STM32F0微控制器基於Hal庫溫控智慧風扇
2022-09-25 21:01:10
一、專案概述
設計採用STM32F0系列微控制器做主控晶片，通過DHT11採集溫溼度，將溫度顯示在OLED 螢幕上。根據溫度的不同，利用STM32對風扇進行調速，總體硬體設計如下圖所示
1.效果展示
2.主要功能
感測器檢測外界溫度和溼度並在OLED 螢幕上實時顯示出來，當感測器檢測到外界溫度超過36攝氏度時，微控制器便會控制風扇開啟。
二、硬體部分
STM32F0最小系統(整合了OLED螢幕插座)、DHT11溫溼度模組、帶風扇的電機驅動模組
開發環境
keil5、STM32CubeMX、STM32CubeProgrammer
3.接線
DHT11
vcc---3.3v
DAT---PA0
GND---GND
風扇
G---GND
V---3V3
S---PA3
三、軟體部分
- 主要程式碼
1.OLED顯示介面
將要顯示的字元通過取模軟體取模，將生成資料放入oledfont.h中的陣列char Hzk[][32]裡
2.DHT11溫溼度感測器
#include "bsp_DHT11.h"
static void DHT11_Mode_IPU(void);
static void DHT11_Mode_Out_PP(void);
static uint8_t DHT11_ReadByte(void);
unsigned char ple[]="0123456789";
extern DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;
#define Bit_RESET 0
#define Bit_SET 1
/* 函數體 */
/**
* 函數功能:
* 輸入引數: 無
* 返 回 值: 無
* 說 明：無
*/
void delay_us(unsigned long i)
{
unsigned long j;
for(i;i>0;i--)
{
for(j=1;j>0;j--);
}
}
static void DHT11_Delay(uint16_t time)
{
uint8_t i;
while(time)
{
for (i = 0; i < 30; i++)
{
}
time--;
}
}
/**
* 函數功能: DHT11 初始化函數
* 輸入引數: 無
* 返 回 值: 無
* 說 明：無
*/
void DHT11_Init ( void )
{
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
DHT11_Mode_Out_PP();
DHT11_Dout_HIGH(); // 拉高GPIO
}
/**
* 函數功能: 使DHT11-DATA引腳變為上拉輸入模式
* 輸入引數: 無
* 返 回 值: 無
* 說 明：無
*/
static void DHT11_Mode_IPU(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = DHT11_Dout_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(DHT11_Dout_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
/**
* 函數功能: 使DHT11-DATA引腳變為推輓輸出模式
* 輸入引數: 無
* 返 回 值: 無
* 說 明：無
*/
static void DHT11_Mode_Out_PP(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = DHT11_Dout_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(DHT11_Dout_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
/**
* 函數功能: 從DHT11讀取一個位元組，MSB先行
* 輸入引數: 無
* 返 回 值: 無
* 說 明：無
*/
static uint8_t DHT11_ReadByte ( void )
{
uint8_t i, temp=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
/*每bit以50us低電平標置開始，輪詢直到從機發出 的50us 低電平 結束*/
while(DHT11_Data_IN()==Bit_RESET);
/*DHT11 以26~28us的高電平表示「0」，以70us高電平表示「1」，*/
delay_us(40); //延時x us 這個延時需要大於資料0持續的時間即可
if(DHT11_Data_IN()==Bit_SET)/* x us後仍為高電平表示資料「1」 */
{
/* 等待資料1的高電平結束 */
while(DHT11_Data_IN()==Bit_SET);
temp|=(uint8_t)(0x01<<(7-i)); //把第7-i位置1，MSB先行
}
else // x us後為低電平表示資料「0」
{
temp&=(uint8_t)~(0x01<<(7-i)); //把第7-i位置0，MSB先行
}
}
return temp;
}
/**
* 函數功能: 一次完整的資料傳輸為40bit，高位先出
* 輸入引數: DHT11_Data:DHT11資料型別
* 返 回 值: ERROR：讀取出錯
* SUCCESS：讀取成功
* 說 明：8bit 溼度整數 + 8bit 溼度小數 + 8bit 溫度整數 + 8bit 溫度小數 + 8bit 校驗和
*/
uint8_t DHT11_Read_TempAndHumidity(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data)
{
uint8_t temp;
uint16_t humi_temp;
/*輸出模式*/
DHT11_Mode_Out_PP();
/*主機拉低*/
DHT11_Dout_LOW();
/*延時18ms*/
HAL_Delay(20);
/*匯流排拉高 主機延時30us*/
DHT11_Dout_HIGH();
delay_us(30); //延時30us
/*主機設為輸入 判斷從機響應訊號*/
DHT11_Mode_IPU();
delay_us(30); //延時30us
/*判斷從機是否有低電平響應訊號 如不響應則跳出，響應則向下執行*/
if(DHT11_Data_IN()==Bit_RESET)
{
/*輪詢直到從機發出 的80us 低電平 響應訊號結束*/
while(DHT11_Data_IN()==Bit_RESET);
/*輪詢直到從機發出的 80us 高電平 標置訊號結束*/
while(DHT11_Data_IN()==Bit_SET);
/*開始接收資料*/
DHT11_Data->humi_high8bit= DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->humi_low8bit = DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->temp_high8bit= DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->temp_low8bit = DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->check_sum = DHT11_ReadByte();
/*讀取結束，引腳改為輸出模式*/
DHT11_Mode_Out_PP();
/*主機拉高*/
DHT11_Dout_HIGH();
/* 對資料進行處理 */
humi_temp=DHT11_Data->humi_high8bit*100+DHT11_Data->humi_low8bit;
DHT11_Data->humidity =(float)humi_temp/100;
humi_temp=DHT11_Data->temp_high8bit*100+DHT11_Data->temp_low8bit;
DHT11_Data->temperature=(float)humi_temp/100;
/*檢查讀取的資料是否正確*/
temp = DHT11_Data->humi_high8bit + DHT11_Data->humi_low8bit +
DHT11_Data->temp_high8bit+ DHT11_Data->temp_low8bit;
if(DHT11_Data->check_sum==temp)
{
return SUCCESS;
}
else
return ERROR;
}
else
return ERROR;
}
- 主函數
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "bsp_DHT11.h"
DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;
void SystemClock_Config(void);
int16_t Data;
uint32_t TimeCounter;
int main(void)
{
uint8_t Temperature; //溫度
uint8_t Humidity; //溼度
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
OLED_Init();//初始化OLED螢幕的一些設定
OLED_Clear();//控制螢幕內容清除一次
DHT11_Init();//初始化感測器的一些設定
while(1)
{
DHT11_Read_TempAndHumidity(&DHT11_Data);
Temperature = DHT11_Data.temperature; //實際溫度
Humidity = DHT11_Data.humidity; //實際溼度
/*****顯示智慧家居*******/
OLED_ShowCHinese(18,0,0);
OLED_ShowCHinese(36,0,1);
OLED_ShowCHinese(54,0,2);
OLED_ShowCHinese(72,0,3);
OLED_ShowNum(35,6,Temperature,3,16);
OLED_ShowString(0,6,"Tem: ");
OLED_ShowCHinese(60,6,7);
OLED_ShowNum(35,3,Humidity,3,16);
OLED_ShowString(0,3,"Hum: ");
OLED_ShowString(60 ,3,"%");
if(Temperature >= 36)
{
//開啟風扇
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_4);
HAL_Delay(500);
//OLED_Clear();//清楚螢幕上的內容，實現閃屏效果
}
else
{
//關閉風扇
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);
}
if(Humidity >= 70)
{
//led閃爍
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_4);
HAL_Delay(500);//延時500ms,達到閃爍狀態
//OLED_Clear();//清楚螢幕上的內容，實現閃屏效果
}
else
{
OLED_ShowNum(35,3,Humidity,3,16);
}
}
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL4;
RCC_OscInitStruct.PLL.PREDIV = RCC_PREDIV_DIV1;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(char *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
- 程式碼燒錄
通過STM32CubeProgrammer燒錄程式碼，上電前，設定Boot0=1,Boot1=0，下載完上電後按一下復位鍵。
