51单片机智能家居环境检测 烟雾温度GSM短信提示报警器（原理图+程序+仿真+PCB）
2024-06-01 10:16:03
原理图：Altium Designer
仿真版本：proteus7.8
程序编译器：keil 4
设计编号：C0039
功能介绍：
1、单片机采用内置AD的51系列单片机，型号为STC89c52；
2、温度采集采用DS18B20传感器；
3、火灾烟雾检测采用MQ-2传感器，此传感器输出量也为模拟量，需接到单片机的AD端口上进行采集；
4、防盗检测采用HC-SR501热释电红外感应传感器，通过配合板载设防开关进行防盗的检测；
5、报警部分分为板载蜂鸣器鸣笛报警和GSM短信报警功能，GSM采用SIM800模块，当温度，烟雾浓度，防盗触发时GSM短信模块发送报警短信到指定的手机号码上。
6、手机可以发送指令关闭继电器或打开继电器，给单片机打电话会回复短信单片机检测的当前温度
资料下载链接（可点击）：
仿真图（提供源文件）：
原理图（提供源文件）：
PCB（源文件）：
程序（提供源文件源码）：
#include <main.h>void Waring_Processing(void)
{ //温度超标//烟雾超标 if((Temperature >= Temp_H) ||( MQ_Value>= MQ_2)){ BEEP_Cnt = 55;if(SMS_Enable_Time == 0){SMS_States_Register |= (1 << SMS_TXD_ENA); SMS_Enable_Time = 30; //30秒内只发一条短信SMS_Retry = 3;SMS_Type = 0;} }
}void main(void)
{ alarm_1 = 0; EEPROM_Init();LcmInit();DS18B20_Init();Time0_Init();UART0_Init();KEY_Init();EA = 1; while(1){Waring_Processing();KEY_Processing();UART0_Processing();SMS_Processing();DS18B20_Processing();ADC0832_Processing();IR_Processing();EEPROM_Processing();}
}/*DS1820/DS18B20 数字温度传感器通用程序库说明：该模块化程序库包含了数字温度传感器DS1820/DS18B20测温所需的相关函数。可以作为各种测温程序的底层硬件驱动使用。要使用该库函数，需要将本文件(18x20.c)添加进工程，并在需要调用测温相关函数的文件开头处包含"18x20.h"注意，本程序适用的晶振频率范围为8-14MHz（指令周期1us左右）。如果时钟频率差别较大，需要修改Delay10()函数，使之大约10us左右,并修改Delay15()函数，使之大约15us左右。*///
// VCC
// MCU=89x51/52 --- 长线时DQ脚要上拉
// +---------------+ |
// | | | 数字温度传感器
// | | +---+------------------+
// | | | |
// | P3.7 |<----->| DS18B20 / DS1820 |
// | | DQ | |
// | | +----------------------+
// | | |
// | | |
// | | |
// +---------------+ ---
// GND#include <18X20.h>sbit DQ=P3^7; /* DS18B20数据引脚定义 */bit TEMP_EA;
#define DISABLE_INT; TEMP_EA=EA; EA=0; /*关闭中断的宏定义*/
#define RESTORE_INT; EA=TEMP_EA; /*恢复中断的宏定义*//****************************************************************************
* 名 称：Delay10()
* 功 能：延迟10us
* 入口参数：无
* 出口参数：无
* 说 明: 指令周期1us时，延迟恰好10us，晶振改变延迟时间也会随之改变
****************************************************************************/
void Delay10()
{ _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); // 6个NOP + 3周期LCALL(调用该函数) +1周期RET(返回)_nop_(); // = 10个指令周期
}/****************************************************************************
* 名 称：Delay15()
* 功 能：延迟15us
* 入口参数：无
* 出口参数：无
* 说 明: 指令周期1us时，延迟恰好15us，晶振改变延迟时间也会随之改变
****************************************************************************/
void Delay15()
{ _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); // 11个NOP + 3周期LCALL(调用该函数) +1周期RET(返回)_nop_(); // = 15个指令周期_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}/****************************************************************************
* 名 称：Delay30x()
* 功 能：延迟30us的倍数（会差几个周期）
* 入口参数：Time：30us的倍数
* 出口参数：无
* 范 例: Delay30x(3); //延迟90us左右
****************************************************************************/
void Delay30x(unsigned char Time)
{ if(Time==0) return; //Time=0次,不执行for(;Time>0;Time--) //循环Time次{ Delay15(); //每次延迟15us，加上循环，大约28us。}
}/****************************************************************************
* 名 称：OW_Reset()
* 功 能：向1-Wire总线上发送一个复位指令。
* 入口参数：无
* 出口参数：1：表示复位操作成功0：表示复位操作失败
****************************************************************************/
bit OW_Reset(void)//复位
{ unsigned char i;DISABLE_INT; // 时序要求严格，不允许中断 DQ = 0; //pull DQ line lowDelay30x(30); // leave it low for 480~960us (700uS)DQ = 1; // allow line to return highDelay30x(2); // wait for presence 15~60uS ( 56uS) for(i=0;i<30;i++) { if (DQ==0) {while(!DQ) {};// 复位成功,等待复位结束RESTORE_INT;return(1); // 并返回1，表示有器件} Delay15(); // 不成功,可能是1820反应慢,重试30次} RESTORE_INT;return(0);// 到达240uS等待最大值,放弃.返回0，表示无器件
} /****************************************************************************
* 名 称：OW_ReadByte()
* 功 能：从 1-wire 总线上读取一个字节。
* 入口参数：无
* 出口参数：读回的1字节数据
****************************************************************************/
unsigned char OW_ReadByte(void)
{unsigned char i;unsigned char value = 0;for (i=8;i>0;i--) // 读取8比特循环8次，组成1字节{DISABLE_INT; // 时序要求严格，不允许中断value>>=1;DQ = 0; // 将DQ脚拉低，表示写比特时序开始_nop_(); _nop_(); // 保持低,1uS以上 （3uS）DQ = 1; // 将DQ脚拉高Delay10(); // 延迟1uS~15uS (取10uS)if(DQ) value|=0x80;// 读取DQ的值Delay30x(5); // wait for rest of timeslot RESTORE_INT; // 恢复中断}return(value);
}/****************************************************************************
* 名 称：OW_WriteByte()
* 功 能：向 1-WIRE 总线上写一个字节。
* 入口参数：Val：写入的1字节数据
* 出口参数：无
****************************************************************************/
void OW_WriteByte(unsigned char Val)
{unsigned char i;for (i=8; i>0; i--) // 写入8比特循环8次，共计1字节{DISABLE_INT; // 时序要求严格，不允许中断DQ = 0; // 将DQ脚拉低保持1uS以上 （3uS）DQ = Val&0x01; // 先发低字节Delay30x(3); // 保持数据 60~120uS (取85uS)DQ = 1; // DQ拉高Val=Val>>1; // 取下一比特Delay15(); // 比特间延迟1us以上（取15us）RESTORE_INT; // 恢复中断}
}/****************************************************************************
* 名 称：DS1820_Conv()
* 功 能：向18B20发指令：开始温度测量与转换。
* 入口参数：无
* 出口参数：无
* 说 明: 该命令发出后，必须等待至少500-700ms才能测量完毕，之后才能读取数据。
****************************************************************************/
void DS1820_Conv()
{OW_Reset(); // 复位18B20OW_WriteByte(0xCC); // Skip ROM（不进行序列号识别）OW_WriteByte(0x44); // 开始转换
}/****************************************************************************
* 名 称：DS1820_GetFamily()
* 功 能：读取18x20的家族代码。
* 入口参数：无
* 出口参数：读回的家族号。
* 说 明: 0x10表示DS1820，0x28表示DS18B20，更多系列请参照官方数据手册
****************************************************************************/
unsigned char DS1820_GetFamily()
{ unsigned char FamilyID;OW_Reset(); // 复位18B20OW_WriteByte(0x33); // 发出获取家族代码命令FamilyID=OW_ReadByte(); // 读取家族号return(FamilyID); // 返回
}
/****************************************************************************
* 名 称：DS1820_GetTemp()
* 功 能：读取18x20的温度测量结果。注意要在DS1820_Conv()命令至少之后700ms以后调用，才能读取准确的温度值。
* 入口参数：无
* 出口参数：温度数值，保留1位小数。返回0x8001表示未检测到器件返回0x8002表示无法识别的器件
* 范 例: 返回123表示12.3度；-345表示-34.5度，依此类推
****************************************************************************/
int DS1820_GetTemp()
{unsigned char tempH,tempL,Family;if(OW_Reset()==0) return(0x8001);// 若复位不成功说明无器件，返回0x8001Family=DS1820_GetFamily(); // 读取1820的家族代码OW_Reset(); // 复位，结束读取家族代码的操作OW_WriteByte(0xCC); // Skip ROM（不进行序列号识别）OW_WriteByte(0xBE); // 发出读取数据的指令Delay30x(5); // 略延迟tempL=OW_ReadByte(); // 读取温度转换结果_低8位tempH=OW_ReadByte(); // 读取温度转换结果_高8位if (Family==0x28) // 如果是DS18B20系列{return ((tempH*256+tempL)*(long)625/1000);//计算温度，保留1位小数 }else if(Family==0x10) // 如果是DS1820系列（比18B20更老的型号）{return ((tempH*256+tempL)*5);//计算温度，保留1位小数 }else return(0x8002); //其它型号无法识别 返回0x8002
}void DS18B20_Init(void)
{DS1820_GetTemp(); //读取上次测温结果// PutTemp(1,3,Temperature);//LED_DisplayDecimal(Temperature,1); //显示测温结果，保留1位小数DS1820_Conv(); //发送下一次测温开始命令DS1820_GetTemp(); //读取上次测温结果// PutTemp(1,3,Temperature);//LED_DisplayDecimal(Temperature,1); //显示测温结果，保留1位小数DS1820_Conv(); //发送下一次测温开始命令DS1820_GetTemp(); //读取上次测温结果// PutTemp(1,3,Temperature);//LED_DisplayDecimal(Temperature,1); //显示测温结果，保留1位小数DS1820_Conv(); //发送下一次测温开始命令}volatile int Temperature;void DS18B20_Processing(void)
{if(Time0_2s_Flag) //2ms累加500次共计1秒{Time0_2s_Flag = 0; //以下代码每隔2秒执行一次 Temperature = DS1820_GetTemp(); //读取上次测温结果PutTemp(1,3,Temperature);//LED_DisplayDecimal(Temperature,1); //显示测温结果，保留1位小数DS1820_Conv(); //发送下一次测温开始命令} }ADC0832驱动程序
#include <ADC0832.H>unsigned char Get_AD_Result(bit CH)
{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=CH; //DI置0，选择通道0ADC0832_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1ADC0832_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 }volatile unsigned char MQ_Value;void ADC0832_Processing(void)
{if(Time0_1s_Flag2){Time0_1s_Flag2 = 0;MQ_Value = Get_AD_Result(0);PutNum(2,3,MQ_Value);}
}按键扫描函数
#include <KEY.H>volatile unsigned char KEY_Value = 0;void KEY_Init(void)
{P1 |= 0X20;P3 |= 0X24;
}unsigned char KEY_Read(void)
{unsigned char a;a = (P1 & 0x20) + ((P3&0x24)>>1);return a;
}void KEY_Scan(void) //每20m调用一次
{unsigned char KEY_Data;static unsigned char KEY_Cont = 0;static unsigned char KEY_Counter = 0;static unsigned char KEY_States = 0;static unsigned char KEY_Wait = 0;KEY_Data = KEY_Read();KEY_Value = KEY_Data & (KEY_Data ^ KEY_Cont);KEY_Cont = KEY_Data;if(KEY_Cont && (KEY_Cont != 0x08)) //连续按下禁止SET连续触发{if(KEY_Wait > 25) //500ms进入连续触发{if(KEY_Counter >= 2) //每秒触发 25 = 1000/20/2{KEY_Counter = 0;KEY_Value = KEY_Cont;}else{KEY_Counter++;}}else{KEY_Wait++;}}else{KEY_States = 0;KEY_Wait = 0;}if(KEY_Value){switch(KEY_Value){case 0x00: KEY_Value = KEY_NOP; break;case 0x20: KEY_Value = KEY_SET; break;case 0x10: KEY_Value = KEY_UP; break;case 0x02: KEY_Value = KEY_DOW; break;default: KEY_Value = KEY_NOP; break;}}
}volatile unsigned int Temp_H = 150;
volatile unsigned char MQ_2 = 80;void KEY_Processing(void)
{//按键扫描if(Time0_20ms_Flag){Time0_20ms_Flag = 0;KEY_Scan(); }if(KEY_Value == KEY_SET){KEY_Value = KEY_NOP;}else if(KEY_Value == KEY_UP){KEY_Value = KEY_NOP;PutNum(2,5,2);LcmClearTXT();PutStr(0,0,"设置温度报警");PutStr(1,0,"温度："); while(1){if(Time0_100ms_Flag){Time0_100ms_Flag = 0;PutTemp(1,3,Temp_H);}//按键扫描if(Time0_20ms_Flag){Time0_20ms_Flag = 0;KEY_Scan(); }if(KEY_Value == KEY_SET){KEY_Value = KEY_NOP;if(Temp_H <990)Temp_H++;}else if(KEY_Value == KEY_UP){KEY_Value = KEY_NOP;break;}else if(KEY_Value == KEY_DOW){KEY_Value = KEY_NOP;if(Temp_H > 1)Temp_H--;}}LcmClearTXT();PutStr(0,0,"设置烟雾报警");PutStr(2,0,"烟雾：");while(1){if(Time0_100ms_Flag){Time0_100ms_Flag = 0;PutNum(2,3,MQ_2);}//按键扫描if(Time0_20ms_Flag){Time0_20ms_Flag = 0;KEY_Scan(); }if(KEY_Value == KEY_SET){KEY_Value = KEY_NOP;if(MQ_2 <250)MQ_2++;}else if(KEY_Value == KEY_UP){KEY_Value = KEY_NOP;break;}else if(KEY_Value == KEY_DOW){KEY_Value = KEY_NOP;if(MQ_2 > 1)MQ_2--;} }LcmInit();EEPROM_Save_Flag = 1;}else if(KEY_Value == KEY_DOW){KEY_Value = KEY_NOP;}}
资料清单（提供资料清单所有文件）：
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