<h1 style="line-height:2">1、介绍</h1> <p style="line-height:2"><span style="color:#000000">参加第九届立创电赛设计，在官网基础（2*3位数码管显示温湿度）上增加ESP01S联网获取时间，加两个数码管（一共四个）显示时间。<strong>提示：</strong>优于四个数码管+移位芯片引脚数量很大，所以这次使用的STM32芯片的引脚已经全部使用完了，一个空余的引脚都没有了。</span></p> <p style="line-height:2"> </p> <p style="line-height:2"><span style="color:#2dc26b">桌面小摆件<span style="color:#000000">：使用瑞士盛思锐SHT40作为温湿度传感器，</span></span>精准采集室内外<strong>温湿度</strong>，<strong>相对湿度精度：±1.5 %RH，温度精度： ±0.1 °C ，温度测量范围：-40~125℃</strong>；实时显示时间，<strong>一键联网同步北京时间</strong>；两节5号电池（3V左右）供电；</p> <p style="line-height:2"> </p> <p style="line-height:2"><span style="color:#e67e23">小体积<span style="color:#000000">：46mm×52mm，可使用嘉立创<strong>免费</strong>打板。</span></span></p> <p style="line-height:2"> </p> <p style="line-height:2"><span style="color:#2dc26b"><span style="color:#000000"><span style="color:#3598db">学习知识<span style="color:#000000">：  使用<strong> IIC</strong>通信获取传感器数据；一键ESP8266-01S连接<strong>WiFi</strong>获取云数据；<strong>串口</strong>通信数据处理；使用移位芯片控制显示<strong>数码管</strong>；STM32<strong>RTC</strong>时钟；</span></span></span></span></p> <p style="line-height:2"> </p> <p style="line-height:2"><span style="color:#34495e">低成本设计<span style="color:#000000">：免费打板+低成本芯片+数码管显示，成本可控制在30元左右，ESP8266-01S可重复使用。</span></span></p> <p style="line-height:2"> </p> <h1 style="line-height:2">2、硬件</h1> <h2 style="line-height:2">2.1 电源部分</h2> <p style="line-height:2">简单两节5号电池供电+防反接电路，不需要任何电压转换就能工作，</p> <p style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/ba66c490183e431898915164ae5f49a2.png" width="278" height="193"></p> <p style="line-height:2"> </p> <h2 style="line-height:2">2.2 数码管显示</h2> <div style="line-height:2"><strong>共阴极</strong>数码管；移位芯片型号：<strong>74HC595</strong>；</div> <div style="line-height:2"><span style="color:#e67e23">引脚分配</span>：三个移位芯片控制两个三位数码管。</div> <div style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/8e56fe69d79e4db5af416ca800eac3f8.png"></div> <div style="line-height:2"> </div> <h2 style="line-height:2">2.3 STM32电路</h2> <h3 style="line-height:2">2.3.1 晶振电路</h3> <p style="line-height:2">使用32768晶振为RTC提供更精确的时间计算。</p> <p style="line-height:2"><strong>注意：PCB布局时，晶振靠近STM32芯片，晶振电容靠近晶振！！！</strong></p> <p style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/59dc843ab8bd4444b0da3924805686f8.png"></p> <h3 style="line-height:2">2.3.2 唤醒按键</h3> <div style="line-height:2">添加一个按键（没有加硬件防抖，使用的软件消抖），端口为PB5，具体作用如下：</div> <div style="line-height:2"> </div> <div style="line-height:2">短按：更新获取温湿度</div> <div style="line-height:2">双击：改变数码管闪烁样式（默认是横杠闪烁，可切换为8字流动或其他样式，在seg.c文件里的数组sgh_value[]中添加切换，记得要在中断程序中设置shan_i的上限）,如下图所示</div> <div style="line-height:2">长按：启动ESP01S联网获取实时时间，更新RTC</div> <div style="line-height:2"> </div> <div style="line-height:2">数码管闪烁样式数组图：</div> <div style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/3892abf230e24127ab00ea0f8fa0ee5c.png" width="750" height="75"></div> <div style="line-height:2"> </div> <h3 style="line-height:2">2.3.3 LED电路</h3> <div style="line-height:2">简单LED点亮电路，用于指示状态，使用端口为PA0，低电平点亮。作用：ESP01S联网获取时间期间-亮，正常工作下/联网结束后-灭</div> <div style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/69229848b1be43f4ba72408aa8b80512.png" width="237" height="87"></div> <div style="line-height:2"> </div> <h3 style="line-height:2">2.3.4 SWD下载电路</h3> <p style="line-height:2">使用的市面上常见的STLink下载调试</p> <p style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/775b8035dab8437db5ce6910c8bf02b5.png" width="154" height="212"></p> <p style="line-height:2"> </p> <h3 style="line-height:2">2.4 ESP8266-01S</h3> <div style="line-height:2">型号：ESP8266-01S</div> <div style="line-height:2">串口：uart1</div> <div style="line-height:2">波特率：115200</div> <div style="line-height:2">说明：正常情况下不工作，节省功耗。每次启动重新设置参数和联网获取时间。</div> <div style="line-height:2">引脚分配：硬件没啥难度，TXD对RXD，RXD对TXD，再加一个RST重启引脚（上拉）用于软件重启芯片。</div> <div style="line-height:2">注意事项：PCB中，ESP8266下面尽量不要走线，避免影响信号。这个PCB中走了几根电源线，但是实测没有影响运行，一键联网莫得问题。</div> <div style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/1aaa4b1da35b4e72ab0ecacf19fc9ab6.png" width="260" height="179"></div> <div style="line-height:2"> </div> <h2 style="line-height:2">2.5 SHT40温湿度电路</h2> <div style="line-height:2">注意事项：SCL和SDA引脚使用4.7k电阻<strong>上拉</strong>，模块下尽量不要走线。</div> <div style="line-height:2"> </div> <div style="line-height:2"><img src="//"></div> <h1 style="line-height:2">3、软件</h1> <p style="line-height:2">部分软件代码参考<a href="https://www.yuque.com/wldz/jlceda/ycxrhmcyxkvomgm1" target="_blank">官方项目文档</a>，关于原理、CubeMX的配置和软件编写文档写的很详细。关于新添加的功能，CubeMX文件和keil程序开放在附件，可下载查看。</p> <h2 style="line-height:2">3.1 数码管</h2> <p style="line-height:2">把官方的数码管+移位芯片在Copy一遍，就是该设计的数码管显示引脚配置了，CubeMX配置图如下：</p> <p style="line-height:2"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/ee008972258541b3b13ff9aa25657f52.png" width="572" height="444"></p> <h2 style="line-height:2">3.2 ESP8266-01S</h2> <p><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/783bd1fe5dda4cc79c7cecb4b84709d6.png" width="575" height="185"></p> <p>简介：ESP-01S是一款基于ESP8266芯片的WiFi模块，ESP8266-01S，简称ESP-01s，串口通讯。该 WIFI 模块支持 STA/AP/STA+AP 工作模式，该设计使用 station模式，测试时连接手机热点，进而联网获取实时时间。ESP入门教程参考文档： <a href="https://docs.ai-thinker.com/_media/esp8266/docs/esp8266_start_guide_1_.pdf" target="_blank">esp8266_start_guide_1_.pdf (ai-thinker.com)</a></p> <p> </p> <p>第一步：拿到WiFi模块后第一件事就是刷固件（就是把编写好的文件烧录进去，这样esp-01s 就可以以烧录的固件编写的工作方式运行了），固件烧录地址和教程网上有很多案例，不难，此处不再演示。固件参考网站：<a href="https://docs.ai-thinker.com/%E5%9B%BA%E4%BB%B6%E6%B1%87%E6%80%BB" target="_blank">AT固件汇总 | 安信可科技 (ai-thinker.com)</a></p> <p>第二部：使用AT指令（AT指令是一种物联网中常用的工作指令，就像是人类的语言一样，可以让两个设备之间进行一对一的通信）尝试配置工作状态。该设计使用到的主要AT指令如下</p> <p><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/c7a4e92a26b24ef5892c165b0b406626.png" width="483" height="220"></p> <p>第三步：联网成功后，使用“AT+CIPSEND”向网站发送数据包，以获取时间信息。</p> <p style="padding-left:40px">IP地址为：“api.k780.com”</p> <p style="padding-left:40px">端口号为：“80”</p> <p style="padding-left:40px">发送数据包格式为："http://api.k780.com:88/?app=life.time&appkey=10003&sign=b59bc3ef6191eb9f747dd4e83c99f2a4&format=json"</p> <p>第四步：根据测试成功的AT指令尝试编写对应的单片机软件</p> <p> </p> <p style="line-height:2">软件配置：CubeMX配置UART1，波特率115200，数据位7，停止位1。</p> <p style="line-height:2"><strong>程序中已添加注释，可下载代码自行查看。</strong></p> <p style="line-height:2"> </p> <h1 style="line-height:2">4、参考</h1> <ul> <li style="line-height:2">esp01s.c 文件参考网站：https://blog.csdn.net/lwb450921/article/details/128594900    </li> <li style="line-height:2">sscanf函数参考网站：https://www.cnblogs.com/polebug/p/3502565.html</li> <li style="line-height:2">官方文档：<a href="https://www.yuque.com/wldz/jlceda/ul1wcz7n5dgt6s60" target="_blank">8-综合案例 (yuque.com)</a></li> </ul>