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51单片机土壤湿度检测源程序与原理图PCB文件(注释很详细)

来源：花匠小妙招时间：2024-11-12 17:03

土壤湿度检测仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件,目前还不完整)

单片机源程序如下,代码注释很全面:

#include<reg52.h>                               //头文件
#include<intrins.h>
#include"eeprom52.h"
#define uchar unsigned char                //宏定义
#define uint unsigned int
#define LCD1602_dat P0       //液晶数据口定义

sbit LCD1602_rs=P2^5;//IO 定义
sbit LCD1602_rw=P2^6;
sbit LCD1602_e=P2^7;
sbit beep=P1^3;             //蜂鸣器
sbit led_1=P1^4;       //指示灯
sbit led_2=P1^6;
sbit key_1=P3^2;       //按键
sbit key_2=P3^3;
sbit key_3=P3^4;
sbit alarm_1=P2^0;       //继电器

sbit ADC0832_CS=P1^2;
sbit ADC0832_CLK=P1^0;
sbit ADC0832_DIO=P1^1;       //adc0832引脚

uint sum;
uchar RH,RH_H=60,RH_L=20,state,ms,time_num,cs;
bit beep1,zt,s1;

/*
ADC0832是一款8位Ad芯片，因为单片机不能直接处理模拟信号（电压），所以单片机测电压的时候基本都是先经过一个模数转换芯片，将模拟量
转化成数字量，然后处理，ADC0832测量的电压范围是0-5V，它能够将0—5V的电压转化成对应比例关系的0-255（8位是0-255）的数据，单片机直
接读取ADC0832的数据获取AD值数据，然后因为0-5V对应0-255数据，所以1V电对应的AD值就是51，就会有如下公式

  电压=AD值/51；

如果想把电压数据精确到小数点后一位就是电压=AD值/5.1；
                                       小数点后两位就是电压=AD值/0.51；

不要问我为什么，纯数学，小学生都会算。

*/
unsigned int  A_D()
{
      unsigned char i;
      unsigned char dat;
      ADC0832_CS=1; //一个转换周期开始
      ADC0832_CLK=0;  //为第一个脉冲作准备
      ADC0832_CS=0;  //CS置0，片选有效
      ADC0832_DIO=1; //DIO置1，规定的起始信号
      ADC0832_CLK=1; //第一个脉冲
      ADC0832_CLK=0; //第一个脉冲的下降沿，此前DIO必须是高电平
      ADC0832_DIO=1; //DIO置1，通道选择信号
      ADC0832_CLK=1; //第二个脉冲，第2、3个脉冲下沉之前，DI必须跟别输入两位数据用于选择通道，这里选通道RH0
      ADC0832_CLK=0; //第二个脉冲下降沿
      ADC0832_DIO=0; //DI置0，选择通道0
      ADC0832_CLK=1; //第三个脉冲
      ADC0832_CLK=0; //第三个脉冲下降沿
      ADC0832_DIO=1; //第三个脉冲下沉之后，输入端DIO失去作用，应置1
      ADC0832_CLK=1; //第四个脉冲
      for(i=0;i<8;i++)  //高位在前
      {
            ADC0832_CLK=1;       //第四个脉冲
            ADC0832_CLK=0;
            dat<<=1;    //将下面储存的低位数据向右移
            dat|=(unsigned char)ADC0832_DIO;       //将输出数据DIO通过或运算储存在dat最低位
      }
      ADC0832_CS=1;       //片选无效
      return dat;       //将读书的数据返回
}

void delay(uint T)                                        //延时函数
{
      while(T--);
}

/*
1602液晶，是常用的显示器件，一共是16个管脚，其中有八个管脚是数据传输管脚，有三个管脚是数据命令使能端管脚，还有两组电源管脚，
其中一组电源管脚是给整个液晶进行供电的，还有一组电源是单纯的背景光电源，还剩下的最后一个管脚是对比度调节管脚，一般接上一个3K电
阻再接地即可。
一般我们用的函数，无非就是  LCD1602_write 和 LCD1602_writebyte
LCD1602_write(x,y); 这个函数括号里面可以填写两个数据，第一个数据只能是 0  1 ，是0就说明第二个数据对液晶来说就是命令，填1就说明
第二个数据对于液晶来说就是要显示的数据。
LCD1602_writebyte（）；  这个函数里面直接填上要显示的字符串即可，自动进行显示

*/
void LCD1602_write(uchar order,dat)                               //1602 一个字节  处理
{
LCD1602_e=0;
LCD1602_rs=order;
LCD1602_dat=dat;
LCD1602_rw=0;
LCD1602_e=1;
delay(1);
LCD1602_e=0;
}

void LCD1602_writebyte(uchar *prointer)                                  //1602 字符串处理
{
while(*prointer!='')
{
      LCD1602_write(1,*prointer);
      prointer++;
}
}

void LCD1602_cls()                                                                      //1602 初始化
{
      LCD1602_write(0,0x01);    //1602 清屏指令
      delay(1500);
      LCD1602_write(0,0x38);    // 功能设置 8位、5*7点阵
      delay(1500);
      LCD1602_write(0,0x0c);    //设置光标不显示开关、不显示光标、字符不闪烁
      LCD1602_write(0,0x06);
      LCD1602_write(0,0xd0);
      delay(1500);
}

/*
数据显示的时候一般的处理：

首先，无论是数码管显示还是液晶显示，进行显示的时候绝对都是一个一个进行显示的，那么，比如说一个数据123，一百二十三，
进行显示的时候，要先显示1，然后是2，然后是3，那么怎么把数据提取出来？？
提取百位 123/100=1
提取十位 123/10=12    12%10=2    “%”是取余的意思，像这个，就是12对10取余，换句话说，12除以10，然后取余数，就是2
提取个位 123%10=3    解释同上

取余的用法也有很多种，大家只要知道出现这个的时候，一般都是进行数据提取的就行

然后
如果您是数码管显示数据，将提取的数据放到段码数组里面送给IO即可，
如果是液晶显示，需要将数据转化成字符，因为液晶是字符屏，只能显示字符数据，数据0对应的字符是0x30，数据1对应的字符是0x31，
所以将提取出的数据直接加上0x30送给液晶即可，或者加上'0' 也是一样的

*/

void show()       //显示子函数
{
      if(state==0) //如果非设置状态
      {
            LCD1602_write(0,0x80);                //第一行
            LCD1602_writebyte("Humidity:");//显示湿度
            LCD1602_write(0,0x80+9);
            if(RH>99)LCD1602_write(1,0x30+RH/100%10);       //如果数据大于99显示百位数
            else LCD1602_writebyte(" ");                               //否则显示空白
            LCD1602_write(0,0x80+10);
            if(RH>9)LCD1602_write(1,0x30+RH/10%10);
            else LCD1602_writebyte(" ");
            LCD1602_write(0,0x80+11);
            LCD1602_write(1,0x30+RH%10);
            LCD1602_write(0,0x80+12);
            LCD1602_writebyte("% ");                //显示%号

            LCD1602_write(0,0xC0);       //第二行，显示当前模式
            LCD1602_writebyte("State:");
            LCD1602_write(0,0xC0+6);
            if(zt==1)
            {
                     LCD1602_writebyte(" Auto    "); //自动
            }else
            {
                     LCD1602_writebyte("Manul    "); //手动
            }

      }else
      {
            LCD1602_write(0,0x80);       //第一行显示上限
            LCD1602_writebyte("RH_H:");
            LCD1602_write(0,0x80+5);
            if(state==1&&s1==1)                      //当设置上限时，state=1，这时候会根据s1的状态去显示空白或者上限数据，而s1在定时器里是连续取反的
            {
                     LCD1602_writebyte(" ");
            }else
            {
                     if(RH_H>99)LCD1602_write(1,0x30+RH_H/100%10);
                     else LCD1602_writebyte(" ");
                     LCD1602_write(0,0x80+6);
                     if(RH_H>9)LCD1602_write(1,0x30+RH_H/10%10);
                     else LCD1602_writebyte(" ");
                     LCD1602_write(0,0x80+7);
                     LCD1602_write(1,0x30+RH_H%10);
            }
            LCD1602_write(0,0x80+8);
            LCD1602_writebyte("%    ");

            LCD1602_write(0,0xC0);          //第二行显示下限
            LCD1602_writebyte("RH_L:");
            LCD1602_write(0,0xC0+5);
            if(state==2&&s1==1)
            {
                     LCD1602_writebyte(" ");
            }else
            {
                     if(RH_L>99)LCD1602_write(1,0x30+RH_L/100%10);
                     else LCD1602_writebyte(" ");
                     LCD1602_write(0,0xC0+6);
                     if(RH_L>9)LCD1602_write(1,0x30+RH_L/10%10);
                     else LCD1602_writebyte(" ");
                     LCD1602_write(0,0xC0+7);
                     LCD1602_write(1,0x30+RH_L%10);
            }
            LCD1602_write(0,0xC0+8);
            LCD1602_writebyte("%    ");
      }
}

/*

无论是什么单片机，只要是用内部存储区域EEPROM基本使用都是这样

关于内部存储区，EEPROM，不同的单片机使用流程基本一致，单片机内部有很多存储单元，或者说扇区，每一个扇区下面有很多地址，
数据就是存储在这些地址下面的。存储函数的程序都是官方提供好的，这些程序，咱们只需要用三个，一个是扇区擦除函数，一个是
数据写函数，还有一个就是数据读取函数。
扇区擦除函数------使用哪个扇区，先对那个扇区进行擦，函数里填写要擦除扇区的首地址  例如  SectorErase（0x2000）;就是说擦除首地址为0x2000的扇区数据
数据存储----------扇区擦除之后，就可以使用这个扇区下的地址进行存储数据    例如 byte_write（0x2000,123）;  就是说将123存储在0x2000地址下
数据读取----------直接调用即可，例如    Dat=byte_read（0x2000）;就是说将0x2000地址下的数据读取出来给  Dat

另外----
//51单片机存储区域是8位的，也就是说能够存下的最大数据是 255，而我们存的数据一旦大于256就会出现一些问题
//所以，如果您的设计需要存储的数据大于256，那就把数据拆开存 /256得到高位 %256得到低位，之所以是256，是因为0-255,256个数
// 例如数据257          257/256=1       257%256=1 ,这就存进去两个1，读取的时候，将高位数据乘以256加低位数据，还原数据

*/

void key()       //按键扫描
{
      if(!key_1)       //如果按键1按下
      {
            delay(888);       //延时消抖
            if(!key_1)       //如果按键1按下
            {
                     while(!key_1) show();       //松手检测
                     state=(state+1)%3;                //设置变量自加，state的值不同设置的数据不同
            }
      }

      if(!key_2)
      {
            delay(888); //按键去抖
            if(!key_2)
            {
                     while(!key_2)show();
                     if(state==1)                //state=1的时候设置上限
                     {
                              if(RH_H<100)RH_H++;
                              SectorErase(0x2000);       //保存上限值
                              byte_write(0x2000,RH_H);
                     }else if(state==2)                //state=2的时候设置下限
                     {
                              if(RH_L<RH_H-1)RH_L++;
                              SectorErase(0x2200);       //保存上限值
                              byte_write(0x2200,RH_L);
                     }else
                     {
                              zt=!zt;
                     }
            }
      }

      if(!key_3)
      {
            delay(888);
            if(!key_3)
            {
                     while(!key_3)show();
                     if(state==1)
                     {
                              if(RH_H>RH_L+1)RH_H--;
                              SectorErase(0x2000);       //保存上限值
                              byte_write(0x2000,RH_H);
                     }else if(state==2)
                     {
                              if(RH_L>0)RH_L--;
                              SectorErase(0x2200);       //保存上限值
                              byte_write(0x2200,RH_L);
                     }else
                     {
                              if(zt==0)
                              {
                                    alarm_1=!alarm_1;
                              }
                     }
            }
      }
}

void proc()       //报警函数
{
      if(zt==1)  //自动状态
      {
            if(RH>=RH_H)       //湿度大于上限
            {
                     alarm_1=1;       //继电器断开
                     led_1=0;       //上限指示灯点亮
            }else
            {
                     led_1=1;       //否则上限指示灯熄灭
            }

            if(RH<=RH_L)       //如果小于下限
            {
                     alarm_1=0;       //继电器闭合
                     led_2=0;          //下限指示灯点亮
            }else
            {
                     led_2=1;          //否则下限指示灯熄灭
            }

            if(RH>=RH_H||RH<=RH_L)             //如果不在上下限区间内
            {
                     beep1=1;                //报警标志位置1
            }else
            {
                     beep1=0;                //否则置0
            }
      }else                         //手动状态
      {
            beep1=0;             //不报警
            led_1=led_2=1;       //指示灯不亮
      }
}

void main()       //主循环
{
      float Ad_dat=0;
      TMOD=0x01;       //配置定时器0
      TH0=0x3c;
      TL0=0xb0;       //赋50ms初值
      ET0=1;
      TR0=1;
      EA=1;                //打开总中断
      LCD1602_cls();       //液晶初始化
      RH_H=byte_read(0x2000);
      RH_L=byte_read(0x2200);
      if((RH_H>99)||(RH_L>99)||(RH_L>=RH_H)) {RH_H=30;  RH_L=20;}
      while(1)
      {
            sum+=A_D();       //累加5次AD数据
            cs++;
            if(cs==5)
            {
                     cs=0;
                     Ad_dat=(float)(sum/5);       //取一个平均值，用于滤波
                     if(Ad_dat>250) Ad_dat=0;
                     else if(Ad_dat<=70) Ad_dat=100;
                     else Ad_dat=100-((Ad_dat-70)/1.8);
                     RH=(uint)(Ad_dat);
                     sum=0;
            }
            show();          //调用显示函数
            key();          //调用按键扫描
            proc();          //调用报警子函数
      }
}

void UART_1() interrupt 1
{
      TH0=0x3c;
      TL0=0xb0;
      ms++;
      if(ms%5==0)       //s1每5*50ms=250ms取反一次
      {
         s1=!s1;
      }
      if(ms%10==0)
      {
            if(beep1==1) //如果报警标志位是1，每10*50ms=500ms蜂鸣器状态取反一次
            {
                     beep=!beep;
            }else
            {
                     beep=1;
            }
      }
      if(ms>19)
      {
            ms=0;
      }
}

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本人初学,仅供参考,存在错误和不足之处,请大家回帖多多指教,切勿照搬,文件下载:
代码: 程序.7z (46.64 KB, 下载次数: 119)
PCB:目前还不完整: 原理图与PCB.7z (702.42 KB, 下载次数: 107)
仿真文件不公开,以免有人抄,有要学习的按我的图自己画吧