关于鱼缸水位控制单片机+PCF8591水位模拟温度采集程序+Proteus仿真 -

标题: 关于鱼缸水位控制单片机+PCF8591水位模拟温度采集程序+Proteus仿真 [打印本页]

作者: AI工程 时间: 2020-4-18 17:20
标题: 关于鱼缸水位控制单片机+PCF8591水位模拟温度采集程序+Proteus仿真
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:
Mob Qing:
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

typedef unsigned char u8;                // 重命名类型u8简化代码编写
typedef unsigned int u16;

#define LCD1602_DATA_PORT       P0                      // LCD1602的8位数据端口
#define  PCF8591 0x90 //PCF8591 地址

#define  NOP() _nop_() /* 定义空指令 */
#define  _Nop()  _nop_() /*定义空指令*/

sbit       gLcd1602_E       = P2^7;                      // LCD1602控制总线的使能信号
sbit       gLcd1602_RW = P2^6;                      // LCD1602控制总线的读写选择信号
sbit       gLcd1602_RS = P2^5;                      // LCD1602控制总线的数据/命令选择信号

sbit       SCL = P2^0;    //I2C  时钟
sbit       SDA = P2^1;    //I2C  数据

sbit       Dj = P3^1;    //电机控制信号
sbit       gIO = P3^7;                                        // DS18B20的单总线IO接在P3.7上
bit ack;                /*应答标志位*/

u16 tDisp = 0;                                     // 用来存储乘以10倍后的温度值

/*************** 注意下面的是延时函数 ******************/
void delay15us(void)
{
unsigned char a;
for(a=6;a>0;a--);
}

void delay45us(void)
{
unsigned char a;
for(a=21;a>0;a--);
}

void delay70us(void)
{
unsigned char a,b;
for(b=1;b>0;b--)
      for(a=32;a>0;a--);
}

void delay750us(void)
{
unsigned char a,b;
for(b=83;b>0;b--)
      for(a=3;a>0;a--);
}

void delay1ms(void)
{
unsigned char a,b,c;
for(c=1;c>0;c--)
      for(b=142;b>0;b--)
         for(a=2;a>0;a--);
}
void delay5ms(void)
{
unsigned char a,b;
for(b=19;b>0;b--)
      for(a=130;a>0;a--);
}

void delay250ms(void) //误差 0us
{
unsigned char a,b,c;
for(c=11;c>0;c--)
      for(b=92;b>0;b--)
         for(a=122;a>0;a--);
}
/*******************************************************************
                  起动总线函数
函数原型: void  Start_I2c();
功能:    启动I2C总线,即发送I2C起始条件.
********************************************************************/
void Start_I2c()
{
  SDA=1;       /*发送起始条件的数据信号*/
  _Nop();
  SCL=1;
  _Nop();       /*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  SDA=0;       /*发送起始信号*/
  _Nop();       /* 起始条件锁定时间大于4μs*/
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  SCL=0;    /*钳住I2C总线，准备发送或接收数据 */
  _Nop();
  _Nop();
}

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

Mob Qing:
/*******************************************************************
                  结束总线函数
函数原型: void  Stop_I2c();
功能:    结束I2C总线,即发送I2C结束条件.
********************************************************************/
void Stop_I2c()
{
  SDA=0;    /*发送结束条件的数据信号*/
  _Nop();    /*发送结束条件的时钟信号*/
  SCL=1;    /*结束条件建立时间大于4μs*/
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  SDA=1;    /*发送I2C总线结束信号*/
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
}

/*******************************************************************
               字节数据发送函数
函数原型: void  SendByte(UCHAR c);
功能:    将数据c发送出去,可以是地址,也可以是数据,发完后等待应答,并对
      此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0)
         发送数据正常，ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。
********************************************************************/
void  SendByte(unsigned char  c)
{
unsigned char  BitCnt;

for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)  /*要传送的数据长度为8位*/
{
   if((c<<BitCnt)&0x80)SDA=1; /*判断发送位*/
   else  SDA=0;
   _Nop();
   SCL=1;             /*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/
   _Nop();
   _Nop();          /*保证时钟高电平周期大于4μs*/
   _Nop();
   _Nop();
   _Nop();
   SCL=0;
}

_Nop();
_Nop();
SDA=1;             /*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/
_Nop();
_Nop();
SCL=1;
_Nop();
_Nop();
_Nop();
if(SDA==1)ack=0;
   else ack=1;       /*判断是否接收到应答信号*/
SCL=0;
_Nop();
_Nop();
}

/*******************************************************************
               字节数据接收函数
函数原型: UCHAR  RcvByte();
功能:       用来接收从器件传来的数据,并判断总线错误(不发应答信号)，
      发完后请用应答函数应答从机。
********************************************************************/
unsigned char RcvByte()
{
  unsigned char  retc;
  unsigned char  BitCnt;

  retc=0;
  SDA=1;                   /*置数据线为输入方式*/
  for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)
   {
      _Nop();
      SCL=0;                /*置时钟线为低，准备接收数据位*/
      _Nop();
      _Nop();                /*时钟低电平周期大于4

Mob Qing:
SCL=0;
  _Nop();
  _Nop();
  return(retc);
}

Mob Qing:
                  应答子函数
函数原型:  void Ack_I2c(bit a);
功能:    主控器进行应答信号(可以是应答或非应答信号，由位参数a决定)
********************************************************************/
void Ack_I2c(bit a)
{
      if(a==0)SDA=0;             /*在此发出应答或非应答信号 */
      else SDA=1;
      _Nop();
      _Nop();
      _Nop();
      SCL=1;
      _Nop();
      _Nop();                   /*时钟低电平周期大于4μs*/
      _Nop();
      _Nop();
      _Nop();
      SCL=0;                   /*清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收*/
      _Nop();
      _Nop();
}
/*********************************************************************
* 函数名    : Lcd1602WaitNoBusy
* 函数功能                : 阻塞等待LCD1602直到不忙状态
* 参数列表    : 无
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/
void Lcd1602WaitNoBusy(void)  //忙检测函数，判断bit7是0，允许执行；1禁止
{
u8 sta = 0;    //

LCD1602_DATA_PORT = 0xff;
gLcd1602_RS = 0;
gLcd1602_RW = 1;
do
{
      gLcd1602_E = 1;
      sta = LCD1602_DATA_PORT;
      gLcd1602_E = 0; //使能，用完就拉低，释放总线
}while(sta & 0x80);
}

/*********************************************************************
* 函数名    : Lcd1602WriteCmd
* 函数功能                : 按照LCD1602低层时序向LCD内部写入8位命令字
* 参数列表    : cmd - 待写入的8位命令字
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/

Mob Qing:
void Lcd1602WriteCmd(u8 cmd)
{
      Lcd1602WaitNoBusy();             // 先等待LCD1602处于不忙状态

      gLcd1602_E = 0;                   // 禁止LCD
      gLcd1602_RS = 0;                         // 选择发送命令模式
      gLcd1602_RW = 0;                         // 选择写入模式
      LCD1602_DATA_PORT = cmd; // 将1字节命令字放入8位并行数据端口
      gLcd1602_E = 1;                         // 使能LED
      gLcd1602_E = 0;                               // 禁止LCD
}

/*********************************************************************
* 函数名    : Lcd1602WriteData
* 函数功能                : 按照LCD1602低层时序向LCD内部写入8位数据
* 参数列表    : cmd - 待写入的8位命令字
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/
void Lcd1602WriteData(u8 dat)
{
      Lcd1602WaitNoBusy();             // 先等待LCD1602处于不忙状态

      gLcd1602_E = 0;                   // 禁止LCD
      gLcd1602_RS = 1;                         // 选择发送数据模式
      gLcd1602_RW = 0;                         // 选择写入模式
      LCD1602_DATA_PORT = dat; // 将1字节命令字放入8位并行数据端口
      gLcd1602_E = 1;                         // 使能LED
      gLcd1602_E = 0;                               // 禁止LCD
}

/************* 上面是底层时序函数，下面是高层时序函数 **************/

/*********************************************************************
* 函数名    : Lcd1602SetCursor
* 函数功能                : 本函数用来设置当前光标位置，其实就是设置当前正在编辑
*                                  的位置，其实就是内部的数据地址指针，其实就是RAM显存
*                                  的偏移量
* 参数列表    : x - 横向坐标，范围是0-15
*                                  y - 纵向坐标，0表示上面一行，1表示下面一行
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/

Mob Qing:
void Lcd1602SetCursor(u8 x, u8 y)       // 坐标显示
{
u8 addr = 0;

         switch (y)
      {
            case 0:                                              // 上面一行
                     addr = 0x00 + x;             break;
            case 1:                                              // 下面一行
                     addr = 0x40 + x;                break;
            default:
                                                                     break;
      }
Lcd1602WriteCmd(addr | 0x80);
}

/********************************************************************
* 名称 : write_sfm2(uchar hang,uchar add,uchar date)
* 功能 : 显示2位十进制数，如果要让第一行，第五个字符开始显示"23" ，调用该函数如下
               write_sfm1(1,5,23)
* 输入 : 行，列，需要输入1602的数据
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void write_sfm2(u8 hang,u8 add,u16 date)
{
      if(hang==1)
            Lcd1602WriteCmd(0x80+add);
      else
            Lcd1602WriteCmd(0x80+0x40+add);
      Lcd1602WriteData(0x30+date/10%10);
      Lcd1602WriteData(0x30+date%10);
}

/*********************************************************************
* 函数名    : Lcd1602ShowStr
* 函数功能                : 从坐标(x,y)开始显示字符串str，注意这个函数不能跨行
*                                  显示，因为显存地址是不连续的。
* 参数列表    : x - 横向坐标，范围是0-15
*                                  y - 纵向坐标，0表示上面一行，1表示下面一行
*                                  pStr - 指向待显示的字符串的指针
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/
void Lcd1602ShowStr(u8 x, u8 y, u8 *pStr)    //显示字符串
{
Lcd1602SetCursor(x, y);    //当前字符的坐标
while (*pStr != '\0')
{
      Lcd1602WriteData(*pStr++);
}
}

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

Mob Qing:
* 函数名    : Lcd1602Init
* 函数功能                : 按照LCD1602低层时序进行初始化序列
* 参数列表    : 无
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/
void Lcd1602Init(void)
{
      Lcd1602WriteCmd(0x38);       // 按照数据手册的初始化时序，先发送38H
      delay5ms();                                     // 延时5ms
      Lcd1602WriteCmd(0x38);       // 按照数据手册的初始化时序，先发送38H
      delay5ms();                                     // 延时5ms
      Lcd1602WriteCmd(0x38);       // 按照数据手册的初始化时序，先发送38H
      delay5ms();                                     // 延时5ms
      Lcd1602WriteCmd(0x38);             // 显示模式设置
      Lcd1602WriteCmd(0x08);             // 关闭显示
      Lcd1602WriteCmd(0x01);             // 清屏（同时清数据指针）
      Lcd1602WriteCmd(0x06);             // 读写后指针自动加1，写1个字符后整屏显示不移动
      Lcd1602WriteCmd(0x0c);             // 开显示，不显示光标
}

void write_sfm(u8 hang,u8 add,u16 date)
{
      if(hang==1)
            Lcd1602WriteCmd(0x80+add);
      else
            Lcd1602WriteCmd(0x80+0x40+add);
      Lcd1602WriteData('L');
      Lcd1602WriteData('e');
      Lcd1602WriteData('v');
      Lcd1602WriteData('e');
      Lcd1602WriteData('l');
      Lcd1602WriteData(':');
      Lcd1602WriteData(0x30+date/100);
      Lcd1602WriteData(0x30+date%100/10);
      Lcd1602WriteData(0x30+date%10);
      Lcd1602WriteData('C');
      Lcd1602WriteData('m');
}
void write_wendu(u8 hang,u8 add,u16 date)          //显示温度用
{
      if(hang==1)
            Lcd1602WriteCmd(0x80+add);
      else
            Lcd1602WriteCmd(0x80+0x40+add);
      Lcd1602WriteData('W');
      Lcd1602WriteData('e');
      Lcd1602WriteData('n');
      Lcd1602WriteData('d');
      Lcd1602WriteData('u');
      Lcd1602WriteData(':');
      Lcd1602WriteData(0x30+date%1000/100);
      Lcd1602WriteData(0x30+date%100/10);
      Lcd1602WriteData('.');
      Lcd1602WriteData(0x30+date%10);
      Lcd1602WriteData(0xdf);
      Lcd1602WriteData('C');
}
/*******************************************************************

Mob Qing:
ADC发送字节[命令]数据函数
*******************************************************************/
bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c)
{
Start_I2c();             //启动总线
SendByte(sla);          //发送器件地址
if(ack==0)return(0);
SendByte(c);             //发送数据
if(ack==0)return(0);
Stop_I2c();             //结束总线
return(1);
}

/*******************************************************************
ADC读字节数据函数
*******************************************************************/
unsigned char IRcvByte(unsigned char sla)
{  unsigned char c;

Start_I2c();       //启动总线
SendByte(sla+1);    //发送器件地址
if(ack==0)return(0);
c=RcvByte();       //读取数据0

Ack_I2c(1);          //发送非就答位
Stop_I2c();          //结束总线
return(c);
}

/*********************************************************************
* 函数名    : Ds18b20Init
* 函数功能                : 按照DS18B20底层时序要求进行传感器初始化
* 参数列表    : 无
* 函数输出          : 若初始化成功则返回0，否则返回1
*********************************************************************/

Mob Qing:
u8 Ds18b20Init(void)
{
      u8 i = 0;

      gIO = 0;                      // 时序要求将总线拉低480us~960us
      delay750us();             // 实际延时750us，符合480-960之间的条件
      gIO = 1;                      // 然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线被拉低

      i = 0;
      while (gIO)                      // 等待DS18B20拉低总线
      {
            i++;
            if(i>5)                      // 等待 15*5=75us，如果还没拉低则可以认为初始化失败了
            {
                     return 1;       // 初始化失败
            }
            delay15us();       // 隔15us查看一下是否收到DS18B20的回应
      }
      return 0;                      //初始化成功
}

/*********************************************************************
* 函数名    : Ds18b20WriteByte
* 函数功能                : 按照DS18B20底层时序要求向DS18B20写入1字节数据
* 参数列表    : dat - 待写入的1字节数据
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/
static void Ds18b20WriteByte(u8 dat)
{
      u16 i = 0, j = 0;

      for (j=0; j<8; j++)
      {
            gIO = 0;                            // 每写入一位数据之前先把总线拉低1us
            i++;
            gIO = dat & 0x01;                // 然后写入一个数据，从最低位开始
            delay70us();                      // 时序要求最少60us
            gIO = 1;                               // 然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
            dat >>= 1;
      }
}

/*********************************************************************
* 函数名    : Ds18b20ReadByte
* 函数功能                : 按照DS18B20底层时序要求从DS18B20中读取1字节数据
* 参数列表    : 无
* 函数输出          : 返回读取到的1字节数据
*********************************************************************/
u8 Ds18b20ReadByte(void)
{
      u8 byte = 0, bi = 0;
      u16 i = 0, j = 0;

      for (j=8; j>0; j--)
      {
            gIO = 0;             // 先将总线拉低1us
            i++;
            gIO = 1;             // 然后释放总线
            i++;
            i++;                      // 延时6us等待数据稳定
            bi = gIO;                // 读取数据，从最低位开始读取
            /*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/
            byte = (byte >> 1) | (bi << 7);
            //byte |= (bi << (8-j));
            delay45us();
      }
      return byte;
}

Mob Qing:
void Ds18b20TempConvertCmd(void)
{
      Ds18b20Init();
      delay1ms();
      Ds18b20WriteByte(0xcc);             // 跳过ROM操作命令
      Ds18b20WriteByte(0x44);          // 温度转换命令
      delay250ms();                               // 等待转换成功，750ms肯定够了
}

void Ds18b20TempReadCmd(void)
{
      Ds18b20Init();
      delay1ms();
      Ds18b20WriteByte(0xcc);                // 跳过ROM操作命令
      Ds18b20WriteByte(0xbe);                // 发送读取温度命令
}

/*********************************************************************
* 函数名    : main
* 函数功能                : 主函数
* 参数列表    : 无
* 函数输出          : 无
*********************************************************************/
u16 Adc_value = 0;
void main(void)
{
      u8 water_level = 0;                                  //液位显示
      u16 temp = 0;                                        // 用来暂存12位的AD值
      u8 tmh = 0, tml = 0;                      // 用来暂存2个8位值
      double wendu = 0;                                     // 用来存储转换后以摄氏度为单位的温度值
      Lcd1602Init();
      Dj = 0;
      while (1)
      {
            ISendByte(PCF8591,0x41);
            IRcvByte(PCF8591);  //ADC1
            ISendByte(PCF8591,0x42);
            Adc_value=IRcvByte(PCF8591);  //ADC1
            water_level = Adc_value/2;
            if(water_level>120)water_level=120;
            write_sfm(1,0,water_level);

            Ds18b20TempConvertCmd();             // 先写入转换命令
            Ds18b20TempReadCmd();                      // 然后等待转换完后发送读取温度命令
            tml = Ds18b20ReadByte();             // 读取温度值共16位，先读低字节
            tmh = Ds18b20ReadByte();             // 再读高字节

            temp = tml | (tmh << 8);             // 默认是12位分辨率，前面4个S位是符号位

            wendu = temp * 0.0625;
            tDisp = (u16)(wendu * 10);                      // 为方便显示将温度值乘以10后强转为u16
            write_wendu(2,0,tDisp);//温度实时显示后
      }
}

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作者: bJFKLJklfje 时间: 2020-5-4 15:15
受益很多，谢谢！

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