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一、系統(tǒng)方案 本設(shè)計采用STC89C52作為主控制器，瓦斯傳感器、PM2.5傳感器采集數(shù)據(jù)值送到ADC0832轉(zhuǎn)換，送到單片機處理，液晶1602顯示對應(yīng)測量值，溫度DS18B20采集溫度值，送到液晶顯示，風速傳感器采集風速，送到ADC0832轉(zhuǎn)換，送到單片機處理對應(yīng)測量值，按鍵設(shè)置報警閥值，測量值超過設(shè)設(shè)定閥值，蜂鳴器報警。
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二、硬件設(shè)計 原理圖如下：
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三、單片機軟件設(shè)計 1、首先是系統(tǒng)初始化：
Lcd1602_Init(); //LCD1602初始化 Delay_function(50); //延時50ms lcd1602_clean(); //清屏 Delay_function(50); //延時50ms Ds18b20_Init(); //DS18B20初始化 Delay_function(50); //延時50ms 2、液晶顯示程序 /********************************** 包含頭文件 **********************************/ #include "lcd1602.h"
/********************************** 函數(shù)定義 **********************************/ /**** *******1602檢測忙函數(shù) *****/ void lcd1602_check_busy() { P0=0xff; do { LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=1; LCD1602_E=0; LCD1602_E=1; } while(LCD1602_BUSY==1); LCD1602_E=0; }
/**** *******1602寫數(shù)據(jù)忙函數(shù) *****/ void lcd1602_write_date(uchar date) { lcd1602_check_busy(); LCD1602_E=0; LCD1602_PORT=date; LCD1602_RS=1; LCD1602_RW=0; LCD1602_E=1; LCD1602_E=0; }
/**** *******1602寫命令函數(shù) *****/ void lcd1602_write_com(uchar com) { lcd1602_check_busy(); LCD1602_E=0; LCD1602_PORT=com; LCD1602_RS=0; LCD1602_RW=0; LCD1602_E=1; LCD1602_E=0; }
/**** *******LCD1602初始化函數(shù) *****/ void Lcd1602_Init() { lcd1602_write_com(0x38); lcd1602_write_com(0x0c); lcd1602_write_com(0x06); lcd1602_write_com(0x01); }
/**** *******LCD1602顯示字符串函數(shù) *******參量定義： hang：輸入顯示行數(shù) 1 第一行 2 第二行 ******* add：偏移量，0-15 ******* dat：所要顯示的字符串，輸入格式 " " *****/ void lcd1602_display_str(uchar hang, uchar add, uchar *dat) { if(hang==1) lcd1602_write_com(0x80+add); //第一行 else lcd1602_write_com(0x80+0x40+add); //第二行
while(*dat != '\0') { lcd1602_write_date(*dat++); } }
/**** *******LCD1602清屏函數(shù) *****/ void lcd1602_clean() { lcd1602_display_str(1,0," "); lcd1602_display_str(2,0," "); }
/**** *******LCD1602顯示數(shù)字函數(shù)(最大4位) *******參量定義： hang：輸入顯示行數(shù) 1 第一行 2 第二行 ******* add：偏移量，0-15 ******* num：所要顯示的數(shù)據(jù)，最大4位 *****/ void lcd1602_display_num(uchar hang, uchar add, uint num) { if(hang==1) lcd1602_write_com(0x80+add); //第一行 else lcd1602_write_com(0x80+0x40+add); //第二行
if(num > 999) lcd1602_write_date(num/1000%10+48); //千 if(num > 99) lcd1602_write_date(num/100%10+48); //百 if(num > 9) lcd1602_write_date(num/10%10+48); //十 lcd1602_write_date(num/1%10+48); //個 lcd1602_write_date(' '); lcd1602_write_date(' '); lcd1602_write_date(' '); }
/**** *******LCD1602顯示溫度函數(shù)(顯示格式：**.*℃) *******參量定義： hang：輸入顯示行數(shù) 1 第一行 2 第二行 ******* add：偏移量，0-15 ******* temp：所要顯示的溫度 *****/ void lcd1602_display_temp(uchar hang, uchar add,uint temp) { if(hang==1) lcd1602_write_com(0x80+add); //第一行 else lcd1602_write_com(0x80+0x40+add); //第二行
lcd1602_write_date(temp/100%10+48); lcd1602_write_date(temp/10%10+48); lcd1602_write_date('.'); lcd1602_write_date(temp/1%10+48); lcd1602_write_date(0xdf); //顯示溫度的小圓圈符號，0xdf是液晶屏字符庫的該符號地址碼 lcd1602_write_date(0x43); //顯示"C"符號，0x43是液晶屏字符庫里大寫C的地址碼 }
/**** *******LCD1602顯示風速(顯示格式：**.*m/s) *******參量定義： hang：輸入顯示行數(shù) 1 第一行 2 第二行 ******* add：偏移量，0-15 ******* wind：所要顯示的風速 *****/ void lcd1602_display_wind(uchar hang, uchar add,uint wind) { if(hang==1) lcd1602_write_com(0x80+add); //第一行 else lcd1602_write_com(0x80+0x40+add); //第二行
lcd1602_write_date(wind/100%10+48); lcd1602_write_date(wind/10%10+48); lcd1602_write_date('.'); lcd1602_write_date(wind/1%10+48); lcd1602_write_date('m'); lcd1602_write_date('/'); lcd1602_write_date('s'); }
/**** *******LCD1602顯示氣體濃度(顯示格式：000ppm) *******參量定義： hang：輸入顯示行數(shù) 1 第一行 2 第二行 ******* add：偏移量，0-15 ******* gas_value：所要顯示的氣體濃度 *****/ void lcd1602_display_gas(uchar hang, uchar add,uint gas_value) { if(hang==1) lcd1602_write_com(0x80+add); //第一行 else lcd1602_write_com(0x80+0x40+add); //第二行
if(gas_value > 999) lcd1602_write_date(gas_value/1000%10+48); if(gas_value > 99) lcd1602_write_date(gas_value/100%10+48); if(gas_value > 9) lcd1602_write_date(gas_value/10%10+48); lcd1602_write_date(gas_value/1%10+48); lcd1602_write_date('p'); lcd1602_write_date('p'); lcd1602_write_date('m'); lcd1602_write_date(' '); lcd1602_write_date(' '); lcd1602_write_date(' '); }
/**** *******LCD1602顯示PM2.5(顯示格式：000ug/m3) *******參量定義： hang：輸入顯示行數(shù) 1 第一行 2 第二行 ******* add：偏移量，0-15 ******* pm25_value：所要顯示的PM2.5 *****/ void lcd1602_display_pm25(uchar hang, uchar add,uint pm25_value) { if(hang==1) lcd1602_write_com(0x80+add); //第一行 else lcd1602_write_com(0x80+0x40+add); //第二行
if(pm25_value > 999) lcd1602_write_date(pm25_value/1000%10+48); if(pm25_value > 99) lcd1602_write_date(pm25_value/100%10+48); if(pm25_value >= 9) lcd1602_write_date(pm25_value/10%10+48); lcd1602_write_date(pm25_value/1%10+48); lcd1602_write_date('u'); lcd1602_write_date('g'); lcd1602_write_date('/'); lcd1602_write_date('m'); lcd1602_write_date('3'); lcd1602_write_date(' '); }
3、按鍵檢測程序 /**** *******按鍵函數(shù) *****/ void Key_function(void) { key_num = Chiclet_Keyboard_Scan(0); //按鍵掃描 if(key_num != 0) //有按鍵按下 { switch(key_num) { case 1: //按鍵1，切換界面 flag_display++; if(flag_display >= 6) flag_display = 0;
lcd1602_clean(); break;
case 2: //按鍵2，不同界面有不同功能 switch(flag_display) { case 0: //界面0，切換測量界面 flag_meas_display++; if(flag_meas_display >= 2) flag_meas_display = 0;
lcd1602_clean(); break;
case 1: //界面1，溫度最大值+1 if(temp_max < 99) temp_max++; break;
case 2: //界面2，溫度最小值+1 if(temp_min < temp_max-1) temp_min++; break;
case 3: //界面3，風速最大值+1 if(wind_max < 99) wind_max++; break;
case 4: //界面4，瓦斯最大值+1 if(gas_max < 500) gas_max++; break;
case 5: //界面5，PM2.5最大值+1 if(pm25_max < 500) pm25_max++; break;
default: break; } break;
case 3: //按鍵3，不同界面有不同功能 switch(flag_display) { case 1: //界面1，溫度最大值-1 if(temp_max > temp_min+1) temp_max--; break;
case 2: //界面2，溫度最小值-1 if(temp_min > 0) temp_min--; break;
case 3: //界面3，風速最大值-1 if(wind_max > 0) wind_max--; break;
case 4: //界面4，瓦斯最大值-1 if(gas_max > 0) gas_max--; break;
case 5: //界面5，PM2.5最大值-1 if(pm25_max > 0) pm25_max--; break;
default: break; } break;
default: break; } } } 4、核心算法程序 void Manage_function(void) { if(flag_display == 0) //界面0，即測量界面 { if(temp_value > temp_max*10 || temp_value < temp_min*10 || wind_value > wind_max*10 || gas_value > gas_max || pm25_value > pm25_max) //測量值不在設(shè)置的閾值之內(nèi)，進行聲光報警 { if(time_num % 10 == 0) { LED = ~LED; BEEP = ~BEEP; } } else //測量值在設(shè)置的閾值之內(nèi)，不進行聲光報警 { LED = 1; BEEP = 1; } } else //其他界面，即設(shè)置界面 { LED = 1; BEEP = 1; } }
四、proteus仿真設(shè)計 Proteus軟件是一款應(yīng)用比較廣泛的工具，它可以在沒有硬件平臺的基礎(chǔ)上通過自身的軟件仿真出硬件平臺的運行情況，這樣就可以通過軟件仿真來驗證我們設(shè)計的方案有沒有問題，如果有問題，可以重新選擇器件，連接器件，直到達到我們設(shè)定的目的，避免我們搭建實物的時候，如果當初選擇的方案有問題，我們器件都已經(jīng)焊接好了，再去卸載下去，再去焊接新的方案的器件，測試，這樣會浪費人力和物力，也給開發(fā)者帶來一定困惑，Proteus仿真軟件就很好的解決這個問題，我們在設(shè)計之初，就使用該軟件進行模擬仿真，測試，選擇滿足我們設(shè)計的最優(yōu)方案。最后根據(jù)測試沒問題的仿真圖紙，焊接實物，調(diào)試，最終完成本設(shè)計的作品。
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