基于51单片机的矿井安全检测系统

基于单片机>51单片机的矿井安全检测系统使用单片机>51单片机作为系统主控，LCD1602进行显示同时系统集成了ADC0808和烟雾传感器、甲烷传感器，二者结合测量环境烟雾值，同时使用DHT11温湿度传感器获取环境温湿度值，使用L298N驱动风扇，利用继电器模拟门通风，同时红外传感器检测是否有人在，有人时自动开启灯光进行照明。

一、硬件设计

2、仿真

如下图，这是本次设计电路图，通过Proteus仿真首先继续测试

2、PCB

仿真调试完毕，开始设计本次设计的PCB，原理图和PCB如下：

二、软件设计

1、DHT11

#include "DHT11.h"sbit Data=P3^0; //数据线
uchar rec_dat[9]; //储存数据
void DHT11_delay_us(uchar n)
{while(--n);
}
void DHT11_delay_ms(uint z)
{uint i,j;for(i=z;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);
}/*
主机（单片机）发送起始信号：
1.主机先拉高data。
2.拉低data延迟18ms。
3.拉高data并延迟等待（通过此操作将单片机引脚设置为输入）。
*/
void DHT11_start()
{Data=1;DHT11_delay_us(2);Data=0;DHT11_delay_ms(25);   //拉低延时18ms以上Data=1;DHT11_delay_us(30);   //拉高 延时 20~40us，取中间值 30us
}/*------------------------------------------------接收八位二进制
------------------------------------------------*/
uchar DHT11_rec_byte()      //接收一个字节
{unsigned char i,dat=0;for(i=0;i<8;i++)    //从高到低依次接收8位数据{          while(Data);   //等待进入低电平while(!Data);   //等待50us低电平过去DHT11_delay_us(8);     //延时60us，如果还为高则数据为1，否则为0 dat<<=1;//移位（低位补零）使正确接收8位数据，数据为0时直接移位if(Data==1)    //数据为1时，使dat加1来接收数据1dat+=1;while(Data);  //等待数据线拉低    }  return dat;
}/*------------------------------------------------接收40bit数据（具体的温湿度）
1.主机先把data线拉高（io设置为输入）。
2.从机把data线拉低，主机读取data线电平，直到低电平结束（大约50us）从机拉高data线后，延迟40us左右（28~70us之间）主机再次读取data线电平，如果为低电平，则为“0”，如果为高电平，则为“1”。
3.继续重复上述1,2步骤累计40次。
------------------------------------------------*/
uchar T_H;
uchar tem, hum;
void DHT11_receive()      //接收40位的数据
{uchar R_H,R_L,T_L,RH,RL,TH,TL,revise; DHT11_start();//发送起始信号：if(Data==0){while(Data==0);   //等待拉高     DHT11_delay_us(40);  //拉高后延时80usR_H=DHT11_rec_byte();    //接收湿度高八位  R_L=DHT11_rec_byte();    //接收湿度低八位  T_H=DHT11_rec_byte();    //接收温度高八位  T_L=DHT11_rec_byte();    //接收温度低八位revise=DHT11_rec_byte(); //接收校正位DHT11_delay_us(25);    //结束if((R_H+R_L+T_H+T_L)==revise)      //最后一字节为校验位，校验是否正确{RH=R_H;RL=R_L;TH=T_H;TL=T_L;} tem	= TH;hum = RH;/*数据处理，转换为字符，方便显示*///湿度rec_dat[0]=(RH/10);rec_dat[1]=(RH%10);rec_dat[2]=' ';rec_dat[3]=' ';//温度rec_dat[4]=(TH/10);rec_dat[5]=(TH%10); rec_dat[6]=' ';}
}

2、ADC0808

//ADC各个控制引脚
sbit OE 	= P0^0;
sbit EOC 	= P0^1;
sbit START 	= P0^2;//ADC地址引脚
sbit ADDA = P0^3;//ADC初始化
void ADC0808_Init()
{START=0;OE = 0;
}//获取ADC值
unsigned int ADC0808_ReadData(unsigned char channel)
{unsigned char temp=0;unsigned int dis=0;if(channel==0){ADDA=0;}else{ADDA=1;}START=1;START=0;	while(EOC == 0);OE = 1;temp=P2;dis = temp*1.0/255*100;					OE = 0;return dis;
}

3、主程序

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "delay.h"
#include "DHT11.h"
#include "KEY.h"
#include "Timer0.h"//ADC各个控制引脚
sbit OE 	= P0^0;
sbit EOC 	= P0^1;
sbit START 	= P0^2;//ADC地址引脚
sbit ADDA = P0^3;//jiang22Q
sbit Motor1 = P3^1;//电机、led引脚定义
sbit Motor2 = P3^2;sbit relay = P3^3;sbit buzzer = P0^6;sbit Sen = P0^7;
sbit Led = P3^4;sbit CLK = P0^4;//ADC初始化
void ADC0808_Init()
{START=0;OE = 0;
}//获取ADC值
unsigned int ADC0808_ReadData(unsigned char channel)
{unsigned char temp=0;unsigned int dis=0;if(channel==0){ADDA=0;}else{ADDA=1;}START=1;START=0;	while(EOC == 0);OE = 1;temp=P2;dis = temp*1.0/255*100;					OE = 0;return dis;
}unsigned int Co_val=0;
unsigned char mode=0;
unsigned char keyNum=0;
unsigned char start=0;unsigned char i=0;
unsigned long val_all=0;void main()
{//LCD初始化LCD_Init();//ADC0808初始化ADC0808_Init();//定时器初始化Timer0_Init();//显示提示LCD_ShowString(1, 1, "CO:");LCD_ShowString(2, 1, "t:");LCD_ShowString(2, 7, "h:");Motor1=0;Motor2=0;while(1){val_all=0;for(i=0; i<20; i++){val_all += ADC0808_ReadData(1);}//测量PM2.5和甲醛值Co_val = val_all /20;//获取温湿度DHT11_receive();//湿度过高，开启除湿if(hum > 60){Motor1=1;}else{Motor1=0;}if(tem >= 30){Motor2=1;}else{Motor2=0;}if(Co_val >= 13){relay=1;buzzer=0;}else{relay=0;buzzer=1;}if(Sen==0){Led=0;}else{Led=1;}//显示数据LCD_ShowNum(1, 5, Co_val, 3);LCD_ShowNum(2, 3, tem, 3);LCD_ShowNum(2, 9, hum, 3);delay(500);}
}void Timer0_Routine() interrupt 1
{TL0 = 0xFF;				//设置定时初始值TH0 = 0xFF;				//设置定时初始值CLK = ~CLK;
}