1602_write(1,0x30+RH_L/10%10);
  204.                         else LCD1602_writebyte(" ");
  205.                         LCD1602_write(0,0xC0+7);
  206.                         LCD1602_write(1,0x30+RH_L%10);
  207.                 }
  208.                 LCD1602_write(0,0xC0+8);
  209.                 LCD1602_writebyte("%       ");        
  210.         }
  211. }



  215. /*

  217. 无论是什么单片机，只要是用内部存储区域EEPROM基本使用都是这样

  219. 关于内部存储区，EEPROM，不同的单片机使用流程基本一致，单片机内部有很多存储单元，或者说扇区，每一个扇区下面有很多地址，
  220. 数据就是存储在这些地址下面的。存储函数的程序都是官方提供好的，这些程序，咱们只需要用三个，一个是扇区擦除函数，一个是
  221. 数据写函数，还有一个就是数据读取函数。
  222. 扇区擦除函数------使用哪个扇区，先对那个扇区进行擦，函数里填写要擦除扇区的首地址  例如  SectorErase（0x2000）;就是说擦除首地址为0x2000的扇区数据  
  223. 数据存储----------扇区擦除之后，就可以使用这个扇区下的地址进行存储数据     例如   byte_write（0x2000,123）;  就是说将123存储在0x2000地址下
  224. 数据读取----------直接调用即可，例如     Dat=byte_read（0x2000）;就是说将0x2000地址下的数据读取出来给  Dat


  227. 另外----
  228. //51单片机存储区域是8位的，也就是说能够存下的最大数据是 255，而我们存的数据一旦大于256就会出现一些问题
  229. //所以，如果您的设计需要存储的数据大于256，那就把数据拆开存   /256得到高位    %256得到低位，之所以是256，是因为0-255,256个数
  230. // 例如数据257           257/256=1        257%256=1    ,这就存进去两个1，读取的时候，将高位数据乘以256加低位数据，还原数据

  232. */

  234. void key()          //按键扫描
  235. {
  236.         if(!key_1)        //如果按键1按下
  237.         {
  238.                 delay(888);          //延时消抖
  239.                 if(!key_1)          //如果按键1按下
  240.                 {
  241.                         while(!key_1) show();         //松手检测
  242.                         state=(state+1)%3;                 //设置变量自加，state的值不同设置的数据不同
  243.                 }
  244.         }

  246.         if(!key_2)
  247.         {
  248.                 delay(888);   //按键去抖
  249.                 if(!key_2)
  250.                 {
  251.                         while(!key_2)show();
  252.                         if(state==1)                 //state=1的时候设置上限
  253.                         {
  254.                                 if(RH_H<100)RH_H++;
  255.                                 SectorErase(0x2000);         //保存上限值
  256.                                 byte_write(0x2000,RH_H);
  257.                         }else if(state==2)                  //state=2的时候设置下限
  258.                         {
  259.                                 if(RH_L<RH_H-1)RH_L++;
  260.                                 SectorErase(0x2200);         //保存上限值
  261.                                 byte_write(0x2200,RH_L);
  262.                         }else
  263.                         {
  264.                                 zt=!zt;                        
  265.                         }        
  266.                 }
  267.         }

  269.         if(!key_3)
  270.         {
  271.                 delay(888);
  272.                 if(!key_3)
  273.                 {               
  274.                         while(!key_3)show();
  275.                         if(state==1)
  276.                         {
  277.                                 if(RH_H>RH_L+1)RH_H--;
  278.                                 SectorErase(0x2000);         //保存上限值
  279.                                 byte_write(0x2000,RH_H);
  280.                         }else if(state==2)
  281.                         {
  282.                                 if(RH_L>0)RH_L--;
  283.                                 SectorErase(0x2200);         //保存上限值
  284.                                 byte_write(0x2200,RH_L);
  285.                         }else
  286.                         {
  287.                                 if(zt==0)
  288.                                 {
  289.                                         alarm_1=!alarm_1;
  290.                                 }
  291.                         }
  292.                 }
  293.         }               
  294. }

  296. void proc()          //报警函数
  297. {
  298.         if(zt==1)  //自动状态
  299.         {
  300.                 if(RH>=RH_H)        //湿度大于上限
  301.                 {
  302.                         alarm_1=1;          //继电器断开
  303.                         led_1=0;          //上限指示灯点亮
  304.                 }else
  305.                 {
  306.                         led_1=1;         //否则上限指示灯熄灭
  307.                 }

  309.                 if(RH<=RH_L)         //如果小于下限
  310.                 {
  311.                         alarm_1=0;          //继电器闭合
  312.                         led_2=0;           //下限指示灯点亮
  313.                 }else
  314.                 {
  315.                         led_2=1;           //否则下限指示灯熄灭
  316.                 }

  318.                 if(RH>=RH_H||RH<=RH_L)                //如果不在上下限区间内
  319.                 {
  320.                         beep1=1;                   //报警标志位置1
  321.                 }else
  322.                 {
  323.                         beep1=0;                 //否则置0
  324.                 }
  325.         }else                           //手动状态
  326.         {
  327.                 beep1=0;                //不报警
  328.                 led_1=led_2=1;         //指示灯不亮
  329.         }
  330. }





  336. void main()        //主循环
  337. {        
  338.         float Ad_dat=0;
  339.         TMOD=0x01;        //配置定时器0
  340.         TH0=0x3c;
  341.         TL0=0xb0;        //赋50ms初值
  342.         ET0=1;
  343.         TR0=1;
  344.         EA=1;                 //打开总中断
  345.         LCD1602_cls();         //液晶初始化
  346.         RH_H=byte_read(0x2000);
  347.         RH_L=byte_read(0x2200);
  348.         if((RH_H>99)||(RH_L>99)||(RH_L>=RH_H))   {RH_H=30;  RH_L=20;}
  349.         while(1)
  350.         {
  351.                 sum+=A_D();        //累加5次AD数据
  352.                 cs++;
  353.                 if(cs==5)
  354.                 {
  355.                         cs=0;
  356.                         Ad_dat=(float)(sum/5);         //取一个平均值，用于滤波
  357.                         if(Ad_dat>250) Ad_dat=0;
  358.                         else if(Ad_dat<=70) Ad_dat=100;
  359.                         else Ad_dat=100-((Ad_dat-70)/1.8);         
  360.                         RH=(uint)(Ad_dat);
  361.                         sum=0;
  362.                 }
  363.                 show();           //调用显示函数
  364.                 key();           //调用按键扫描
  365.                 proc();           //调用报警子函数
  366.         }
  367. }

  369. void UART_1() interrupt 1
  370. {
  371.         TH0=0x3c;
  372.         TL0=0xb0;
  373.         ms++;
  374.         if(ms%5==0)          //s1每5*50ms=250ms取反一次
  375.         {
  376.             s1=!s1;
  377.         }
  378.         if(ms%10==0)         
  379.         {
  380.                 if(beep1==1)   //如果报警标志位是1，每10*50ms=500ms蜂鸣器状态取反一次
  381.                 {
  382.                         beep=!beep;
  383.                 }else
  384.                 {
  385.                         beep=1;
  386.                 }        
  387.         }
  388.         if(ms>19)
  389.         {
  390.                 ms=0;
  391.         }        
  392. }
复制代码

本人初学,仅供参考,存在错误和不足之处,请大家回帖多多指教,切勿照搬,文件下载:
代码: 程序.7z (46.64 KB, 下载次数: 119)
PCB:目前还不完整: 原理图与PCB.7z (702.42 KB, 下载次数: 107)
仿真文件不公开,以免有人抄,有要学习的按我的图自己画吧

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沙发
ID:143767 发表于 2021-3-22 12:47 | 只看该作者
好资料，最近我在用慧编程和光环板做这个，你这个很有参考价值
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板凳
ID:1059782 发表于 2022-12-30 16:19 | 只看该作者
您好，有proteus仿真文件可以发一下吗
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