项目名:多路温湿度控制
单片机类型:STC89C52、STM32F103C8T6
具体功能:
1、通过三路DHT11测量环境温湿度平均值,当温湿度不在设定的上下限值之内时,进行相应的加热制冷加湿除湿,并进行声光报警
2、通过按键设置温湿度上下限值,可以手动控制加热制冷加湿除湿、切换模式
3、通过显示屏显示数据
扩展功能:通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端,手机端可以设置温湿度上下限,并可以远程控制加热制冷加湿除湿、切换模式
单片机型号:STC89C52
板子为绿色PCB板,两层板,厚度1.2,上下覆铜接地。元器件基本上为插针式,个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口:TYPE-C
仿真软件版本:proteus8.9
电路连线方式:网络标号连线方式
注意:部分实物元器件仿真中没有,仿真中会用其他工作原理相似的元件代替,这样可能导致实物程序和仿真程序不一样
单片机型号:STM32F103C8T6
板子为绿色PCB板,两层板,厚度1.2,上下覆铜接地。元器件基本上为插针式,个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口:TYPE-C
软件版本:AD2013
电路连线方式:网络标号连线方式
注意:原理图只是画出了模块的引脚图,而并不是模块的内部结构原理图
由原理图导出,封装很大一部分都是作者自己绘制,不提供封装库,只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号,隐藏在单片机底座下,插入单片机后不会看到。
两层板,上下覆铜接地。
本设计以单片机为核心控制器,加上其他模块一起组成此次设计的整个系统,其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器,其主要作用是获取输入部分的数据,经过内部处理,逻辑判断,最终控制输出部分。输入由三部分组成,第一部分是温湿度检测模块,通过该模块检测当前环境的温湿度;第二部分是按键模块,通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等;第三部分是供电模块,通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成,第一部分是显示模块,通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值;第二部分是继电器模块,通过四个个继电器分别控制加热和制冷以及加湿和除湿;第三部分是声光报警模块,当监测值不在设置的阈值内时进行声光报警。除此之外,蓝牙模块既作为输入又作为输出,蓝牙模块和手机进行连接,可以将监测的数据传输到用户手机端,用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图3.1所示。
系统的主流程图如图所示。在主程序中:首先对各个模块进行初始化,随后进入while主循环,在主循环中,首先进入第一个函数按键函数,该函数主要分为两部分,第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值,第二部分通过键值进行相应的处理操作,包括切换界面、设置阈值等;紧接着进入第二个函数监测函数,该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值,并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端,用户也可以通过手机端发送指令,设备根据用户发送的指令执行对应的处理;紧接着进入第三个函数显示函数,该函数显示监测值及阈值;最后进入第四个函数处理函数,该函数主要判断当前温湿度是否在设置的阈值之内,如果温度大于设置的最大值,则声光报警,并且打开制冷继电器进行降温,如果温度小于设置的最小值,则声光报警,并且打开加热继电器进行加热,如果湿度大于设置的最大值,则声光报警,并且打开除湿继电器进行除湿,如果湿度小于设置的最小值,则声光报警,并且打开加湿继电器进行加湿,如果温度和湿度在设置的阈值之内,则取消声光报警,并关闭加热和制冷以及加湿和除湿继电器。
软件版本:keil5
逻辑程序和驱动程序分开,分布于main.c和其他.c文件
/**********************************
作者:单片机俱乐部
网站:https://www.mcuclub.cn/
**********************************/
/**********************************
包含头文件
**********************************/
#include "main.h"
#include "lcd1602.h"
#include "key.h"
#include "dht11.h"
#include "uart.h"
/**********************************
变量定义
**********************************/
uchar key_num = 0; //按键扫描标志位
uchar flag_display = 0; //显示界面标志位
uint time_num = 0; //10ms计时变量
bit flag_mode = 0; //模式标志位
bit flag_alarm_t = 0; //温度声光报警标志位
uint temp_value1 = 0; //温度值1
uint temp_value2 = 0; //温度值2
uint temp_value3 = 0; //温度值3
uint temp_value = 0; //温度均值
uchar temp_max = 30; //温度最大值
uchar temp_min = 20; //温度最小值
uchar temp_ctrl = 0; //手动控制温度标志
bit flag_alarm_h = 0; //湿度度声光报警标志位
uint humi_value1 = 0; //湿度值
uint humi_value2 = 0; //湿度值
uint humi_value3 = 0; //湿度值
uint humi_value = 0; //湿度均值
uchar humi_max = 60; //湿度最大值
uchar humi_min = 30; //湿度最小值
uchar humi_ctrl = 0; //手动控制温度标志
uchar uart_buf[16]; //发送缓存区
/**********************************
函数声明
**********************************/
void Delay_function(uint x); //延时函数(ms)
void Key_function(void); //按键函数
void Monitor_function(void); //监测函数
void Display_function(void); //显示函数
void Manage_function(void); //处理函数
/****
******* 主函数
*****/
void main(void)
{
Lcd1602_Init(); //LCD1602初始化
Delay_function(50); //延时50ms
lcd1602_clean(); //清屏
Delay_function(50); //延时50ms
while(DHT11_Init()); //DHT11初始化
while(DHT11_Init1()); //DHT11初始化
while(DHT11_Init2()); //DHT11初始化
Delay_function(50); //延时50ms
Uart_Init(); //串口初始化函数
Delay_function(50); //延时50ms
while(1)
{
Key_function(); //按键函数
Monitor_function(); //监测函数
Display_function(); //显示函数
Manage_function(); //处理函数
Delay_function(10); //延时10ms
time_num++; //计时变量+1
if(time_num == 5000)
{
time_num = 0;
}
}
}
/****
******* 延时 x ms函数
*****/
void Delay_function(uint x)
{
uint m,n;
for(m=x;m>0;m--)
for(n=110;n>0;n--);
}
/****
*******按键函数
*****/
void Key_function(void)
{
key_num = Chiclet_Keyboard_Scan(0); //按键扫描
if(key_num != 0) //有按键按下
{
switch(key_num)
{
case 1: //按键1,切换设置界面
flag_display++;
if(flag_display >= 5)
flag_display = 0;
lcd1602_clean(); //清屏
break;
case 2: //按键2
switch(flag_display)
{
case 0: //界面0:切换手动模式控制温度
flag_mode = 1;
temp_ctrl++;
flag_alarm_t = 0;
break;
case 1: //界面1:温度最大值+1
if(temp_max < 99)
temp_max++;
break;
case 2: //界面2:温度最小值+1
if(temp_min < temp_max-1)
temp_min++;
break;
case 3: //界面3:湿度最大值+1
if(humi_max < 99)
humi_max++;
break;
case 4: //界面4:湿度最小值+1
if(humi_min < humi_max-1)
humi_min++;
break;
default:
break;
}
break;
case 3: //按键3
switch(flag_display)
{
case 0: //界面0:切换手动模式控制湿度
flag_mode = 1;
humi_ctrl++;
flag_alarm_h = 0;
break;
case 1: //界面1:温度最大值-1
if(temp_max > temp_min+1)
temp_max--;
break;
case 2: //界面2:温度最小值-1
if(temp_min > 0)
temp_min--;
break;
case 3: //界面3:湿度最大值-1
if(humi_max > humi_min+1)
humi_max--;
break;
case 4: //界面4:湿度最小值-1
if(humi_min > 0)
humi_min--;
break;
default:
break;
}
break;
case 4: //按键4:切换自动模式
if(flag_display == 0)
{
flag_mode = 0;
humi_ctrl = 0;
temp_ctrl = 0;
}
break;
default:
break;
}
}
}
/****
*******监测函数
*****/
void Monitor_function(void)
{
if(time_num % 10 == 0) //100ms检测一次
{
Dht11_Get_Temp_Humi_Value(&temp_value1,&humi_value1); //获取温湿度1
Dht11_Get_Temp_Humi_Value1(&temp_value2,&humi_value2); //获取温湿度2
Dht11_Get_Temp_Humi_Value2(&temp_value3,&humi_value3); //获取温湿度3
temp_value = (temp_value1+temp_value2+temp_value3)/3; //获取温度均值
humi_value = (humi_value1+humi_value2+humi_value3)/3; //获取湿度均值
if(time_num % 300 == 0) //发送三路温湿度及平均值、模式
{
Uart_Sent_Str("\r\nTemp1:");
sprintf(uart_buf,"%dC ",temp_value1);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
Uart_Sent_Str("Humi1:");
sprintf(uart_buf,"%d%%\r\n",humi_value1);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
Uart_Sent_Str("Temp2:");
sprintf(uart_buf,"%dC ",temp_value2);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
Uart_Sent_Str("Humi2:");
sprintf(uart_buf,"%d%%\r\n",humi_value2);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
Uart_Sent_Str("Temp3:");
sprintf(uart_buf,"%dC ",temp_value3);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
Uart_Sent_Str("Humi3:");
sprintf(uart_buf,"%d%%\r\n",humi_value3);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
Uart_Sent_Str("Temp:");
sprintf(uart_buf,"%dC ",temp_value);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
Uart_Sent_Str("Humi:");
sprintf(uart_buf,"%d%%\r\n",humi_value);
Uart_Sent_Str(uart_buf);
if(flag_mode == 0)
Uart_Sent_Str("Mode:Auto");
else
Uart_Sent_Str("Mode:Manu");
}
}
}
/****
*******显示函数
*****/
void Display_function(void)
{
switch(flag_display) //根据不同的显示模式标志位,显示不同的界面
{
case 0: //界面0:显示三路温湿度、平均值、模式
lcd1602_display_temp(1,0,temp_value1);
lcd1602_display_temp(1,3,temp_value2);
lcd1602_display_temp(1,6,temp_value3);
lcd1602_display_humi(2,0,humi_value1);
lcd1602_display_humi(2,3,humi_value2);
lcd1602_display_humi(2,6,humi_value3);
sprintf(uart_buf,"T:%dC ",temp_value);
lcd1602_display_str(1,9,uart_buf);
sprintf(uart_buf,"H:%d%% ",humi_value);
lcd1602_display_str(2,9,uart_buf);
if(flag_mode == 0) //显示当前模式
lcd1602_display_str(2,15,"A");
else
lcd1602_display_str(2,15,"M");
break;
case 1: //界面1:显示设置温度最大值
lcd1602_display_str(1,2,"Set Temp Max");
if(time_num % 20 == 0)
{
lcd1602_display_num(2,7,temp_max);
}
if(time_num % 40 == 0)
{
lcd1602_display_str(2,7," ");
}
break;
case 2: //界面2:显示设置温度最小值
lcd1602_display_str(1,2,"Set Temp Min");
if(time_num % 20 == 0)
{
lcd1602_display_num(2,7,temp_min);
}
if(time_num % 40 == 0)
{
lcd1602_display_str(2,7," ");
}
break;
case 3: //界面3:显示设置湿度最大值
lcd1602_display_str(1,2,"Set Humi Max");
if(time_num % 20 == 0)
{
lcd1602_display_num(2,7,humi_max);
}
if(time_num % 40 == 0)
{
lcd1602_display_str(2,7," ");
}
break;
case 4: //界面4:显示设置湿度最小值
lcd1602_display_str(1,2,"Set Humi Min");
if(time_num % 20 == 0)
{
lcd1602_display_num(2,7,humi_min);
}
if(time_num % 40 == 0)
{
lcd1602_display_str(2,7," ");
}
break;
default:
break;
}
}
/****
*******处理函数
*****/
void Manage_function(void)
{
if(flag_display == 0) //测量界面
{
if(flag_mode == 0) //如果处于自动模式
{
if(temp_value > temp_max) //温度大于设置最大值,制冷继电器闭合,开启报警
{
RELAY_ZL = 0;
RELAY_JR = 1;
flag_alarm_t = 1;
}
else if(temp_value < temp_min) //温度小于设置最小值,加热继电器闭合,开启报警
{
RELAY_ZL = 1;
RELAY_JR = 0;
flag_alarm_t = 1;
}
else //温度处于设置的上下限值之间,两个继电器断开,关闭报警
{
RELAY_ZL = 1;
RELAY_JR = 1;
flag_alarm_t = 0;
}
if(humi_value > humi_max) //湿度大于设置最大值,除湿继电器闭合
{
RELAY_CS = 0;
RELAY_JS = 1;
flag_alarm_h = 1;
}
else if(humi_value < humi_min) //湿度小于设置最小值,加湿继电器闭合
{
RELAY_CS = 1;
RELAY_JS = 0;
flag_alarm_h = 1;
}
else //湿度处于设置的上下限值之间,两个继电器断开
{
RELAY_CS = 1;
RELAY_JS = 1;
flag_alarm_h = 0;
}
}
else //手动模式下,关闭声光报警,根据按键按下控制继电器
{
flag_alarm_h = 0;
flag_alarm_t = 0;
if(temp_ctrl == 1)
{
RELAY_JR = 0;
RELAY_ZL = 1;
}
else if(temp_ctrl == 2)
{
RELAY_JR = 1;
RELAY_ZL = 0;
}
else
{
temp_ctrl = 0;
RELAY_JR = 1;
RELAY_ZL = 1;
}
if(humi_ctrl == 1)
{
RELAY_JS = 0;
RELAY_CS = 1;
}
else if(humi_ctrl == 2)
{
RELAY_JS = 1;
RELAY_CS = 0;
}
else
{
humi_ctrl = 0;
RELAY_JS = 1;
RELAY_CS = 1;
}
}
if(flag_alarm_h == 1 || flag_alarm_t == 1) //温度或湿度过高或过低,声光报警
{
if(time_num % 40 == 0)
{
LED = ~LED;
BEEP = ~BEEP;
}
}
else
{
LED = 1;
BEEP = 1;
}
}
else //设置界面,关闭所有继电器及声光报警
{
LED = 1;
BEEP = 1;
RELAY_CS = 1;
RELAY_JS = 1;
RELAY_ZL = 1;
RELAY_JR = 1;
}
}