基於STM32的485感測器資料收集
基於STM32的485感測器資料收集
**微控制器型號**：STM32F103ZET6（適用其他F1系列的）
**感測器**：超聲波模組、DS18B20（溫度感測器）、MQ-2（煙霧感測器）
資料顯示：0.96OLED（IIC） 時鐘（DS1302）
**資料傳輸**：485傳輸 （類似串列埠通訊）
**連線方式**： PC（USB介面）---（USB）USB轉485模組（A,B）--接--（A,B）485轉TTL模組 （RX,TX）--接--STM32(TX,RX)
**資料接收**： PC端串列埠助手接受資料（此處用的是野火的偵錯助手）
（一）、感測器介紹
1.超聲波模組
（1） 圖片
（2）工作原理：
HC-SR04超聲波測距模組可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能， 測距精度可達高到3mm；模組包括超聲波發射器、接收器與控制電路。
(1)採用IO口TRIG觸發測距，給至少10us的高電平訊號;
(2)模組自動傳送8個40khz的方波，自動檢測是否有訊號返回；
(3)有訊號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。
（3）超聲波模組連線（以下為本程式碼中的樣例，IO口可以自行進行設定）
超聲波模組引腳(HC-SR04)：
------------------------------------ TRIG—GPIOC-PIN2----------------------------------------
------------------------------------ ECHO—GPIOA-PIN4--------------------------------------
（4）程式碼
「shenbo.c」
#include "shenbo.h"
void TRIG_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//觸發訊號口初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin =GPIO_Pin_2; //選擇埠號（0~15或all）
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //輸出觸發訊號（10us）
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //設定IO介面速度（2/10/50MHz）
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
}
void ECHO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//接收回響訊號口初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin =GPIO_Pin_4; //選擇埠號（0~15或all）
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //輸入浮空
//GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //設定IO介面速度（2/10/50MHz）
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
「shenbo.h」
#ifndef __RANGING_H
#define __RANGING_H
#include "stm32f10x.h"
void TRIG_Config(void);//初始化
void ECHO_Config(void);
#endif
「main」主要部分（計算距離）
GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_2); //給10us高電平
Delay_us(11);//最少10us觸發訊號
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_2);//拉低電平
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_4)==0);//等待接受高電平
TIMER_ON(); //定時器開
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_4)==1);//等待接受低電平
TIMCounter = TIM_GetCounter(TIM6);//獲取計數器值
TIMER_OFF(); //定時器關
Dis = TIMCounter/58;//計算距離
void TIM6_IRQHandler(void)
{
if ( TIM_GetITStatus( TIM6, TIM_IT_Update) != RESET )
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM6 , TIM_FLAG_Update);
}
}
2.DHT11（溫溼度感測器）
本實驗採用的溫度感測器模組，如果用單個DS18B20模組需要10K的上拉電阻，用於拉高匯流排。
（1）介紹及工作原理
單匯流排器件，支援多點組網功能，溫度範圍-55℃-+125℃，可程式化的解析度為9-12，分別對應0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃高精度測溫。
DQ端為數位輸入輸出端，開漏單匯流排引腳。不再需要外接AD電路轉換成數位訊號，也就是能將溫度訊號轉換成數位訊號。通過與微控制器（STM32）IO口進行資料的傳輸讀取。
（2）連線方式（根據自己所需的IO口進行初始化等設定，本程式碼中採用PB7）
----------------------------------DQ—GPIOB-PIN7-----------------------------------
（3）程式碼
通過RAM指令表的約定程式碼對相應指令進行讀取
嚴格按照時序圖進行相應的程式設計
分為初始化、讀時序、
「DS18B20.c」
#include "stdio.h"
#include "systick_delay.h"
#include "DS18B20.h"
#include "stm32f10x.h"
//設定成輸出模式
void DS18B20_Out(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//------------------------------第一步：串列埠的GPIO初始化
// 開啟DQ引腳的時鐘
DEBUG_DS18B20_APBxClkCmd(DEBUG_DS18B20_CLK, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_DS18B20_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;//
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DEBUG_DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);//其中第一個是指標，第二個是名字所以需要&取地址
}
//設定成輸入模式
void DS18B20_Input(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//------------------------------第一步：串列埠的GPIO初始化
// 開啟DQ引腳的時鐘
DEBUG_DS18B20_APBxClkCmd(DEBUG_DS18B20_CLK, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_DS18B20_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//因為傳送，推輓複用輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DEBUG_DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);//其中第一個是指標，第二個是名字所以需要&取地址
}
void Ds18b20_Init()
{
uint8_t i=0;
/*設定成輸出模式*/
DS18B20_Out();
/*將電平拉到0*/
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
/*延遲480us*/
Delay_us(480);
/*電平拉到1釋放匯流排*/
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
/*設定成輸入模式*/
DS18B20_Input();
/*等待復位訊號 注意不能無限等待*/
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7)&&(i<200))
i++;
}
void Ds18b20WriteByte(uint8_t a)
{
uint8_t i=0;
uint8_t b=0x01;
uint8_t c=0;
/*設定IO口為輸出模式*/
DS18B20_Out();
for(i=0;i<8;i++)
{
c=b&a;
if(c)
{
/*拉低匯流排*/
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
/*延遲15us產生寫時隙*/
Delay_us(15);
/*釋放匯流排*/
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
/*保持40us*/
Delay_us(40);
}
else
{
/*拉低匯流排*/
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
/*至少保持60us低電平*/
Delay_us(60);
/*釋放匯流排*/
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
}
b=b<<1;
}
/*釋放匯流排*/
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
}
uchar Ds18b20ReadByte()
{
uint8_t a=0;
uint8_t i=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
/*設定IO口為輸出模式*/
DS18B20_Out();
/*拉低匯流排*/
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
/*延遲1us產生讀時隙*/
Delay_us(1);
/*釋放匯流排*/
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
/*設定IO口為浮空輸入模式*/
DS18B20_Input();
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7))
{
a=a>>1;
a=a|0x80;
}
else
{
a=a>>1;
}
/*延遲50us保證時間要求*/
Delay_us(50);
/*設定IO口為輸出模式*/
DS18B20_Out();
/*釋放匯流排*/
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
}
return(a);
}
void Ds18b20ChangeTemp(){
Ds18b20_Init();
Delay_ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc);//跳過ROM直接傳送溫度轉換命令
Ds18b20WriteByte(0x44);//傳送指令RAM設為0x44為溫度變換
}
void Ds18b20ReadTempCom(){
Ds18b20_Init();
Delay_ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc);//跳過ROM直接傳送溫度轉換命令
Ds18b20WriteByte(0xbe);//傳送指令RAM設為0xBE為讀暫時暫存器
}
int Ds18b20ReadTemp(void){
int temp=0;
uchar tml,tmh;
Ds18b20ChangeTemp();
Ds18b20ReadTempCom();
tml=Ds18b20ReadByte();//讀低8位元資料
tmh=Ds18b20ReadByte();//讀高8位元資料
temp=tmh;
temp<<=8;
temp|=tml;//拼接為16位元資料
return temp;//返回16位元資料
}
4.OLED顯示（0.96寸+IIC）
顯示超聲波測距、溫度、煙霧等引數。
（1）工作原理：IIIC控制
（2）連線方式：
------------------------------------ SCL—GPIOB-PIN13----------------------------------------
------------------------------------ SDA—GPIOA-PIN15----------------------------------------
（3）程式碼：
DS1302時鐘模組
為了取得定時效果，一共兩個方案。第一種通過STM32內部自帶的RTC進行時間定時，第二種就是通過DS1302時鐘模組進行定時。通過資料的查詢與實驗，在專案中使用RTC雖說時間誤差能減到很小但是所需晶振的精度和溫漂要求更高，操做不當對時間有很大的影響，而DS1302的精度高、時間的測量定時也更加的穩定。因此我們採用DS1302模組。
心得：不同於51是通過準雙向口驅動該時鐘模組，我們採用的STM32是雙向IO口進行讀寫設定，需要關注輸入輸出設定，所以我們在設定成開漏輸出模式的時候外接40k的上拉電阻避免讀出全是低電平的情況。
然後通過時序圖進行相應的程式設計
單位元組的讀寫—>整個資料的讀寫—>時間的讀寫
第一次寫部落格，後續會繼續補完