STM32项目设计：温湿度空气质量报警器, 分享源码、PCB

2021年10月27-2022年1月1日 可承接单片机设计，有意可添加Q2809786963

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一、课题

1、用 DHT11 温湿度传感器获取温湿度信息，显示到OLED屏上
2、用 MQ-135 空气质量传感器获取空气质量信息，显示到OLED屏上
3、设计一个报警系统，可以设置温湿度与空气质量的上限，超过这个值蜂鸣器发出声响报警

二、准备材料

（一）、主控芯片stm32f103c8t6核心板

（二）DHT11温湿度传感器

（三）mq135空气质量传感器

（四）4针IIC OLED

三、原理图与PCB设计

（一）原理图设计

（二）PCB设计

四、程序设计

（一）DHT11驱动
DHT11.c

#include "DHT11.h"
#include "delay.h"
 
 
 
//???DHT11
//??:??????(????)
u8 DHT11_Init()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruce;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(DHT11_DQ_RCC,ENABLE);		//????PA0
	
	GPIO_InitStruce.GPIO_Pin = DHT11_DQ_PIN;
	GPIO_InitStruce.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStruce.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(DHT11_DQ_PORT,&GPIO_InitStruce);
 
	DHT11_Rst();
	
	return DHT11_Check();
}
 
 
 
 
//??DHT11
void DHT11_Rst(void)	   
{                 
    DHT11_IO_OUT(); 	//SET OUTPUT
    DHT11_DQ_OUT=0; 	//??DQ
    delay_ms(20);    	//????18ms
    DHT11_DQ_OUT=1; 	//DQ=1 
    delay_us(30);     	//????20~40us
}
 
 
 
//??DHT11???
//??1:????DHT11???
//??0:??
u8 DHT11_Check(void) 	   
{   
   u8 retry=0;
   DHT11_IO_IN();//SET INPUT	 
   while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11???40~80us
   {
		retry++;   
		delay_us(1);
   };	 
   if(retry>=100)return 1;
   else retry=0;
   while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11????????40~80us
   {
       retry++;  
	   delay_us(1);
   };
   if(retry>=100)return 1;	    
   return 0;
}
 
 
//?DHT11?????   
//???:1/0
u8 DHT11_Read_Bit(void) 			 
{
      u8 retry=0;
      while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//???????
      {
             retry++;   
             delay_us(1);
       }
      retry=0;
      while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//??????
       {
              retry++;	
              delay_us(1);
         }
      delay_us(40);//??40us
      if(DHT11_DQ_IN)
		  return 1;
      else 
		  return 0;		   
}
 
 
 
//?DHT11??????
//???:?????
u8 DHT11_Read_Byte(void)    
{        
    u8 i,dat;
    dat=0;
   for (i=0;i<8;i++) 
  {
      dat<<=1; 
     dat|=DHT11_Read_Bit();
    }				    
    return dat;
}
 
 
 
//?DHT11??????
//temp:???(??:0~50?     humi:???(??:20%~90%)
//???:0,??;1,????
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)    
{        
    u8 buf[5];
    u8 i;
    DHT11_Rst();
    if(DHT11_Check()==0)
   {
          for(i=0;i<5;i++)//??40???
		{
			buf[i]=DHT11_Read_Byte();
		}
		if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
		{
			*humi=buf[0];
			*temp=buf[2];
		}
	}else return 1;
	return 0;	    
}

DHT11.h

#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H   
#include "sys.h"
 
#define DHT11_IO_IN()  {GPIOA->CRL&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=8<<20;}
#define DHT11_IO_OUT() {GPIOA->CRL&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=3<<20;}
 
 							   
#define	DHT11_DQ_OUT PAout(5) 
#define	DHT11_DQ_IN  PAin(5)  
 
#define DHT11_DQ_RCC   RCC_APB2Periph_GPIOA
#define DHT11_DQ_PIN   GPIO_Pin_5
#define DHT11_DQ_PORT  GPIOA
 
u8 DHT11_Init(void);
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);
u8 DHT11_Read_Byte(void);
u8 DHT11_Read_Bit(void);
void DHT11_Rst(void);
u8 DHT11_Check(void);
 
#endif

（二）MQ-135驱动，由于用的是ADC，直接上ADC代码

#include "adc.h"
 #include "delay.h"
	   
//初始化ADC
//这里我们仅以规则通道为例
//我们默认将开启通道0~3																	   
void  Adc_Init(void)
{ 	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1	, ENABLE );	  //使能ADC1通道时钟
 

	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M

	//PA1 作为模拟通道输入引脚                         
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;		//模拟输入引脚
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);	

	ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1 

	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;	//模数转换工作在单通道模式
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;	//模数转换工作在单次转换模式
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//转换由软件而不是外部触发启动
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//ADC数据右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;	//顺序进行规则转换的ADC通道的数目
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);	//根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   

  
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);	//使能指定的ADC1
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);	//使能复位校准  
	 
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));	//等待复位校准结束
	
	ADC_StartCalibration(ADC1);	 //开启AD校准
 
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));	 //等待校准结束
 
//	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);		//使能指定的ADC1的软件转换启动功能

}				  
//获得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch)   
{
  	//设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );	//ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期	  			    
  
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);		//使能指定的ADC1的软件转换启动功能	
	 
	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

	return ADC_GetConversionValue(ADC1);	//返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}

u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
	u32 temp_val=0;
	u8 t;
	for(t=0;t<times;t++)
	{
		temp_val+=Get_Adc(ch);
		delay_ms(5);
	}
	return temp_val/times;
} 	 

（三）主程序

main.c部分代码

int main(void)
 {	
	  u16 key;
		int adc,cnt=0;
		float volt;
		delay_init();	    	 
		NVIC_Configuration(); 	 
		BEEP_Init();
		OLED_Init();			
		OLED_Clear();
		uart_init(115200);
		printf("欢迎使用化作尘健康小工具\r\n");
		KEY_Init();
		LED_Init();
		TIM3_Int_Init(500-1,720-1);
		
		DEV_Init();
	 
		
		OLED_Clear(); 
		OLED_Dis_Menu();
	while(1)		
	{		
		if(cnt++ ==1000)
		{
			cnt = 0;
			LED0=!LED0;
			adc =	Get_Adc_Average(0,5);
			volt = adc*3.3/4096;
			air = pow((3.4880*10*volt)/(5-volt),(1.0/0.3203));
			printf("air :%d\r\n",air);
			//获取温湿度
			DHT11_Read_Data( &temp, &humi);
			if(last_temp!=temp || last_humi!=humi)
			{
				OLED_Dis_DHT(temp,humi,air);
			}
		}
		key = Key_GetValue();          //按键扫描
		if(key)
		DealKeyVal(key);
		if(!KEY1_IO())
		{
				printf("%d\r\n",GetTime());
		}
		if(temp>Max_temp || humi>Max_humi || air>Max_air)
		{
			if(cnt<500)BEEP=1;
			else if(cnt<1000)BEEP=0;
		}else BEEP=0;
		
		
		delay_ms(1);
	}	  
	
}