【Proteus仿真】51单片机+SHT11温湿度传感器+LCD1602显示

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  • Proteus仿真
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主程序代码

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/\*-------------------------------
SHT11湿度测量
--------------------------------\*/
#include<reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <math.h> //Keil library
#include <stdio.h> //Keil library

#define uchar unsigned char

typedef union //定义共同类型
{
unsigned int i; //i表示测量得到的温湿度数据(int 形式保存的数据)
float f; //f表示测量得到的温湿度数据(float 形式保存的数据)
} value;


enum {TEMP,HUMI};

sbit DATA = P1^1;
sbit SCK = P1^0;

sbit RS = P2^0;
sbit RW = P2^1;
sbit E = P2^2;
sfr DBPort = 0x80; //P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口

/\*\*\*\*\*\*\*\* 1602函数声明 \*\*\*\*\*\*\*\*/
void LCD\_Initial();
void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y);
void Print(unsigned char \*str);
void LCD\_Write(bit style, unsigned char input);


/\*\*\*\*\*\*\*\* SHT11函数声明 \*\*\*\*\*\*\*\*/
void s\_connectionreset(void);
char s\_measure(unsigned char \*p_value, unsigned char \*p_checksum, unsigned char mode);
void calc\_sth10(float \*p_humidity ,float \*p_temperature);
//float calc\_dewpoint(float h,float t);



/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/

//SHT11程序


#define noACK 0 //继续传输数据,用于判断是否结束通讯
#define ACK 1 //结束数据传输;
//地址 命令 读/写
#define STATUS\_REG\_W 0x06 //000 0011 0
#define STATUS\_REG\_R 0x07 //000 0011 1
#define MEASURE\_TEMP 0x03 //000 0001 1
#define MEASURE\_HUMI 0x05 //000 0010 1
#define RESET 0x1e //000 1111 0



//写字节程序
char s\_write\_byte(unsigned char value)
{
unsigned char i,error=0;
for (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit for masking 高位为1,循环右移
{
if (i&value) DATA=1; //和要发送的数相与,结果为发送的位
else DATA=0;
SCK=1;
\_nop\_();\_nop\_();\_nop\_(); //延时3us
SCK=0;
}
DATA=1; //释放数据线
SCK=1;
error=DATA; //检查应答信号,确认通讯正常
\_nop\_();\_nop\_();\_nop\_();
SCK=0;
DATA=1;
return error; //error=1 通讯错误
}

//读字节程序
char s\_read\_byte(unsigned char ack)
//----------------------------------------------------------------------------------
{
unsigned char i,val=0;
DATA=1; //释放数据线
for(i=0x80;i>0;i>>=1) //高位为1,循环右移
{
SCK=1;
if(DATA) val=(val|i); //读一位数据线的值
SCK=0;
}
DATA=!ack; //如果是校验,读取完后结束通讯;
SCK=1;
\_nop\_();\_nop\_();\_nop\_(); //延时3us
SCK=0;
\_nop\_();\_nop\_();\_nop\_();
DATA=1; //释放数据线
return val;
}

//启动传输
void s\_transstart(void)
// generates a transmission start
// \_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_
// DATA: |\_\_\_\_\_\_\_|
// \_\_\_ \_\_\_
// SCK : \_\_\_| |\_\_\_| |\_\_\_\_\_\_
{
DATA=1; SCK=0; //准备
\_nop\_();
SCK=1;
\_nop\_();
DATA=0;
\_nop\_();
SCK=0;
\_nop\_();\_nop\_();\_nop\_();
SCK=1;
\_nop\_();
DATA=1;
\_nop\_();
SCK=0;
}


//连接复位
void s\_connectionreset(void)
// communication reset: DATA-line=1 and at least 9 SCK cycles followed by transstart
// \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_
// DATA: |\_\_\_\_\_\_\_|
// \_ \_ \_ \_ \_ \_ \_ \_ \_ \_\_\_ \_\_\_
// SCK : \_\_| |\_\_| |\_\_| |\_\_| |\_\_| |\_\_| |\_\_| |\_\_| |\_\_| |\_\_\_\_\_\_| |\_\_\_| |\_\_\_\_\_\_
{
unsigned char i;
DATA=1; SCK=0; //准备
for(i=0;i<9;i++) //DATA保持高,SCK时钟触发9次,发送启动传输,通迅即复位
{
SCK=1;
SCK=0;
}
s\_transstart(); //启动传输
}


//软复位程序
char s\_softreset(void)
// resets the sensor by a softreset
{
unsigned char error=0;
s\_connectionreset(); //启动连接复位
error+=s\_write\_byte(RESET); //发送复位命令
return error; //error=1 通讯错误
}


/\*
//读状态寄存器
char s\_read\_statusreg(unsigned char \*p\_value, unsigned char \*p\_checksum)
//----------------------------------------------------------------------------------
// reads the status register with checksum (8-bit)
{
unsigned char error=0;
s\_transstart(); //transmission start
error=s\_write\_byte(STATUS\_REG\_R); //send command to sensor
\*p\_value=s\_read\_byte(ACK); //read status register (8-bit)
\*p\_checksum=s\_read\_byte(noACK); //read checksum (8-bit)
return error; //error=1 in case of no response form the sensor
}

//写状态寄存器
char s\_write\_statusreg(unsigned char \*p\_value)
// writes the status register with checksum (8-bit)
{
unsigned char error=0;
s\_transstart(); //transmission start
error+=s\_write\_byte(STATUS\_REG\_W);//send command to sensor
error+=s\_write\_byte(\*p\_value); //send value of status register
return error; //error>=1 in case of no response form the sensor
}
\*/


//温湿度测量
char s\_measure(unsigned char \*p_value, unsigned char \*p_checksum, unsigned char mode)
// 进行温度或者湿度转换,由参数mode决定转换内容;
{
// enum {TEMP,HUMI}; //已经在头文件中定义
unsigned error=0;
unsigned int i;

s\_transstart(); //启动传输
switch(mode) //选择发送命令
{
case TEMP : error+=s\_write\_byte(MEASURE_TEMP); break; //测量温度
case HUMI : error+=s\_write\_byte(MEASURE_HUMI); break; //测量湿度
default : break;
}
for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //等待测量结束
if(DATA) error+=1; // 如果长时间数据线没有拉低,说明测量错误
\*(p_value) =s\_read\_byte(ACK); //读第一个字节,高字节 (MSB)
\*(p_value+1)=s\_read\_byte(ACK); //读第二个字节,低字节 (LSB)
\*p_checksum =s\_read\_byte(noACK); //read CRC校验码
return error; // error=1 通讯错误
}

//温湿度值标度变换及温度补偿
void calc\_sth10(float \*p_humidity ,float \*p_temperature)
{
const float C1=-4.0; // 12位湿度精度 修正公式
const float C2=+0.0405; // 12位湿度精度 修正公式
const float C3=-0.0000028; // 12位湿度精度 修正公式
const float T1=+0.01; // 14位温度精度 5V条件 修正公式
const float T2=+0.00008; // 14位温度精度 5V条件 修正公式

float rh=\*p_humidity; // rh: 12位 湿度
float t=\*p_temperature; // t: 14位 温度
float rh_lin; // rh\_lin: 湿度 linear值
float rh_true; // rh\_true: 湿度 ture值
float t_C; // t\_C : 温度 ℃

t_C=t\*0.01 - 40; //补偿温度
rh_lin=C3\*rh\*rh + C2\*rh + C1; //相对湿度非线性补偿
rh_true=(t_C-25)\*(T1+T2\*rh)+rh_lin; //相对湿度对于温度依赖性补偿
if(rh_true>100)rh_true=100; //湿度最大修正
if(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //湿度最小修正

\*p_temperature=t_C; //返回温度结果
\*p_humidity=rh_true; //返回湿度结果
}

//从相对温度和湿度计算露点
/\*
float calc\_dewpoint(float h,float t)
{
float logEx,dew\_point;
logEx=0.66077+7.5\*t/(237.3+t)+(log10(h)-2);
dew\_point = (logEx - 0.66077)\*237.3/(0.66077+7.5-logEx);
return dew\_point;
}
\*/

/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/
//1602程序


//内部等待函数\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*
unsigned char LCD\_Wait(void)
{
RS=0;
RW=1; \_nop\_();
E=1; \_nop\_();
E=0;
return DBPort;
}
//向LCD写入命令或数据\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*
#define LCD\_COMMAND 0 // Command
#define LCD\_DATA 1 // Data
#define LCD\_CLEAR\_SCREEN 0x01 // 清屏
#define LCD\_HOMING 0x02 // 光标返回原点
void LCD\_Write(bit style, unsigned char input)
{
E=0;
RS=style;
RW=0; \_nop\_();
DBPort=input; \_nop\_();//注意顺序
E=1; \_nop\_();//注意顺序
E=0; \_nop\_();
LCD\_Wait();
}

//设置显示模式\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*
#define LCD\_SHOW 0x04 //显示开
#define LCD\_HIDE 0x00 //显示关

#define LCD\_CURSOR 0x02 //显示光标
#define LCD\_NO\_CURSOR 0x00 //无光标

#define LCD\_FLASH 0x01 //光标闪动
#define LCD\_NO\_FLASH 0x00 //光标不闪动

void LCD\_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)
{
LCD\_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);
}

//设置输入模式\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*
#define LCD\_AC\_UP 0x02
#define LCD\_AC\_DOWN 0x00 // default

#define LCD\_MOVE 0x01 // 画面可平移
#define LCD\_NO\_MOVE 0x00 //default

void LCD\_SetInput(unsigned char InputMode)
{
LCD\_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);
}

//初始化LCD\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*
void LCD\_Initial()
{
E=0;
LCD\_Write(LCD_COMMAND,0x38); //8位数据端口,2行显示,5\*7点阵
LCD\_Write(LCD_COMMAND,0x38);
LCD\_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); //开启显示, 无光标
LCD\_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); //清屏
LCD\_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); //AC递增, 画面不动
}

//液晶字符输入的位置\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*
void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)
{
if(y==0)
LCD\_Write(LCD_COMMAND,0x80|x);
if(y==1)
LCD\_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x-0x40));
}

//将字符输出到液晶显示
void Print(unsigned char \*str)
{
while(\*str!='\0')
{
LCD\_Write(LCD_DATA,\*str);
str++;
}
}



//延时函数
void delay(int z) //z为毫秒数
{
int x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=125;y>0;y--);
}

/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/
//主函数

void main()
{
unsigned int temp,humi;
value humi_val,temp_val; //定义两个共同体,一个用于湿度,一个用于温度
// float dew\_point; //用于记录露点值
unsigned char error; //用于检验是否出现错误
unsigned char checksum; //CRC
uchar TEMP1[7]; //用于记录温度
uchar HUMI1[6]; //用于记录湿度


LCD\_Initial(); //初始化液晶
GotoXY(0,0); //选择温度显示位置
Print("Temp: C"); //5格空格
GotoXY(0,1); //选择湿度显示位置
Print("Humi: %RH"); //5格空格
s\_connectionreset(); //启动连接复位
while(1)
{
error=0; //初始化error=0,即没有错误
error+=s\_measure((unsigned char\*)&temp_val.i,&checksum,TEMP); //温度测量
error+=s\_measure((unsigned char\*)&humi_val.i,&checksum,HUMI); //湿度测量
if(error!=0) s\_connectionreset(); 如果发生错误,系统复位
else
{
humi_val.f=(float)humi_val.i; //转换为浮点数
temp_val.f=(float)temp_val.i; //转换为浮点数
calc\_sth10(&humi_val.f,&temp_val.f); //修正相对湿度及温度
// dew\_point=calc\_dewpoint(humi\_val.f,temp\_val.f); //计算e dew\_point
temp=temp_val.f\*10;
humi=humi_val.f\*10;
GotoXY(5,0); //设置温度显示位置
TEMP1[0]=temp/1000+'0'; //温度百位
if (TEMP1[0]==0x30) TEMP1[0]=0x20;
TEMP1[1]=temp%1000/100+'0'; //温度十位
if (TEMP1[1]==0x30 && TEMP1[0]!=0x30) TEMP1[1]=0x20;
TEMP1[2]=temp%100/10+'0'; //温度个位
TEMP1[3]=0x2e; //小数点
TEMP1[4]=temp%10+'0'; //温度小数点后第一位
TEMP1[5]=0xdf; //显示温度符号℃
Print(TEMP1); //输出温度
GotoXY(5,1); //设置湿度显示位置
HUMI1[0]=humi/1000+'0'; //湿度百位
if (HUMI1[0]==0x30) HUMI1[0]=0x20;
HUMI1[1]=humi%1000/100+'0'; //湿度十位
if (HUMI1[1]==0x30 && HUMI1[0]!=0x30) HUMI1[1]=0X20;
HUMI1[2]=humi%100/10+'0'; //湿度个位
HUMI1[3]=0x2E; //小数点
HUMI1[4]=humi%10+'0'; //湿度小数点后第一位
Print(HUMI1); //输出湿度
}
delay(800); //等待足够长的时间,以进行下一次转换
}
}


代码中的知识点小技巧

在做传感器数据转化和存储时,利用了C语言数据类型共用体来存储采集的数据。
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typedef union		   //定义共同类型
{
unsigned int i; //i表示测量得到的温湿度数据(int 形式保存的数据)
float f; //f表示测量得到的温湿度数据(float 形式保存的数据)
} value;
//在main中初始化
value humi_val,temp_val; //定义两个共同体,一个用于湿度,一个用于温度
//接收存放数据
error+=s\_measure((unsigned char\*)&temp_val.i,&checksum,TEMP); //温度测量
error+=s\_measure((unsigned char\*)&humi_val.i,&checksum,HUMI); //湿度测量
//数据转化
humi_val.f=(float)humi_val.i; //转换为浮点数
temp_val.f=(float)temp_val.i; //转换为浮点数



程序源码和仿真资源

1
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链接:https://pan.baidu.com/s/1aYXy-ielCCMN2tncsjc57Q 
提取码:wbn8


没必要着急,若是注定发生的事,它一定会发生,在合适的时机,和对的人一起,因一个最恰当的理由。