【Proteus仿真】【STM32单片机】蔬菜大棚温湿度控制系统设计

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一、主要功能

本项目使用Proteus8仿真STM32单片机控制器，使用LCD1602液晶、DHT11温湿度、蜂鸣器、按键、LED、继电器、电机模块等。

主要功能：
系统运行后，LCD1602显示DHT11温湿度采集值，
当按下K3键进入阈值设置，第一次进入温度上限，
第二次进入温度下限，第三次进入湿度上限，
第四次进入湿度下限，如此循环。可通过K1和K2键调节阈值。
设置好阈值后，按下K4键确认并退出，返回主界面。
若采集温度高于上限，开启风扇降温，声光报警。
若采集温度低于下限，开启加热，声光报警。
若采集湿度高于上限，关闭水泵，声光报警。
若采集湿度低于下限，开启水泵，声光报警。
若温湿度正常，关闭风扇、加热、水泵及声光报警。

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二、硬件资源

参考实验现象电路

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三、软件设计

/*
作者：嗨小易（QQ：3443792007）
*/


//相关控制模块管脚定义
#define JW_PIN 	PBout(10)
#define SB_PIN 	PBout(11)
#define JR_PIN 	PBout(13)

void ctrl_pin_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体变量
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_13;  //选择你要设置的IO口
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;	 //设置推挽输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;	  //设置传输速率
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); 	   /* 初始化GPIO */
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_13);   
}



//参数初始化
void sys_parm_init(void)
{
	sys_ctrl.mode=0;
	sys_ctrl.temph=30;
	sys_ctrl.templ=20;
	sys_ctrl.humih=80;
	sys_ctrl.humil=30;	
}

//系统初始界面显示
void sys_open_show(void)
{
	lcd1602_clear();
	lcd1602_show_string(0,0,"Temp:  C");
	lcd1602_show_string(0,1,"Humi:  %RH");
}

//系统参数采集
void sys_parm_get(void)
{
	u8 i=0;

	while(sys_ctrl.mode==0)
	{
		i++;
		if(i%200==0)
		{
			//读取DHT11温湿度值
			DHT11_Read_Data(&sys_ctrl.temp,&sys_ctrl.humi);

			break;				
		}
		delay_ms(1);			
	}		
}

//系统参数显示
void sys_parm_show(void)
{
	//正常模式下，温湿度显示
	while(sys_ctrl.mode==0)
	{
		lcd1602_show_nums(5,0,sys_ctrl.temp,2,0);
		lcd1602_show_nums(5,1,sys_ctrl.humi,2,0);
		
		break;				
	}
	//温湿度阈值显示
	while(sys_ctrl.mode!=0)
	{
		switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 1://温度上限
				lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.temph,2,0);
				break;
			case 2://温度下限
				lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.templ,2,0);
				break;
			case 3://湿度上限
				lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.humih,2,0);
				break;
			case 4://湿度下限
				lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.humil,2,0);
				break;
		}
		
		break;				
	}
}

//系统参数设定
void sys_parm_set(void)
{
	u8 key=0;
	
	key=KEY_Scan(0);
	//模式设置
	if(key==KEY3_PRESS)
	{
		sys_ctrl.mode++;
		if(sys_ctrl.mode>=5)sys_ctrl.mode=1;
		lcd1602_clear();
		switch(sys_ctrl.mode)
		{
			case 1://温度上限设置显示界面 
				lcd1602_show_string(0,0,"TempH Set:");
				break;
			case 2://温度下限设置显示界面 
				lcd1602_show_string(0,0,"TempL Set:");
				break;
			case 3://湿度上限设置显示界面 
				lcd1602_show_string(0,0,"HumiH Set:");
				break;
			case 4://湿度下限设置显示界面 
				lcd1602_show_string(0,0,"HumiL Set:");
				break;
		}			
	}
	//确定
	else if(key==KEY4_PRESS)
	{
		sys_ctrl.mode=0;
		sys_open_show();	
	}
	//温度上限设置
	while(sys_ctrl.mode==1)
	{
		if(key==KEY1_PRESS)//加
		{
			sys_ctrl.temph+=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.temph>=80)sys_ctrl.temph=0;		
		}
		else if(key==KEY2_PRESS)//减
		{
			sys_ctrl.temph-=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.temph<=0)sys_ctrl.temph=80;				
		}
		
		break;
	}
	//温度下限设置
	while(sys_ctrl.mode==2)
	{  	
		if(key==KEY1_PRESS)//加
		{
			sys_ctrl.templ+=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.templ>=40)sys_ctrl.templ=0;			
		}
		else if(key==KEY2_PRESS)//减
		{
			sys_ctrl.templ-=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.templ<=0)sys_ctrl.templ=40;				
		}
		
		break;			
	}
	//湿度上限设置
	while(sys_ctrl.mode==3)
	{  	
		if(key==KEY1_PRESS)//加
		{
			sys_ctrl.humih+=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.humih>=100)sys_ctrl.humih=0;		
		}
		else if(key==KEY2_PRESS)//减
		{
			sys_ctrl.humih-=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.humih<=0)sys_ctrl.humih=99;				
		}
		
		break;				
	}
	//湿度下限设置
	while(sys_ctrl.mode==4)
	{  	
		if(key==KEY1_PRESS)//加
		{
			sys_ctrl.humil+=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.humil>=100)sys_ctrl.humil=0;			
		}
		else if(key==KEY2_PRESS)//减
		{
			sys_ctrl.humil-=THRESHOLD_STEP;
			if(sys_ctrl.humil<=0)sys_ctrl.humil=99;				
		}
		
		break;			
	}
}

//系统参数控制
void sys_parm_ctrl(void)
{
	//正常模式下，系统控制
	while(sys_ctrl.mode==0)
	{
		//如果温度高于上限，加热关闭，风扇开启，声光报警
		if(sys_ctrl.temp>=sys_ctrl.temph)
		{
			JW_PIN=0;JR_PIN=1;LED1=0;
			beep_alarm(200,20);
		}
		//如果温度低于下限，加热开启，风扇关闭，声光报警
		else if(sys_ctrl.temp<=sys_ctrl.templ)
		{
			JW_PIN=1;JR_PIN=0;LED1=0;
			beep_alarm(200,20);
		}
		//如果温度正常，加热关闭，风扇关闭，声光关闭
		else
		{
			JW_PIN=1;JR_PIN=1;
			if(sys_ctrl.humi>sys_ctrl.humil && sys_ctrl.humi<sys_ctrl.humih)
				LED1=1;
		}
		
		//如果湿度高于上限，水泵关闭，声光报警
		if(sys_ctrl.humi>=sys_ctrl.humih)
		{
			SB_PIN=1;LED1=0;
			beep_alarm(200,20);
		}
		//如果湿度低于下限，水泵打开，声光报警
		else if(sys_ctrl.humi<=sys_ctrl.humil)
		{
			SB_PIN=0;LED1=0;
			beep_alarm(200,20);
		}
		//如果湿度正常，水泵关闭，声光关闭
		else 
		{
			SB_PIN=1;
			if(sys_ctrl.temp>sys_ctrl.templ && sys_ctrl.temp<sys_ctrl.temph)
				LED1=1;
		}
		
		
		break;
	}
}

//应用控制系统
void appdemo_show(void)
{
	sys_parm_init();//系统参数初始化
	LED_Init();
	KEY_Init();
	BEEP_Init();
	DHT11_Init();
	ctrl_pin_init();
	lcd1602_init();//LCD1602初始化
	sys_open_show();//系统初始界面显示

	while(1)
	{
		sys_parm_get();
		sys_parm_show();
		sys_parm_set();
		sys_parm_ctrl();		
	}
}

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四、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619

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联系作者

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619
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