基于51单片机的温度湿度监控系统

今天笔者给大家介绍一种利用51单片机的温度模块制作一个小空间的温度湿度检测系统，温度检测使用的是DHT11，如果想将此项目移植到开发板上，需要自行修改管脚。
原理截图
源代码如下：

#include
#include "intrins.h"
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
sbit rs=P2^6;    // 数据命令选择
sbit rw=P2^5;    //读写选择
sbit e=P2^7;      //使能

sbit k1=P3^3; //模式
sbit k2=P2^1; //加
sbit k3=P2^2; //减

sbit DHT11_DQ_OUT=P3^2;
sbit led1=P3^6;
sbit led2=P3^7;

sbit dq=P2^0;

uint8 mode=0,xian;
char temph=50,templ=20;
char humih=80,humil=20;
uint8 temp,humi;
uint8 flag;   //设定报警标志
uint8 a,c,tempvalue;
uint8 code num[10]="0123456789";

uint8 code str1[]="Temp:";  //温度
uint8 code str2[]="Humi:";  //湿度
uint8 code str3[]="Error";  
uint8 code str4[]="Success    "; 
uint8 code str5[]="%RH";
uint8 code str6[]="TempH:";   //设定温度上限显示
uint8 code str7[]="TempL:";   //设定温度下限显示
uint8 code str8[]="HumiH:";    //设定湿度上限显示
uint8 code str9[]="HumiL:";    //设定湿度下限显示


void delay(uint16 i)
{
    while(i--);
}

void delay_ms(uint16 i)
{
    while(i--)
        delay(90);
}

void wrc(uint8 c)    //写命令
{
    delay(1000);
    rs=0;
    rw=0;
    e=0;
    P0=c;
    e=1;
    delay(10);
    e=0;
}
void wrd(uint8 dat)   //写数据
{
    delay(1000);
    rs=1;
    rw=0;
    e=0;
    P0=dat;
    e=1;
    delay(10);
    e=0;
    rs=0;
}
void lcd_init()    // LCD1602初始化
{
    delay(1000);
    wrc(0x38);
    wrc(0x38);   //功能设置命令，选择8位总线，双行显示  5*7点阵字符
    wrc(0x38);
    wrc(0x06);  //光标和显示模式设置  光标右移  整屏不移动
    wrc(0x0c);  //显示开关控制  开显示  无光标 光标不闪烁
    wrc(0x01);  //清零指令  固定的
}
//复位DHT11
void DHT11_Rst()       
{                 
    DHT11_DQ_OUT=0;     //拉低DQ
    delay_ms(20);       //拉低至少18ms
    DHT11_DQ_OUT=1;     //DQ=1 
    delay(3);       //主机拉高20~40us
}

//等待DHT11的回应
//返回1:未检测到DHT11的存在
//返回0:存在
uint8 DHT11_Check()        
{   
    uint8 retry=0;   
    while (DHT11_DQ_OUT&&retry<100)//DHT11会拉低40~50us
    {
        retry++;
        _nop_();
    };   
    if(retry>=100)return 1;
    else retry=0;
    while (!DHT11_DQ_OUT&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~50us
    {
        retry++;
        _nop_();
    };
    if(retry>=100)return 1;     
    return 0;
}


//DHT11初始化 
//返回0：初始化成功，1：失败
uint8 DHT11_Init()
{
    DHT11_Rst();      
    return DHT11_Check();   
}


//从DHT11读取一个位
//返回值：1/0
uint8 DHT11_Read_Bit(void)           
{
    uint8 retry=0;
    while(DHT11_DQ_OUT&&retry<100)//等待变为低电平 12-14us 开始
    {
        retry++;
        _nop_();
    }
    retry=0;
    while((!DHT11_DQ_OUT)&&retry<100)//等待变高电平    26-28us表示0,116-118us表示1
    {
        retry++;
        _nop_();
    }
    delay(1);//等待40us
    if(DHT11_DQ_OUT)return 1;
    else return 0;         
}

//从DHT11读取一个字节
//返回值：读到的数据
uint8 DHT11_Read_Byte(void)    
{        
    uint8 i,dat=0;
    for (i=0;i<8;i++) 
    {
        dat<<=1; 
        dat|=DHT11_Read_Bit();
    }                           
    return dat;
}

//从DHT11读取一次数据
//temp:温度值(范围:0~50°)
//humi:湿度值(范围:20%~90%)
//返回值：0,正常;1,读取失败
uint8 DHT11_Read_Data(uint8 *temp,uint8 *humi)    
{        
    uint8 buf[5];
    uint8 i;
    DHT11_Rst();
    if(DHT11_Check()==0)
    {
        for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据
        {
            buf[i]=DHT11_Read_Byte();
        }
        if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
        {
            *humi=buf[0];
            *temp=buf[2];
        }

    }else return 1;
    return 0;       
}




void ds18b20init()      //18b20的初始化
{
    dq=1;
    delay(1);
    dq=0;
    delay(80);
    dq=1;
    delay(5);
    dq=0;
    delay(20);
    dq=1;
    delay(35);
}
void ds18b20wr(uint8 dat)     //18b20写数据
{
    uint8 i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        dq=0;
        dq=dat&0x01;
        dat>>=1;
        delay(8);//在时序上只有这一块对时序要求最准确，他的时间必须大于15us
        dq=1;
        delay(1);
    }   
}
uint8 ds18b20rd()         //18b20读数据
{
    uint8 value,i;
    for(i=0;i<8;i++)    
    {
        dq=0;
        value>>=1;
        dq=1;
        if(dq==1)value|=0x80;
        delay(8);//在这一块也对时间要求特别准确，整段程序必须大于60us      
    }
    return value;
}
uint8 readtemp()              //读取温度内需要复位的
{
    uint8 b;
    ds18b20init();      //初始化
    ds18b20wr(0xcc);   //发送忽略ROM指令
    ds18b20wr(0x44);   //发送温度转换指令
    delay(100);
    ds18b20init();     //初始化
    ds18b20wr(0xcc);   //发送忽略ROM指令
    ds18b20wr(0xbe);   //发读暂存器指令
    a=ds18b20rd();   //温度的低八位
    b=ds18b20rd();   //温度的高八位
    b<<=4;           //ssss s***；s为标志位s=0表示温度值为正数，s=1温度值为负数
    c=b&0x80;       //温度正负标志位确认
    b+=(a&0xf0)>>4;
    a=a&0x0f;     //温度的小数部分
    return b;
}


void key_pros()  //按键处理函数
{
    if(k1==0)
    {
        delay(1000);
        if(k1==0)
        {
            mode++;
            if(mode==5)mode=0;
            wrc(0x01);
        }
        while(!k1);
    }
    if(mode==1)       //对温度上限设定
    {
        if(k2==0)         //加
        {
            delay(1000);
            if(k2==0)
            {
                temph++;
                if(temph>=80)temph=80;
            }
            while(!k2);
        }
        if(k3==0)      //减
        {
            delay(1000);
            if(k3==0)
            {
                temph--;
                if(temph<=0)temph=0;
            }
            while(!k3);
        }
    }
    if(mode==2)       //对温度下限设定
    {
        if(k2==0)         //加
        {
            delay(1000);
            if(k2==0)
            {
                templ++;
                if(templ>=80)templ=80;
            }
            while(!k2);
        }
        if(k3==0)      //减
        {
            delay(1000);
            if(k3==0)
            {
                templ--;
                if(templ<=0)templ=0;
            }
            while(!k3);
        }
    }
    if(mode==3)       //对湿度上限设定
    {
        if(k2==0)         //加
        {
            delay(1000);
            if(k2==0)
            {
                humih++;
                if(humih>=80)humih=80;
            }
            while(!k2);
        }
        if(k3==0)      //减
        {
            delay(1000);
            if(k3==0)
            {
                humih--;
                if(humih<=0)humih=0;
            }
            while(!k3);
        }
    }
    if(mode==4)       //对湿度下限设定
    {
        if(k2==0)         //加
        {
            delay(1000);
            if(k2==0)
            {
                humil++;
                if(humil>=80)humil=80;
            }
            while(!k2);
        }
        if(k3==0)      //减
        {
            delay(1000);
            if(k3==0)
            {
                humil--;
                if(humil<=0)humil=0;
            }
            while(!k3);
        }
    }
}

void lcd_init_display()    //LCD初始化显示
{
    uint8 i;
    for(i=0;i<5;i++)
    {
        wrc(0x80+i);
        wrd(str1[i]);   
    }

    for(i=0;i<5;i++)
    {
        wrc(0xc0+i);
        wrd(str2[i]);   
    }
}

void data_pros()    //数据处理函数
{
    uint8 i;        
    uint8 temp_buf[2],humi_buf[2];
    uint8 temphbuf[2],templbuf[2],humihbuf[2],humilbuf[2];
    float dio;
    uint16 k;

    tempvalue=readtemp();
    DHT11_Read_Data(&temp,&humi);
    temp_buf[0]=temp/10+0x30;   
    temp_buf[1]=temp%10+0x30;

    humi_buf[0]=humi/10+0x30;   
    humi_buf[1]=humi%10+0x30;

    dio=a*0.0625;
    k=dio*10000;//取小数点后两位有效数字

    temphbuf[0]=temph/10+0x30;
    temphbuf[1]=temph%10+0x30;
    templbuf[0]=templ/10+0x30;
    templbuf[1]=templ%10+0x30;

    humihbuf[0]=humih/10+0x30;
    humihbuf[1]=humih%10+0x30;
    humilbuf[0]=humil/10+0x30;
    humilbuf[1]=humil%10+0x30;

    if(mode==0)
    {
        lcd_init_display();
        wrc(0x85);
        wrd(num[tempvalue%100/10]);
        wrd(num[tempvalue%100%10]);
        wrd('.');
        wrd(num[k/1000]);
        wrd(0xdf);
        wrd('C');

        for(i=0;i<2;i++)
        {
            wrc(0Xc5+i);
            wrd(humi_buf[i]);         
        }   
        for(i=0;i<3;i++)
        {
            wrc(0Xc7+i);
            wrd(str5[i]);         
        }   
    }
    if(mode==1)           //温度上限显示
    {
        wrc(0x80);
        for(i=0;i<6;i++)
        {
            wrd(str6[i]);         
        }
        wrd(temphbuf[0]);
        wrd(temphbuf[1]);           
    }
    if(mode==2)           //温度下限显示
    {
        wrc(0x80);
        for(i=0;i<6;i++)
        {
            wrd(str7[i]);         
        }
        wrd(templbuf[0]);
        wrd(templbuf[1]);           
    }
    if(mode==3)           //湿度上限显示
    {
        wrc(0x80);
        for(i=0;i<6;i++)
        {
            wrd(str8[i]);         
        }
        wrd(humihbuf[0]);
        wrd(humihbuf[1]);           
    }
    if(mode==4)           //湿度下限显示
    {
        wrc(0x80);
        for(i=0;i<6;i++)
        {
            wrd(str9[i]);         
        }
        wrd(humilbuf[0]);
        wrd(humilbuf[1]);           
    }
}

void baojinpros()   //报警处理
{
    if(tempvalue>=temph||humi>=humih)    //检测温度或者湿度高于设定上限值 降温湿
    {
        led1=1;     //降温湿指示灯
        led2=0;
    }
    if(tempvalue<=templ||humi<=humil)   //检测温度或者湿度低于设定下限值  升温湿
    {
        led1=0;
        led2=1;    //升高温湿指示灯
    }
    if((tempvalue>templ&&tempvaluehumil&&humi=0;
        led2=0; 
    }
}

void main()
{
    uint8 i=0;
    led1=0;
    led2=0;
    lcd_init();
    while(DHT11_Init()) //检测DHT11是否纯在
    {
        for(i=0;i<5;i++)
        {
            wrc(0x80+i);
            wrd(str3[i]);   
        }           
    }
    wrc(0x01);
    lcd_init_display();    //LCD初始化显示
    i=0;
    while(1)
    {   
        i++;
        key_pros();
        baojinpros();   //报警处理
        if(i==15)
        {
            i=0;
            data_pros();     //读取一次DHT11数据最少要大于100ms
        }
        delay(1000); 

    }   
}