基于51单片机的手环设计仿真

一、主要功能

二、硬件资源

三、程序编程

四、实现现象

一、主要功能

基于STC89C52单片机，DHT11温湿度采集温湿度，滑动变阻器连接ADC0832数模转换器模拟水位传感器检测水位，通过LCD1602显示信息，然后在程序里设置好是否有水的判断阈值，比如100，当水位没超过100，则判断没水，此时蜂鸣器报警，当水位超过100时候，蜂鸣器不报警，此时四×四按键矩阵设置湿度的下限，然后判断湿度是否低于下限，若低于下限，则继电器驱动电机转动启动加湿器，蜂鸣器报警。

二、硬件资源

基于KEIL5编写C++代码，PROTEUS8.15进行仿真，全部资源在页尾，提供安装包。

三、程序编程

#include <REGX52.H>
#include<intrins.h>
#include<stdio.h>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned  intsbit led1 = P2^4;
sbit beep = P3^0;			  //蜂鸣器引脚
sbit DS   = P3^1;                 //DS18B20温度传感器
sbit CS=P2^5;                 //adc0832引脚
sbit CLK=P2^6;
sbit DIO=P2^7;
sbit CS1=P3^2;                 //adc0832引脚
sbit CLK1=P3^3;
sbit DIO1=P3^4;
sbit CS2=P3^5;                 //adc0832引脚
sbit CLK2=P3^6;
sbit DIO2=P3^7;unsigned char KeyNum;
static uchar u,U,R,u1,U1,R1,u2,U2,R2;      //定义心率 血氧 加速度
static uint temp;
static float ftemp = 0.0f;//温度转变
uint temp;
static unsigned char num; //计时变量
unsigned int password,count; //初始化阈值，次数，一共四位
static int wdyz,xlyz,xyyz,jsyz;
static int mode=0;
static int number=0;
static int count1=0;
static int jsflag=0;//计数标志位
static int mode1 = 0;void tmpchange();
uint tmp();
void beep_warning();
void cshq();
void cslsz();
void csxs();void Time0_Init()          //定时器初始化
{
TMOD = 0x01;           //定时器0工作在方式1    
IE   = 0x82;
TH0  = 0xfe;
TL0  = 0x33;     //11.0592MZ晶振，0.5ms
TR0=1;                 //定时器开始
EA=1;
}void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序
{TH0  = 0xfe;             //重新赋值TL0  = 0x33;num++;if(num==200){tmpchange();        //让18b20开始转换温度temp = tmp();       //读取温度ftemp = temp/10.0f; //转换温度num=0;}if(jsflag == 1){count1++;if(count1==1000){number++;LCD_ShowNum(1,14,number,3);count1=0;}}}uchar get_AD_Res()            //ADC0832启动读取函数 心率
{uchar i, data1=0, data2=0;CS=0;CLK=0;DIO=1;_nop_();CLK=1;_nop_();CLK=0;DIO=1;_nop_(); CLK=1;_nop_();CLK=0;DIO=0;_nop_();CLK=1;_nop_();CLK=0;DIO=1;_nop_(); for(i=0; i<8; i++){CLK=1;_nop_();CLK=0;_nop_();data1=(data1<<1)|(uchar)DIO; }for(i=0; i<8; i++){data2=data2|(uchar)DIO<<i;CLK=1;_nop_();CLK=0;_nop_();}CS=1;return(data1 == data2)?data1:0;
}uchar get_AD_Res1()            //ADC0832启动读取函数 血氧
{uchar i, data1=0, data2=0;CS1=0;CLK1=0;DIO1=1;_nop_();CLK1=1;_nop_();CLK1=0;DIO1=1;_nop_(); CLK1=1;_nop_();CLK1=0;DIO1=0;_nop_();CLK1=1;_nop_();CLK1=0;DIO1=1;_nop_(); for(i=0; i<8; i++){CLK1=1;_nop_();CLK1=0;_nop_();data1=(data1<<1)|(uchar)DIO1; }for(i=0; i<8; i++){data2=data2|(uchar)DIO1<<i;CLK1=1;_nop_();CLK1=0;_nop_();}CS1=1;return(data1 == data2)?data1:0;
}uchar get_AD_Res2()            //ADC0832启动读取函数 加速度
{uchar i, data1=0, data2=0;CS2=0;CLK2=0;DIO2=1;_nop_();CLK2=1;_nop_();CLK2=0;DIO2=1;_nop_(); CLK2=1;_nop_();CLK2=0;DIO2=0;_nop_();CLK2=1;_nop_();CLK2=0;DIO2=1;_nop_(); for(i=0; i<8; i++){CLK2=1;_nop_();CLK2=0;_nop_();data1=(data1<<1)|(uchar)DIO2; }for(i=0; i<8; i++){data2=data2|(uchar)DIO2<<i;CLK2=1;_nop_();CLK2=0;_nop_();}CS2=1;return(data1 == data2)?data1:0;
}void dsreset(void)            //发出命令
{uint i;DS=0;		              i=103;				   //将总线拉低480us~960uswhile(i>0)i--;DS=1;					   //然后拉高总线，若DS18B20做出反应会将在15us~60us后将总线拉低i=4;					   //15us~60us等待while(i>0)i--;//while(DS);
}
bit tmpreadbit(void)          //读取数据
{uint i;bit dat;DS=0;i++;          //i++ for delayDS=1;i++;i++;dat=DS;i=8;while(i>0)i--;return (dat);
}
uchar tmpread(void)           //读取数据
{uchar i,j,dat;dat=0;for(i=1;i<=8;i++){j=tmpreadbit();dat=(j<<7)|(dat>>1);   //读出的数据最低位在最前面，这样刚好一个字节在DAT里}return(dat);
}
void tmpwritebyte(uchar dat)  //传输数据给DS18B20
{uint i;uchar j;bit testb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if(testb)     //write 1{DS=0;i++;i++;DS=1;i=8;while(i>0)i--;}else{DS=0;       //write 0i=8;while(i>0)i--;DS=1;i++;i++;}}
}
void tmpchange(void)          //DS18B20开始工作
{dsreset();Delay(1);tmpwritebyte(0xcc);  tmpwritebyte(0x44);  
}					  
uint tmp()                    //获得温度
{float tt;uchar a,b;dsreset();Delay(1);tmpwritebyte(0xcc);tmpwritebyte(0xbe);a=tmpread();//低八位b=tmpread();//高八位temp=b;temp<<=8;             //two byte  compose a int variabletemp=temp|a;tt=temp*0.0625; //算出来的是测到的温度，数值可到小数点后两位temp=tt*10+0.5; //为了显示温度后的小数点后一位并作出四舍五入，因为取值运算不能取小数点后的数return temp;
}void beep_warning() //温度传感器蜂鸣器警报并且电机转动
{if(ftemp>wdyz){beep = 1;led1 = 1;}if(R>xlyz){beep = 1;led1 =1;}if(R1>xyyz){beep = 1;led1 = 1;}if(R2>jsyz){beep = 1;led1 = 1;}if(ftemp<wdyz && R< xlyz && R1<xyyz && R2<jsyz){beep = 0;led1 = 0;}
}void main()					  //主函数
{	led1 = 0;beep = 0;			    //蜂鸣器关掉LCD_Init();         //显示屏初始化LCD_ShowString(1,1,"----shouhuan----");Delay(1000);LCD_Init();         //显示屏初始化Time0_Init();ET0=1;while(1){cshq(); //参数获取cslsz();//按键设置if(mode == 5){beep_warning(); }if(mode1 == 0){csxs();//参数显示}}
}void csxs() //参数显示
{LCD_ShowString(1,1,"wd:");LCD_ShowNum(1,4,ftemp,3);LCD_ShowString(1,7,"xl:");LCD_ShowNum(1,10,R,3);LCD_ShowString(2,1,"xy:");LCD_ShowNum(2,4,R1,3);LCD_ShowString(2,8,"jsd:");LCD_ShowNum(2,12,R2,3);
}void cshq() //参数获取
{u=get_AD_Res();U=(250*u)/128;     //此处将数字信号转化为模拟信号，要根据上拉电阻阻值来确定R=200*U/250;     //获取心率u1=get_AD_Res1();U1=(250*u1)/128;     //此处将数字信号转化为模拟信号，要根据上拉电阻阻值来确定R1=200*U1/250;     //获取血氧u2=get_AD_Res2();U2=(250*u2)/128;     //此处将数字信号转化为模拟信号，要根据上拉电阻阻值来确定R2=200*U2/250;     //获取加速度
}void cslsz()//按键判断
{KeyNum = MatrixKey();//键盘输入的值进行传递if(KeyNum){	if(KeyNum <= 10) //把按键的范围定义在0~9{			if(count < 3){password*=10; //出水量左移一位password += KeyNum % 10; //获取一位出水量count++;    //计次++，对应出水量位数}LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示}	//确认键if(KeyNum == 11) //把11表示确认,对阈值进行确认{LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示switch(mode){case 1:wdyz = password;LCD_ShowNum(2,1,wdyz,3);break;case 2:xlyz = password;LCD_ShowNum(2,5,xlyz,3);break;case 3:xyyz = password;LCD_ShowNum(2,9,xyyz,3);break;case 4:jsyz = password;LCD_ShowNum(2,13,jsyz,3);break;}}		//取消键if(KeyNum == 12){password = 0;count = 0;LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示}if(KeyNum == 13)  //q切换{mode++;password = 0;count = 0;LCD_ShowNum(1,4,password,3); //LCD更新显示switch(mode){case 1:LCD_ShowString(1,1,"wd:");break;case 2:LCD_ShowString(1,1,"xl:");break;case 3:LCD_ShowString(1,1,"xy:");break;case 4:LCD_ShowString(1,1,"js:");break;}password = 0;count = 0;if(mode>5){mode = 0;}}if(KeyNum == 14){jsflag++;if(jsflag>1){jsflag = 0;}}if(KeyNum==15){LCD_Init();         //显示屏初始化mode1++;if(mode1>1){mode1=0;}}} }