【51单片机Keil+Proteus8.9】温室盆栽灌溉系统

实验五

• 实验名称

温室盆栽灌溉系统

软件设计：

1. 定义对应的引脚和端口的别名。

2. 编写延时函数，用于控制程序的执行速度。

3. 编写LCD控制函数，包括发送命令和发送数据两种操作。

4. 编写显示函数，用于在LCD上显示字符串。

5. 编写获取AD转换结果的函数，用于测量环境湿度。

6. 编写显示百分比的函数，用于在LCD上显示湿度百分比。

7. 编写按键扫描函数，用于检测按键的状态。

8. 在主函数中，初始化LCD显示屏，并显示初始界面。

9. 进入主循环，不断执行以下操作：

???a. 扫描按键，根据按键的状态更新标准湿度值。

???b. 根据当前选择的花卉类型，显示相应的花卉名称。

???c. 获取环境湿度，并计算百分比。

???d. 在LCD上显示当前湿度百分比和标准湿度。

???e. 根据湿度与标准湿度的比较结果，控制水泵、风机和LED灯的状态。

具体：

1. delay函数实现了一个简单的延迟函数，n为延迟的时间，具体延迟的时间可以通过调整循环的次数来实现。
2. lcd_cmd函数用于发送命令到液晶显示屏。a为要发送的命令值，将它赋给P0端口，然后将RS置为0以表示发送命令，将EN置为1以启动命令传输，延迟一段时间后将EN置为0以停止传输。
3. lcd_data函数用于向液晶显示屏发送数据。和lcd_cmd函数相似，不同之处在于将RS置为1以表示发送数据。
4. display函数用于在液晶显示屏上显示字符串。通过指针ptr遍历字符串，对每个字符调用lcd_data函数进行显示。
5. delay_10us函数用于微秒级别的延迟。通过循环次数来实现延迟。
6. 利用`display_percentage`函数来将温度值转换成字符串，并显示百分比值。

??1.将芯片代码进行编译测试，结果正确无任何错误

2.生成HEX文件，放入AT89C51芯片中运行硬件电路。

3.不同花卉的阈值湿度和土壤湿度：

六、软件源码

#include<reg51.h>

#include<intrins.h>

typedef unsigned char u8;

typedef unsigned int u16;

sbit RS=P2^0;

sbit RW=P2^1;

sbit EN=P2^2;

sbit CS=P3^0;

sbit CLK=P3^1;

sbit DIO=P3^2;

sbit D_STD=P1^0;

sbit P_STD=P1^1;

sbit R_STD=P1^2;

sbit INC=P1^3;

sbit DEC=P1^7;

sbit FMQ=P2^3;

sbit LED_RED=P2^4;

sbit WATER=P2^5;

#define LCD P0

void delay_10us(u16 ten_us)

{

while(ten_us--);

}

void delay(int n)

{

int i,j;

for(i=0;i<n;i++)

for(j=0;j<255;j++);

}

void lcd_cmd(char a)

{

LCD = a;

RS = 0;

EN = 1;

delay(10);

EN = 0;

}

void lcd_data(char a)

{

LCD = a;

RS = 1;

EN = 1;

delay(10);

EN = 0;

}

void display(char *ptr)

{

while(*ptr != '\0')

{

lcd_data(*ptr);

ptr++;

}

}

u8 getADRes()

{

u8 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)|(u8)DIO;

}

for(i=0; i<8; i++)

{

data2=data2|(u8)DIO<<i;

CLK=1;_nop_();

CLK=0;_nop_();

}

CS=1;

return(data1==data2)?data1:0;

}

void display_percentage(u8 value)

{

u8 temp[3];

temp[0]=value/100+'0';

temp[1]=value%100/10+'0';

temp[2]=value%100%10+'0';

if(temp[0]=='1')lcd_data(temp[0]);

lcd_data(temp[1]);

lcd_data(temp[2]);

lcd_data('%');

}

u8 key_scan(u8 mode)

{

u8 key=1;

if(mode)key=1;

if(key==1&&(D_STD==0||P_STD==0||R_STD==0||INC==0||DEC==0))

{

delay_10us(1000);

key=0;

if(D_STD==0)

return 0;

else if(P_STD==0)

return 1;

else if(R_STD==0)

return 2;

else if(INC==0)

return 3;

else if(DEC==0)

return 4;

}

else if(D_STD==1&&P_STD==1&&R_STD==1&&INC==1&&DEC==1)

{

key=1;

}

return 5;

}

void main()

{

u8 value=0, index=0, key_value=0;

char standard[3]={40, 50, 30};

RW=0;

WATER=0;

FMQ=1;

LED_RED=0;

lcd_cmd(0x01); //clear screen

lcd_cmd(0x0E); //Display On, Cursor Blinking

lcd_cmd(0x38); //2 lines and 5*7 matrix

lcd_cmd(0x80); //Force Cursor to beginning of first

display("shuixianhua");

lcd_cmd(0xC0);

display("N:");

lcd_cmd(0xC8);

display("S:");

while(1)

{

key_value=key_scan(0);

if(key_value==3){

standard[index]++;

if(standard[index]>100)standard[index]=100;

}else if(key_value==4){

standard[index]--;

if(standard[index]<0)standard[index]=0;

}else if(key_value>=0&&key_value<=2){

index=key_value;

}

switch(index){

case 0: lcd_cmd(0x80);

display("shuixianhua");

break;

case 1: lcd_cmd(0x80);

display("mudanhua");

break;

case 2: lcd_cmd(0x80);

display("meiguihua");

break;

}

lcd_cmd(0xC2);

value=getADRes()*100/255;

display_percentage(value);

lcd_cmd(0xCA);

display_percentage(standard[index]);

if(value<standard[index]){

WATER=1;

FMQ=0;

LED_RED=1;

}else{

WATER=0;

FMQ=1;

LED_RED=0;

}

}

}

六、软件源码
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;

sbit RS=P2^0;
sbit RW=P2^1;
sbit EN=P2^2;
sbit CS=P3^0;
sbit CLK=P3^1;
sbit DIO=P3^2;
sbit D_STD=P1^0;
sbit P_STD=P1^1;
sbit R_STD=P1^2;
sbit INC=P1^3;
sbit DEC=P1^7;
sbit FMQ=P2^3;
sbit LED_RED=P2^4;
sbit WATER=P2^5;

#define LCD P0

void delay_10us(u16 ten_us)
{
	while(ten_us--);
}

void delay(int n)
{
	int i,j;
	for(i=0;i<n;i++)
	for(j=0;j<255;j++);
}

void lcd_cmd(char a)
{
	LCD = a;
	RS = 0;
	EN = 1;
	delay(10);
	EN = 0;
}

void lcd_data(char a)
{
	LCD = a;
	RS = 1;
	EN = 1;
	delay(10);
	EN = 0;
}

void display(char *ptr)
{
	while(*ptr != '\0')
	{
		lcd_data(*ptr);
		ptr++;
	}
}

u8 getADRes()
{
	u8 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)|(u8)DIO; 
	}
	
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		data2=data2|(u8)DIO<<i;
		CLK=1;_nop_();
		CLK=0;_nop_();
	}
	CS=1;
	
	return(data1==data2)?data1:0;
}

void display_percentage(u8 value)
{
	u8 temp[3];
	temp[0]=value/100+'0';
	temp[1]=value%100/10+'0';
	temp[2]=value%100%10+'0';
	if(temp[0]=='1')lcd_data(temp[0]);
	lcd_data(temp[1]);
	lcd_data(temp[2]);
	lcd_data('%');
}

u8 key_scan(u8 mode)
{
	u8 key=1;
	if(mode)key=1;
	if(key==1&&(D_STD==0||P_STD==0||R_STD==0||INC==0||DEC==0))
	{
		delay_10us(1000);
		key=0;
		if(D_STD==0)
		return 0;
		else if(P_STD==0)
		return 1;
		else if(R_STD==0)
		return 2;
		else if(INC==0)
		return 3;
		else if(DEC==0)
		return 4;
	}
	else if(D_STD==1&&P_STD==1&&R_STD==1&&INC==1&&DEC==1)
	{
		key=1;
	}
	return 5;
}

void main()
{
	u8 value=0, index=0, key_value=0;
	char standard[3]={40, 50, 30};
	RW=0;
	WATER=0;
	FMQ=1;
	LED_RED=0;
	lcd_cmd(0x01); //clear screen
	lcd_cmd(0x0E); //Display On, Cursor Blinking
	lcd_cmd(0x38); //2 lines and 5*7 matrix
	lcd_cmd(0x80); //Force Cursor to beginning of first
	display("shuixianhua");
	lcd_cmd(0xC0);
	display("N:");
	lcd_cmd(0xC8);
	display("S:");
	while(1)
	{
		key_value=key_scan(0);
		if(key_value==3){
			standard[index]++;
			if(standard[index]>100)standard[index]=100;
		}else if(key_value==4){
			standard[index]--;
			if(standard[index]<0)standard[index]=0;
		}else if(key_value>=0&&key_value<=2){
			index=key_value;
		}
		switch(index){
			case 0: lcd_cmd(0x80);
							display("shuixianhua");
							break;
			case 1: lcd_cmd(0x80);
							display("mudanhua");
							break;
			case 2: lcd_cmd(0x80);
							display("meiguihua");
							break;
		}
		lcd_cmd(0xC2);
		value=getADRes()*100/255;
		display_percentage(value);
		
		lcd_cmd(0xCA);
		display_percentage(standard[index]);
		
		if(value<standard[index]){
			WATER=1;
			FMQ=0;
			LED_RED=1;
		}else{
			WATER=0;
			FMQ=1;
			LED_RED=0;
		}
	}
}