【Proteus仿真】【51单片机】智能温湿大棚控制系统设计

2023-10-13 19:10
文章标签 设计 智能 仿真 单片机 温湿 51 控制系统 proteus 大棚

本文主要是介绍【Proteus仿真】【51单片机】智能温湿大棚控制系统设计，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • 一、主要功能
  • 二、使用方法
  • 三、硬件资源
  • 四、软件设计
  • 五、实验现象
  • 联系作者

一、主要功能

1、自动开关灌溉设备
2、自动开关排风扇及喷洒设备
3、自动开关补光灯及窗户换气

二、使用方法

系统运行后，LCD1602显示温湿度值、光照强度、二氧化碳浓度、土壤湿度值。可通过按键K3进入阈值设置界面，K3每按一次切换温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤湿度上下限阈值设置界面，通过K1/K2键进行加减数据，设置好后可按K4键保存并返回主菜单。系统不断检测比较当前传感器值与阈值，若超限控制对应的设备工作。最终可实现：
1、自动开关灌溉设备
2、自动开关排风扇及喷洒设备
3、自动开关补光灯及窗户换气

三、硬件资源

1、51单片机核心模块
2、PCF8591 ADC/DAC模块
3、LCD1602模块
4、水泵/风扇/窗户/补光灯开关模块
5、DS18B20温度/光敏/CO2/湿度检测模块
6、按键/蜂鸣器报警模块

四、软件设计

主要代码如下：

/*
作者：嗨小易（QQ：3443792007）
版权：本教程版权归嗨小易（QQ：3443792007）所有，未经授权不得转载、摘编或用于其他商业用途！！！一经发现，后果自负！！！
*/#include "appdemo.h"
#include "lcd1602.h"
#include "key.h"
#include "beep.h"
#include "pcf8591.h"
#include "ds18b20.h"
#include "exti.h"//定义风扇控制脚
sbit MOTOR=P1^0;
//定义水泵控制脚
sbit PUMP=P1^1;
//定义窗户控制脚
sbit WINDOW=P1^2;
//定义补光灯控制脚
sbit LED=P1^3;//定义结构体
_sys_ctrl sys_ctrl;void exti0(void) interrupt 0 //外部中断0中断函数
{delay_10us(1000);//消斗if(KEY3==0)//再次判断K3键是否按下{sys_ctrl.mode++;if(sys_ctrl.mode==8)sys_ctrl.mode=1;lcd1602_clear();delay_ms(10);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://土壤湿度上限设置显示界面 lcd1602_show_string(0,0,"SoilH Set:");break;case 4://土壤湿度下限设置显示界面 lcd1602_show_string(0,0,"SoilL Set:");break;case 5://光照强度上限设置显示界面 lcd1602_show_string(0,0,"BeamH Set:");break;case 6://光照强度下限设置显示界面 lcd1602_show_string(0,0,"BeamL Set:");break;case 7://CO2上限设置显示界面 lcd1602_show_string(0,0," CO2H Set:");break;}	}						
}void exti1(void) interrupt 2 //外部中断1中断函数
{delay_10us(1000);//消斗if(KEY4==0)//再次判断K4键是否按下{sys_ctrl.mode=0;lcd1602_clear();delay_ms(10);lcd1602_show_string(0,0,"Tp:  C");lcd1602_show_string(9,0,"So:    ");lcd1602_show_string(0,1,"Bm:    ");lcd1602_show_string(9,1,"C2:    ");	}}//阈值设定
void key_set_threshold(void)
{u8 key=0;//温度上限设置while(sys_ctrl.mode==1){  	key=key_scan(0);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;				}lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.temph,2,0);				}//温度下限设置while(sys_ctrl.mode==2){  	key=key_scan(0);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;				}lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.templ,2,0);			}//土壤湿度上限设置while(sys_ctrl.mode==3){  	key=key_scan(0);if(key==KEY1_PRESS)//加{sys_ctrl.soilh+=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.soilh>=250)sys_ctrl.soilh=0;			}else if(key==KEY2_PRESS)//减{sys_ctrl.soilh-=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.soilh<=0)sys_ctrl.soilh=250;				}lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.soilh,4,0);			}//土壤湿度下限设置while(sys_ctrl.mode==4){  	key=key_scan(0);if(key==KEY1_PRESS)//加{sys_ctrl.soill+=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.soill>=250)sys_ctrl.soill=0;			}else if(key==KEY2_PRESS)//减{sys_ctrl.soill-=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.soill<=0)sys_ctrl.soill=250;				}lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.soill,4,0);			}//光照强度上限设置while(sys_ctrl.mode==5){  	key=key_scan(0);if(key==KEY1_PRESS)//加{sys_ctrl.beamh+=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.beamh>=250)sys_ctrl.beamh=0;			}else if(key==KEY2_PRESS)//减{sys_ctrl.beamh-=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.beamh<=0)sys_ctrl.beamh=250;				}lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.beamh,4,0);			}//光照强度下限设置while(sys_ctrl.mode==6){  	key=key_scan(0);if(key==KEY1_PRESS)//加{sys_ctrl.beaml+=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.beaml>=250)sys_ctrl.beaml=0;			}else if(key==KEY2_PRESS)//减{sys_ctrl.beaml-=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.beaml<=0)sys_ctrl.beaml=250;			}lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.beaml,4,0);			}//CO2溶度上限设置while(sys_ctrl.mode==7){  	key=key_scan(0);if(key==KEY1_PRESS)//加{sys_ctrl.co2h+=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.co2h>=250)sys_ctrl.co2h=0;			}else if(key==KEY2_PRESS)//减{sys_ctrl.co2h-=THRESHOLD_STEP*10;if(sys_ctrl.co2h<=0)sys_ctrl.co2h=250;				}lcd1602_show_nums(10,0,sys_ctrl.co2h,4,0);			}
}//参数初始化
void sys_para_init(void)
{sys_ctrl.mode=0;sys_ctrl.temph=30;sys_ctrl.templ=20;sys_ctrl.soilh=200;sys_ctrl.soill=100;sys_ctrl.beamh=200;sys_ctrl.beaml=100;sys_ctrl.co2h=200;	
}//数据采集
void sys_get_data(void)
{u8 i=0;while(sys_ctrl.mode==0){i++;if(i%200==0){//读取DS18B20温度值sys_ctrl.temp=ds18b20_read_temperture();//读取光照强度值sys_ctrl.beam=pcf8591_read_adcvalue(1);//读取土壤湿度值sys_ctrl.soil=pcf8591_read_adcvalue(2);	//读取CO2值sys_ctrl.co2=pcf8591_read_adcvalue(0);break;				}delay_ms(1);			}			
}//采集数据显示
void sys_data_show(void)
{while(sys_ctrl.mode==0){lcd1602_show_nums(3,0,sys_ctrl.temp,2,0);lcd1602_show_nums(12,0,sys_ctrl.soil,4,0);lcd1602_show_nums(3,1,sys_ctrl.beam,4,0);lcd1602_show_nums(12,1,sys_ctrl.co2,4,0);break;				}
}//温湿度自动控制
void auto_control(void)
{while(sys_ctrl.mode==0){//当土壤湿度低于下限值，开启水泵，否则若土壤湿度高于上下值，关闭水泵if(sys_ctrl.soil<sys_ctrl.soill)PUMP=0;//开启水泵else if(sys_ctrl.soil>=sys_ctrl.soilh)PUMP=1;//关闭水泵//当空气温度高于上限值，开启风扇，蜂鸣器报警if(sys_ctrl.temp>=sys_ctrl.temph){MOTOR=0;//开启风扇beep_alarm(100,20);//蜂鸣器报警	}else if(sys_ctrl.temp<sys_ctrl.templ){MOTOR=1;//关闭风扇beep_alarm(100,20);//蜂鸣器报警	}//当CO2溶度高于上限，打开窗户，蜂鸣器报警if(sys_ctrl.co2>=sys_ctrl.co2h){WINDOW=0;//开启窗户beep_alarm(100,20);//蜂鸣器报警	}elseWINDOW=1;//关闭窗户	//当光照强度低于下限，打开补光灯if(sys_ctrl.beam<sys_ctrl.beaml)LED=0;//打开补光灯else if(sys_ctrl.beam>=sys_ctrl.beamh)LED=1;//关闭补光灯	break;				}	
}//智能温湿度大棚控制系统
void appdemo_show(void)
{lcd1602_init();ds18b20_init();sys_ctrl.temp=ds18b20_read_temperture();delay_ms(1000);exti0_init();exti1_init();//初始界面lcd1602_show_string(0,0,"Tp:  C");lcd1602_show_string(9,0,"So:    ");lcd1602_show_string(0,1,"Bm:    ");lcd1602_show_string(9,1,"C2:    ");sys_para_init();//系统参数初始化while(1){key_set_threshold();//阈值设定sys_get_data();//数据采集sys_data_show();//采集数据显示auto_control();//温湿度自动控制}
}

五、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619
①开机界面
在这里插入图片描述
②阈值设置界面
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
其他阈值设置界面截图这里就不一一列出。。。
③自动控制
在这里插入图片描述

联系作者

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619
可提供手把手教学服务，资料获取请联系作者QQ：3443792007
专注于51单片机、STM32、国产32、DSP、Proteus、ardunio、ESP32、物联网软件开发，PCB设计，视频分享，技术交流。

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http://www.chinasem.cn/article/205288。

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