H35 烟雾温湿度报警器用 SHT15 数字温湿度传感器两线制，ADC0832 采烟雾浓度换百分制，五项阈值做上下限区间报警，5 个 LED 分路指示越界位置。相比 H34 把 DS18B20 换成 SHT15，报警从三或条件变五条件区间，设定项从 3 个变 5 个，界面刷新改成分帧状态机。
01 设计任务
功能介绍：
使用51单片机设计一个烟雾温湿度报警器，SHT15 测温湿度 + ADC0832 测烟雾浓度，五条件区间报警，要求如下：
1、SHT15 温湿度监测：两线制（DATA/SCK）数字温湿度传感器，一颗芯片同时出温度和相对湿度，LCD 显示 "RH: xx%, SC: xx%" 和 "T: xx℃"；
2、烟雾浓度监测：ADC0832 采集模拟烟雾传感器，(x<<1)/5 换算百分制——H22/H34 同款公式，直接复用；
3、五条件区间报警：温度超上限 / 温度低于下限 / 湿度超上限 / 湿度低于下限 / 烟雾超限——注意温度湿度都是双向管，低了也报；
4、5 个 LED 分路指示：烟雾报警、温度上限、温度下限、湿度上限、湿度下限各一盏，蜂鸣器总报警——看哪盏灯亮就知道哪儿越界；
5、五项阈值独立设定：K1 循环切换设定项（湿度下限→湿度上限→烟雾→温度下限→温度上限），K2 加 K3 减 K4 确认，光标闪烁定位，全部限幅防误设。
特别注意：和 H34 比，最大的变化是传感器换代——DS18B20（单总线）换成 SHT15（两线制），温度单值变温湿度双值；报警逻辑从"三或条件"变五条件区间。框架（按键/限幅/双定时器/模块化）沿用 H34，这期的新货是 02 节的两线时序、03 节的共用体+浮点标定、04 节的区间报警结构。
02 SHT15 两线制时序：不是 I2C 的"两根线"
SHT15 用 DATA + SCK 两根线通信，长得像 I2C 但不是——它的时序是 Sensirion 私有协议，关键动作有三个：
先把 DATA 置 1、SCK 拉低做准备，然后 SCK 拉高的同时把 DATA 拉低、SCK 落一拍；再把 SCK 拉高的同时把 DATA 拉高、再落一拍，用两次方向相反的跳变拼出起始波形。
DATA 在 SCK 高电平期间先低后高，打出一个"两脉冲"的独有波形——I2C 的起始条件是"SCK 高时 DATA 下跳"，这里要连续打两个方向相反的跳变，协议差异就在这种细节里。
写字节 + 应答检查：高位在前（for(i=0x80;i>0;i/=2) 移位发送），第 9 个时钟释放数据线读从机应答，error=DATA 记录——应答是低有效，非 0 就是通讯异常。
启动测量后进一个上限 65535 次的空循环，盯着 DATA 等它变低，一低就跳出；循环走完 DATA 还是高，说明超时没响应，error 计数加一。
SHT15 收到测量命令后要转换几百毫秒，转换完主动把 DATA 拉低——单片机轮询等待即可，超时判定 error。
三种数字传感器接口到这儿凑齐了：DS18B20 单总线（1 根线、靠精确延时挖时隙）→ SHT15 两线（2 根线、私有协议双脉冲起始）→ AT24C02 的 I2C（2 根线、标准协议）。线越少时序越"抠"，读时序图的能力比背代码重要。
容错一招：主循环里 if(error!=0) SHTXX_Init();——通讯出错就发 9 个时钟的连接复位，把总线救回来。传感器通讯加自恢复，这是工程程序和玩具程序的分水岭。
03 共用体 + 浮点标定：union 的教科书用例
SHT15 返回的是原始码值，要经过标度变换才是真实温湿度。先看数据怎么接：
定义一个共用体，里面一个无符号整数和一个浮点变量共用同一块内存；先按整数成员把 SHT15 的原始码值写进去，再按浮点成员把它读出来送去标定。
union 共用体：i 和 f 共享同一块 4 字节内存，同一份数据两种解读——接传感器原始整数时用 .i，做浮点标定时用 .f。这不是炫技，是省一次强制类型转换的歧义、让"数据在不同阶段的形态"显式化，Sensirion 官方例程就这么写。
标度变换函数 SHTXX_calc() 是数据手册公式的代码化：
温度按一次线性公式直接换算；湿度先算二次非线性项，再除以 33 做分段经验修正，修正值落进 26 / 33 / 40 几个区间就逐级加偏移，最后上夹 100、下夹 0.1。
三个看点：
· 温度是线性的（一次公式直接换），湿度是非线性的——湿敏电容在高湿段响应弯曲，必须二次项修正，不然 90% 湿度能给你读出 105%；
· 分段修正：在非线性补偿基础上再按湿度区间加经验偏移，这是仿真里"凑真实曲线"的常用手法——真传感器有手册公式，仿真的 SHT15 模型简单，就人工补几段；
· 夹限保护：结果超 100 按回 100、小于 0.1 按 0.1，物理量有物理边界，输出前夹住，防止后续显示和比较出妖怪值。
浮点运算在 51 上又慢又占空间（这期 code=4602，比 H34 的 2392 翻了近一倍，多出来的基本都是 float 库），但换算清晰——仿真阶段用浮点换可读性，量产再换定点，是合理的取舍顺序。
04 五条件区间报警：从"超限报"到"区间管"
报警判断把烟雾超限、温度超上限、湿度超上限、温度低于下限、湿度低于下限五个条件用或运算串在同一个判断里，任一成立就打开总报警。
总报警之外，5 盏灯各判各的：温度超上限点亮 LED2，温度低于下限点亮 LED3，湿度超上限点亮 LED4，湿度低于下限点亮 LED5，四路各自独立判断，互不干扰。
这个结构的价值在于区分"报警"和"定位"：蜂鸣器只说"出事了"，5 盏灯说"哪儿出事"——机房温控、仓库保管、大棚监控，环境量从来不是"越低越好"，低温低湿同样是事故（冷凝、干燥起静电），所以上下限都要管。
工程细节两个：
· real_tempure = temp_val.f + 1：浮点结果 +1 后取整赋给 int——实质就是 H34 说的"向上取整"保守策略的极简实现，温度比较永远偏严一档；
· ON=0 / OFF=1 宏：LED 低电平点亮（灌电流驱动），用宏把"逻辑开"和"电平低"解耦，程序里到处写 LED1=0 既难读又容易在换硬件时改漏。
05 五项设定交互：双状态机刷新界面
设定项从 3 个变 5 个，界面刷新出了新形态——circle_num / dis_list 双状态机：
· 设定模式（mode=1）：circle_num 0→5 循环，case 0 先铺 "H: __%~__%; T: __C~__C" 的界面骨架，case 1~5 每轮只刷新一个设定项的数字——5 个值不是一帧刷完，而是每轮主循环刷一个，转一圈全部就位；
· 正常模式（mode=0）：dis_list 两拍走——case 0 打显示模板，case 1 填温湿度和烟雾数值，然后停住（dis_list++ 只走一次到底）；
· 光标跟随：K1 每按一次 set_position++（1~5 循环），cursor_position 换到对应数字位（第一行 4/9/14、第二行 4/9 + 0x40），write_com(0x0e) 开光标闪烁——改哪个值，光标就蹲在哪。
为什么设定界面要"分帧刷"？一次刷 5 个值，主循环单轮耗时长，按键响应和光标闪烁都会卡；拆成每轮一项，每轮主循环都很快，交互跟手。这个"界面刷新分帧"的思想，往大了说就是 GUI 框架里 partial refresh 的雏形。
06 设计报告与视频讲解
本设计配套资料齐全（H 系列标准四件套）：
· Proteus 仿真：51 单片机 + LCD1602 + SHT15 温湿度模块 + ADC0832 烟雾 + 5 LED 报警指示 + 蜂鸣器，模块分区标注；
· Keil 程序：三模块工程（main + lcd1602 + adc0832），编译 0 Error 0 Warning（code=4602）；
· 设计报告：系统框图、SHT15 协议分析、标定公式推导与源码；
· 视频讲解：原理图讲解 + 程序讲解两段，重点看两线时序和标定函数两段。
07 排错清单
1、温湿度永远显示初始值/怪数字 → 先查 SHT15 接线（DATA=P2.5、SCK=P2.4 别接反），再在测量等待循环确认 DATA 有没有被拉低——一直为高说明传感器没响应，检查 error 分支是否走了 SHTXX_Init() 复位；
2、湿度显示 105% 或负数 → 标定函数的夹限（>100 回 100、<0.1 回 0.1）或分段修正被删了；SHT15 仿真模型的原始值偏大，分段修正是给仿真"补真实感"的，不能省；
3、改了湿度下限不生效 → 五项设定全部按 K4 确认后才参与比较（mode 回 0），且看准光标在哪一位——K1 按 5 次才轮到温度上限，别改错项；
4、蜂鸣器一直响 → 五条件是"或"关系，任一越界都响；把 LCD 实时值和五个设定值逐个对一遍，5 盏 LED 哪盏亮就是哪路越界，这是分路指示的价值；
5、设定界面数字显示不全 → circle_num 状态机的 case 0（铺界面骨架）被跳过或 circle_num=1 的回卷写错——骨架没铺就填数，空白模板就不在；
6、烟雾浓度差一位 → 同 H22/H34：data_to_hex 十进制转 BCD 别动，浓度按 BCD 位写给液晶；(x<<1)/5 换算和 >127 补 50 的分段逻辑配套，单独改一半必错；
7、程序编译后 code 巨大/仿真卡 → 浮点库正常体积（这期 4602），但若还嫌慢，可把 SHTXX_calc 换成定点运算（×100 放大取整），换完记得把 real_tempure 的 +1 修正逻辑一起迁移。
08 系列回顾
环境监测这条线，三期正好是三级台阶：
· H22 家用烟雾报警器：三条件或报警，单文件入门；
· H34 火焰烟雾温度报警器：模块化工程 + 数据质量三招（滤波/过滤/保守取整）；
· H35 烟雾温湿度报警器：传感器换代（DS18B20→SHT15）+ 区间报警 + 双状态机界面，物理量从"单值越限"升级到"双向区间管理"。
数字传感器接口三连也集齐了：DS18B20 单总线、SHT15 两线私有协议、AT24C02 标准 I2C——面试被问"几种通信接口"，把这三期的时序差异讲出来就是满分答案。环境监测类设计到这儿封顶，下期见。
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09 文件日期修改
如果你想把文件修改为最新的日期，又不想新建工程，那么你可以参考下面的文章。
"如何不打开程序的情况下更改proteus和keil程序的日期？"
工具和仿真文件在一起，见下面的下载链接。
10 资料下载
全套资料包含 Keil 工程（C 语言源码 + hex 文件）、Proteus 仿真工程、设计报告、程序流程图、讲解视频，以及编译截图和仿真截图。下载后可直接打开运行，也可用于课程设计、毕业设计参考。
也可以关注公众号「单片机仿真」，回复 H35 获取下载入口。公众号内还有 A / T / H 全系列 400 多个单片机仿真实例，回复「目录」可查看完整清单。
