初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测

一、项目介绍

本项目采用ARM结构中最为代表的Cortex-M4系列的芯片,选用STM32F407ZGT6开发板进行项目开发,选用的传感器为常见通用的DHT11温湿度传感器。传感器将采集到的数据传输到STM32(MCU)主控进行数据处理,最后通过串口打印出来。

二、前期准备

硬件:
1、STM32F407ZGT6
2、DHT11温湿度传感器

软件:

1 Keil5
官方下载链接如下:http://www.keil.com/demo/eval/arm.htm

2 STM32f407固件库
官方下载链接如下:http://www.keil.com/dd2/pack

3 STM32CudeMx
官方下载链接如下:http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF259242

4 STM32CudeMx的f407软件包
官方下载链接如下:http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF259243

三、硬件平台接线

DHT11-------- STM32
data -------- PG9
vcc---------- 5v
GND --------- GND

四、项目实施

本项目在安装好各大软件后,就可以开始做实验了,完成此实验需要以下几步:BSP工程项目创建、BSP工程项目开发。

4.1 BSP工程项目创建
1、打开STM32CudeMX软件,点击创建工程。
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第1张图片
2、搜索STM32F407ZGT6,双击黄色区域
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第2张图片
3、点击Categories——》System Core ——》GPIO,选择PF9和PF10,各自点击为GPIO_OutPut
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第3张图片
4、对GPIO进行具体配置
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5、配置RCC时钟
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第5张图片
6、配置系统时钟
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第6张图片
7、这里以串口1为例 我们可以选择串口的模式(异步,同步,半双工) 串口接收中断
a)点击USATR1
b)设置MODE为异步通信(Asynchronous)
c)基础参数:波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无,停止位1 接收和发送都使能
d)GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX
e) NVIC Settings 一栏使能接收中断
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第7张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第8张图片
8、配置STM32F407ZGT6的时钟树,由于是外部8M的晶振,所以得出一下的时钟树

a)选择外部时钟HSE 8MHz
b)PLL锁相环倍频168倍
c)系统时钟来源选择为PLL
d)设置APB1分频器为 /4
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第9张图片
9、建立工程
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第10张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第11张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第12张图片
4.2 BSP工程项目开发

1、用keil5打开此工程
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第13张图片
2、点击option(锤子),然后进行主频配置,修改为8.0或者12.0,然后重新打开该工程进行检查,最后进行编译。
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第14张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第15张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第16张图片
3、在keil5上面创建SYSTEM和HARDWAVE两个文件夹
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第17张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第18张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第19张图片
4、回到本人创建的test工程目录,添加这两个文件夹,本人已经整理好了链接(STM32课程资料\库文件),复制库文件里面SYSTEM和HARDWAVE两个文件夹到test工程目录下。
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第20张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第21张图片
5、回到keil5里面,继续点击那个文件管理,然后根据对应的文件夹添加文件,一个都不要漏。

初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第22张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第23张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第24张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第25张图片
注:HARDWAVE也是这样添加工程文件进去。

初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第26张图片
6、配置头文件路径,选择为第4步已经复制的两个文件夹(SYSTEM和HARDWAVE)
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第27张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第28张图片
完成图如下:
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第29张图片
7、编程开发
main.c

#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include "stdio.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "dht11.h"


void SystemClock_Config(void);

int main(void)
{
  u8 t=0;			     
	u8 temperature;  	    
	u8 humidity; 
  int times;
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
	delay_init(168);               	           	
  SystemClock_Config();
	DHT11_Init();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);
  while (1)
  {
			if(t%10==0)//?100ms????
		{          
			DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);		
			printf("2018A14122 WuXiaoXian\r\n");
			printf("Tem:%d\r\n",temperature);
			printf("Hum:%d\r\n",humidity);	
			printf("\r\n\n");	
		}				   
	 	delay_ms(100);
		t++;  
	}
}
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4; 
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}




void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* 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(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: 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****/



uart.c

#include "usart.h"
#include "stdio.h"

/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];
uint16_t USART_RX_STA=0; //??????
uint8_t aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];//HAL??????????


/* USER CODE END 0 */

UART_HandleTypeDef huart1;

/* USART1 init function */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
		HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch, 1, 0XFFFF);
	  return ch;

}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
			if(huart->Instance==USART1)//?????1
			{
				if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//?????
				{
					if(USART_RX_STA&0x4000)   //????0x0d
					{
						if(aRxBuffer[0]!= 0x0a)
						{
						 USART_RX_STA=0;         //????,????
						}			
					  else
					  {
					  	USART_RX_STA|=0x8000;  //?????
				 	  }
				}
				else //????0x0D
				{
					if(aRxBuffer[0] == 0x0d)
					{	
						USART_RX_STA|=0x4000;
					}
					else
					{
						USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0x3FFF]=aRxBuffer[0];
						USART_RX_STA++;
						if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))
						{
							USART_RX_STA=0;    //??????,??????
						}
					}
				}
			}
	   }
   }




void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */

  /* USER CODE END USART1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */

  /* USER CODE END USART1_Init 1 */
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */

  /* USER CODE END USART1_Init 2 */

}

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 0 */
    /* USART1 clock enable */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**USART1 GPIO Configuration
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /* USART1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
  }
}

void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{

  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspDeInit 0 */

  /* USER CODE END USART1_MspDeInit 0 */
    /* Peripheral clock disable */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_DISABLE();

    /**USART1 GPIO Configuration
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX
    */
    HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10);

    /* USART1 interrupt Deinit */
    HAL_NVIC_DisableIRQ(USART1_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspDeInit 1 */

  /* USER CODE END USART1_MspDeInit 1 */
  }
}

/* USER CODE BEGIN 1 */

/* USER CODE END 1 */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/


uart.h

/**
  ******************************************************************************
  * @file    usart.h
  * @brief   This file contains all the function prototypes for
  *          the usart.c file
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * 

© Copyright (c) 2021 STMicroelectronics. * All rights reserved.

* * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license, * the "License"; You may not use this file except in compliance with the * License. You may obtain a copy of the License at: * opensource.org/licenses/BSD-3-Clause * ****************************************************************************** */
/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/ #ifndef __USART_H__ #define __USART_H__ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "main.h" /* USER CODE BEGIN Includes */ #define USART_REC_LEN 500 #define RXBUFFERSIZE 1 extern uint8_t USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; extern uint16_t USART_RX_STA; extern UART_HandleTypeDef UART1_Handler; //UART?? extern uint8_t aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];//HAL?????????? /* USER CODE END Includes */ extern UART_HandleTypeDef huart1; /* USER CODE BEGIN Private defines */ /* USER CODE END Private defines */ void MX_USART1_UART_Init(void); /* USER CODE BEGIN Prototypes */ /* USER CODE END Prototypes */ #ifdef __cplusplus } #endif #endif /* __USART_H__ */ /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

8、检查配置,编译下载
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第30张图片
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第31张图片
10、打开串口助手进行查看
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测_第32张图片

五、项目总结

在此次实验中,按照教程,了解了建立工程的流程;虽然在实现过程中,报了很多环境的错误,对软件的版本、环境都有一定的要求,需要一定又一定的耐心。

参考博客:第一章:STM32+DHT11温湿度传感器

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