標(biāo)題: 基于51單片機(jī)和溫濕度傳感器SH11的仿真實(shí)驗(yàn)程序 [打印本頁(yè)]
作者: 1737857606    時(shí)間: 2021-4-2 16:06
標(biāo)題: 基于51單片機(jī)和溫濕度傳感器SH11的仿真實(shí)驗(yàn)程序
基于51單片機(jī)和溫濕度傳感器SH11的仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)元件：
51單片機(jī)、SH11傳感器、LCD1602
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：
protues8.6、keiil4
仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）


單片機(jī)源程序如下:
  1. /*************定義接口********************
  2.          P0------DB0～DB7  (LCD1602)     
  3.          P2.0------RS      (LCD1602)
  4.          P2.1------RW      (LCD1602)
  5.          P2.2------E       (LCD1602)
  6.                  P2.6------SCK     (DHT90)
  7.                  P2.7------DATA    (DHT90)
  8. *****************************************/

  10. #include <reg52.h>
  11. #include <intrins.h>
  12. #include <math.h>    //Keil library   
  13. #include <stdio.h>   //Keil library

  15. //*********************第一部分LCD1602設(shè)置 START****************************************
  16. #define LCD_DB        P0
  17.         sbit         LCD_RS=P2^0;   //P2^0是p2.0的意思；LCD_RS與P2.0等效起來(lái)，對(duì)LCD_RS 讀寫，就是對(duì)P2.0讀寫 好處在于LCD_RS含義直接明了，寫程序多了就會(huì)知道有必要de
  18.         sbit         LCD_RW=P2^1;   //P2^1是p2.1的意思
  19.         sbit         LCD_E=P2^2;    //P2^2是p2.2的意思

  21. /******定義函數(shù)****************/
  22. #define uchar unsigned char
  23. #define uint unsigned int
  24. void LCD_init(void);                          //初始化函數(shù)
  25. void LCD_write_command(uchar command);        //寫指令函數(shù)
  26. void LCD_write_data(uchar dat);               //寫數(shù)據(jù)函數(shù)
  27. void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat);//在某個(gè)屏幕位置上顯示一個(gè)字符,X（0-15),y(1-2)
  28. void LCD_disp_str(uchar x,uchar y,uchar *str); //LCD1602顯示字符串函數(shù)
  29. void delay_n10us(uint n);                     //延時(shí)函數(shù)


  32. /*--------------------------------------
  33. ;模塊名稱:LCD_init();
  34. ;功    能:初始化LCD1602
  35. ;占用資源:--
  36. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  37. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  38. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  39. ;修改日期:--
  40. ;修改說(shuō)明:--
  41. ;-------------------------------------*/
  42. void LCD_init(void)
  43. {
  44. delay_n10us(10);
  45. LCD_write_command(0x38);//設(shè)置8位格式，2行，5x7
  46. delay_n10us(10);
  47. LCD_write_command(0x0c);//整體顯示，關(guān)光標(biāo)，不閃爍
  48. delay_n10us(10);
  49. LCD_write_command(0x06);//設(shè)定輸入方式，增量不移位
  50. delay_n10us(10);
  51. LCD_write_command(0x01);//清除屏幕顯示
  52. delay_n10us(100);       //延時(shí)清屏，延時(shí)函數(shù)，延時(shí)約n個(gè)10us
  53. }


  56. /*--------------------------------------
  57. ;模塊名稱:LCD_write_command();
  58. ;功    能:LCD1602寫指令函數(shù)
  59. ;占用資源: P2.0--RS(LCD_RS),P2.1--RW(LCD_RW),P2.2--E(LCD_E).
  60. ;參數(shù)說(shuō)明:dat為寫命令參數(shù)
  61. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  62. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  63. ;修改日期:--
  64. ;修改說(shuō)明:--
  65. ;-------------------------------------*/
  66. void LCD_write_command(uchar dat)
  67. {
  68. delay_n10us(10);
  69. LCD_RS=0;         //指令
  70. LCD_RW=0;         //寫入
  71. LCD_E=1;          //允許
  72. LCD_DB=dat;
  73. delay_n10us(10);  //實(shí)踐證明，我的LCD1602上，用for循環(huán)1次就能完成普通寫指令。
  74. LCD_E=0;
  75. delay_n10us(10);  //實(shí)踐證明，我的LCD1602上，用for循環(huán)1次就能完成普通寫指令。
  76. }


  79. /*--------------------------------------
  80. ;模塊名稱:LCD_write_data();
  81. ;功    能:LCD1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)
  82. ;占用資源: P2.0--RS(LCD_RS),P2.1--RW(LCD_RW),P2.2--E(LCD_E).
  83. ;參數(shù)說(shuō)明:dat為寫數(shù)據(jù)參數(shù)
  84. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  85. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  86. ;修改日期:--
  87. ;修改說(shuō)明:--
  88. ;-------------------------------------*/
  89. void LCD_write_data(uchar dat)
  90. {
  91. delay_n10us(10);
  92. LCD_RS=1;          //數(shù)據(jù)
  93. LCD_RW=0;          //寫入
  94. LCD_E=1;           //允許
  95. LCD_DB=dat;
  96. delay_n10us(10);
  97. LCD_E=0;
  98. delay_n10us(10);
  99. }


  102. /*--------------------------------------
  103. ;模塊名稱:LCD_disp_char();
  104. ;功    能:LCD1602顯示一個(gè)字符函數(shù)，在某個(gè)屏幕位置上顯示一個(gè)字符,X（0-15),y(1-2)。
  105. ;占用資源:--
  106. ;參數(shù)說(shuō)明:X為1602的列值(取值范圍是0-15),y為1602的行值(取值范圍是1-2)，dat為所要顯示字符對(duì)應(yīng)的地址參數(shù)。
  107. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  108. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  109. ;修改日期:--
  110. ;修改說(shuō)明:--
  111. ;-------------------------------------*/
  112. void LCD_disp_char(uchar x,uchar y,uchar dat)
  113. {
  114.   uchar address;
  115.   if(y==1)
  116.          address=0x80+x;
  117.   else
  118.          address=0xc0+x;
  119.   LCD_write_command(address);
  120.   LCD_write_data(dat);
  121. }



  125. /*--------------------------------------
  126. ;模塊名稱:LCD_disp_str();
  127. ;功    能:LCD1602顯示字符串函數(shù)，在某個(gè)屏幕起始位置{X（0-15),y(1-2)}上顯示一個(gè)字符串。
  128. ;占用資源:--
  129. ;參數(shù)說(shuō)明:X為1602的列值(取值范圍是0-15),y為1602的行值(取值范圍是1-2)，str為所要顯示字符串對(duì)應(yīng)的指針參數(shù)。
  130. ;創(chuàng)建日期:2008.08.16
  131. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  132. ;修改日期:--
  133. ;修改說(shuō)明:--
  134. ;-------------------------------------*/
  135. void LCD_disp_str(uchar x,uchar y,uchar *str)
  136. {
  137.   uchar address;
  138.   if(y==1)
  139.          address=0x80+x;
  140.   else
  141.          address=0xc0+x;
  142.   LCD_write_command(address);
  143.   while(*str!='\0')
  144.   {
  145.     LCD_write_data(*str);   
  146.     str++;
  147.   }
  148. }


  151. /*--------------------------------------
  152. ;模塊名稱:delay_n10us();
  153. ;功    能:延時(shí)函數(shù)，延時(shí)約n個(gè)10us
  154. ;占用資源:--
  155. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  156. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  157. ;版    本:FV1.1(函數(shù)版本Function Version)
  158. ;修改日期:2008.08.26
  159. ;修改說(shuō)明:修改為較精確的延時(shí)函數(shù),"_nop_()"延時(shí)1us@12M晶振
  160. ;-------------------------------------*/
  161. void delay_n10us(uint n)  //延時(shí)n個(gè)10us@12M晶振
  162. {      
  163.         uint i;           
  164.         for(i=n;i>0;i--)   
  165.         {
  166.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  167.                 }
  168. }                                    

  170. //*********************第一部分LCD1602設(shè)置 END****************************************


  173. //*********************第二部分DHT90設(shè)置   START****************************************
  174. sbit SCK  = P2^6;      //定義通訊時(shí)鐘端口
  175. sbit DATA = P2^7;      //定義通訊數(shù)據(jù)端口

  177. typedef union  
  178. { unsigned int i;      //定義了兩個(gè)共用體
  179.   float f;
  180. } value;

  182. enum {TEMP,HUMI};      //TEMP=0,HUMI=1


  185. #define noACK 0             //用于判斷是否結(jié)束通訊
  186. #define ACK   1             //結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸
  187.                             //adr  command  r/w
  188. #define STATUS_REG_W 0x06   //000   0011    0
  189. #define STATUS_REG_R 0x07   //000   0011    1
  190. #define MEASURE_TEMP 0x03   //000   0001    1
  191. #define MEASURE_HUMI 0x05   //000   0010    1
  192. #define RESET        0x1e   //000   1111    0

  194. /****************定義函數(shù)****************/
  195. void s_transstart(void);               //啟動(dòng)傳輸函數(shù)
  196. void s_connectionreset(void);          //連接復(fù)位函數(shù)
  197. char s_write_byte(unsigned char value);//DHT90寫函數(shù)
  198. char s_read_byte(unsigned char ack);   //DHT90讀函數(shù)
  199. char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode);//測(cè)量溫濕度函數(shù)
  200. void calc_dht90(float *p_humidity ,float *p_temperature);//溫濕度補(bǔ)償



  204. /*--------------------------------------
  205. ;模塊名稱:s_transstart();
  206. ;功    能:啟動(dòng)傳輸函數(shù)
  207. ;占用資源:--
  208. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  209. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  210. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  211. ;修改日期:--
  212. ;修改說(shuō)明:--
  213. ;-------------------------------------*/  
  214. void s_transstart(void)
  215. // generates a transmission start  
  216. //       _____         ________
  217. // DATA:      |_______|
  218. //           ___     ___
  219. // SCK : ___|   |___|   |______
  220. {   
  221.    DATA=1; SCK=0;                   //Initial state
  222.    _nop_();
  223.    SCK=1;
  224.    _nop_();
  225.    DATA=0;
  226.    _nop_();
  227.    SCK=0;   
  228.    _nop_();_nop_();_nop_();
  229.    SCK=1;
  230.    _nop_();
  231.    DATA=1;        
  232.    _nop_();
  233.    SCK=0;        
  234. }

  236. /*--------------------------------------
  237. ;模塊名稱:s_connectionreset();
  238. ;功    能:連接復(fù)位函數(shù)
  239. ;占用資源:--
  240. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  241. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  242. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  243. ;修改日期:--
  244. ;修改說(shuō)明:--
  245. ;-------------------------------------*/
  246. void s_connectionreset(void)
  247. // communication reset: DATA-line=1 and at least 9 SCK cycles followed by transstart
  248. //       _____________________________________________________         ________
  249. // DATA:                                                      |_______|
  250. //          _    _    _    _    _    _    _    _    _        ___     ___
  251. // SCK : __| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |______|   |___|   |______
  252. {   
  253.   unsigned char i;  
  254.   DATA=1; SCK=0;                    //Initial state
  255.   for(i=0;i<9;i++)                  //9 SCK cycles
  256.   {
  257.     SCK=1;
  258.     SCK=0;
  259.   }
  260.   s_transstart();                   //transmission start
  261. }


  264. /*--------------------------------------
  265. ;模塊名稱:s_write_byte();
  266. ;功    能:DHT90寫函數(shù)
  267. ;占用資源:--
  268. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  269. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  270. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  271. ;修改日期:--
  272. ;修改說(shuō)明:--
  273. ;-------------------------------------*/
  274. char s_write_byte(unsigned char value)
  275. //----------------------------------------------------------------------------------
  276. // writes a byte on the Sensibus and checks the acknowledge  
  277. {  
  278.   unsigned char i,error=0;   
  279.   for (i=0x80;i>0;i/=2)             //shift bit for masking
  280.   {  
  281.     if (i & value) DATA=1;          //masking value with i , write to SENSI-BUS
  282.     else DATA=0;                        
  283.     SCK=1;                          //clk for SENSI-BUS
  284.     _nop_();_nop_();_nop_();        //pulswith approx. 3 us     
  285.     SCK=0;
  286.   }
  287.   DATA=1;                           //release DATA-line
  288.   SCK=1;                            //clk #9 for ack  
  289.   error=DATA;                       //check ack (DATA will be pulled down by DHT90),DATA在第9個(gè)上升沿將被DHT90自動(dòng)下拉為低電平。
  290.   _nop_();_nop_();_nop_();
  291.   SCK=0;
  292.   DATA=1;                           //release DATA-line
  293.   return error;                     //error=1 in case of no acknowledge //返回：0成功，1失敗
  294. }


  297. /*--------------------------------------
  298. ;模塊名稱:s_read_byte();
  299. ;功    能:DHT11讀函數(shù)
  300. ;占用資源:--
  301. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  302. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  303. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  304. ;修改日期:--
  305. ;修改說(shuō)明:--
  306. ;-------------------------------------*/
  307. char s_read_byte(unsigned char ack)  
  308. // reads a byte form the Sensibus and gives an acknowledge in case of "ack=1"  
  309. {  
  310.   unsigned char i,val=0;
  311.   DATA=1;                           //release DATA-line
  312.   for (i=0x80;i>0;i/=2)             //shift bit for masking
  313.   { SCK=1;                          //clk for SENSI-BUS
  314.     if (DATA) val=(val | i);        //read bit   
  315.         _nop_();_nop_();_nop_();        //pulswith approx. 3 us
  316.     SCK=0;              
  317.   }
  318.   if(ack==1)DATA=0;                 //in case of "ack==1" pull down DATA-Line
  319.   else DATA=1;                      //如果是校驗(yàn)(ack==0)，讀取完后結(jié)束通訊
  320.   _nop_();_nop_();_nop_();          //pulswith approx. 3 us
  321.   SCK=1;                            //clk #9 for ack
  322.   _nop_();_nop_();_nop_();          //pulswith approx. 3 us  
  323.   SCK=0;                 
  324.   _nop_();_nop_();_nop_();          //pulswith approx. 3 us
  325.   DATA=1;                           //release DATA-line
  326.   return val;
  327. }




  332. /*--------------------------------------
  333. ;模塊名稱:s_measure();
  334. ;功    能:測(cè)量溫濕度函數(shù)
  335. ;占用資源:--
  336. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  337. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  338. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  339. ;修改日期:--
  340. ;修改說(shuō)明:--
  341. ;-------------------------------------*/
  342. char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)
  343. // makes a measurement (humidity/temperature) with checksum
  344. {  
  345.   unsigned error=0;
  346.   unsigned int i;

  348.   s_transstart();                   //transmission start
  349.   switch(mode){                     //send command to sensor
  350.     case TEMP  : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break;
  351.     case HUMI  : error+=s_write_byte(MEASURE_HUMI); break;
  352.     default     : break;   
  353.   }
  354.   for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //wait until sensor has finished the measurement
  355.   if(DATA) error+=1;                // or timeout (~2 sec.) is reached
  356.   *(p_value)  =s_read_byte(ACK);    //read the first byte (MSB)
  357.   *(p_value+1)=s_read_byte(ACK);    //read the second byte (LSB)
  358.   *p_checksum =s_read_byte(noACK);  //read checksum
  359.   return error;
  360. }


  363. /*--------------------------------------
  364. ;模塊名稱:calc_dht90();
  365. ;功    能:溫濕度補(bǔ)償函數(shù)
  366. ;占用資源:--
  367. ;參數(shù)說(shuō)明:--
  368. ;創(chuàng)建日期:2008.08.15
  369. ;版    本:FV1.0(函數(shù)版本Function Version)
  370. ;修改日期:--
  371. ;修改說(shuō)明:--
  372. ;-------------------------------------*/
  373. void calc_dht90(float *p_humidity ,float *p_temperature)
  374. // calculates temperature [C] and humidity [%RH]
  375. // input :  humi [Ticks] (12 bit)
  376. //          temp [Ticks] (14 bit)
  377. // output:  humi [%RH]
  378. //          temp [C]
  379. { const float C1=-4.0;              // for 12 Bit
  380.   const float C2=+0.0405;           // for 12 Bit
  381.   const float C3=-0.0000028;        // for 12 Bit
  382.   const float T1=+0.01;             // for 14 Bit @ 5V
  383.   const float T2=+0.00008;           // for 14 Bit @ 5V

  385.   float rh=*p_humidity;             // rh:      Humidity [Ticks] 12 Bit
  386.   float t=*p_temperature;           // t:       Temperature [Ticks] 14 Bit
  387.   float rh_lin;                     // rh_lin:  Humidity linear
  388.   float rh_true;                    // rh_true: Temperature compensated humidity
  389.   float t_C;                        // t_C   :  Temperature [C]

  391.   t_C=t*0.01 - 40;                  //calc. temperature from ticks to [C]
  392.   rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1;     //calc. humidity from ticks to [%RH]
  393.   rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin-3;   //calc. temperature compensated humidity [%RH]
  394.   if(rh_true>100)rh_true=100;       //cut if the value is outside of
  395.   if(rh_true<0.1)rh_true=0.1;       //the physical possible range

  397.   *p_temperature=t_C;               //return temperature [C]
  398.   *p_humidity=rh_true;              //return humidity[%RH]
  399. }




  404. //*********************第二部分DHT90設(shè)置   END****************************************

  406. //*********主函數(shù)*****************
  407. void main(void)
  408. {
  409.                 value humi_val,temp_val;
  410.         unsigned char error,checksum;
  411.         unsigned int wendu,shidu;
  412.         LCD_init();      
  413.         s_connectionreset();
  414.         LCD_disp_str(0,1,"TE");
  415.                 LCD_disp_str(0,2,"RH");


  418. //*********初始化溫度顯示區(qū)*********
  419.         LCD_disp_str(2,1,"TTT.TC");

  421. //*********初始化濕度顯示區(qū)*********
  422.         LCD_disp_str(2,2,"RRR.R%");

  424.         delay_n10us(20000);     //延時(shí)0.2s

  426.         while(1)
  427.         { error=0;
  428.           error+=s_measure((unsigned char*) &humi_val.i,&checksum,HUMI);  //measure humidity
  429.           error+=s_measure((unsigned char*) &temp_val.i,&checksum,TEMP);  //measure temperature
  430.           if(error!=0) s_connectionreset();                 //in case of an error: connection reset
  431.           else
  432.           { humi_val.f=(float)humi_val.i;                   //converts integer to float
  433.             temp_val.f=(float)temp_val.i;                   //converts integer to float
  434.             calc_dht90(&humi_val.f,&temp_val.f);            //calculate humidity, temperature
  435.                         wendu=10*temp_val.f;
  436.                         LCD_disp_char(2,1,wendu/1000+'0');              //顯示溫度百位
  437.             LCD_disp_char(3,1,(wendu%1000)/100+'0');        //顯示溫度十位
  438.             LCD_disp_char(4,1,(wendu%100)/10+'0');          //顯示溫度個(gè)位
  439.                         LCD_disp_char(6,1,(wendu%10)+'0');              //顯示溫度小數(shù)點(diǎn)后第一位

  441.                         shidu=10*humi_val.f;
  442.                         LCD_disp_char(2,2,shidu/1000+'0');               //顯示濕度百位
  443.             LCD_disp_char(3,2,(shidu%1000)/100+'0');         //顯示濕度十位
  444.             LCD_disp_char(4,2,(shidu%100)/10+'0');           //顯示濕度個(gè)位
  445.                         LCD_disp_char(6,2,(shidu%10)+'0');               //顯示濕度小數(shù)點(diǎn)后第一位
  446.           }
  447.           //----------wait approx. 0.8s to avoid heating up SHTxx------------------------------      
  448.                   delay_n10us(80000);                                //延時(shí)約0.8s
  449.         }
  450. }
復(fù)制代碼


全部資料51hei下載地址：
基于51單片機(jī)和SH11的仿真實(shí)驗(yàn).zip (24.78 KB, 下載次數(shù): 38)






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