基于stm32低功耗桌面温湿度检测及阈值报警装置 - 立创电子设计大赛

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第九届立创电子设计开源大赛

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基于stm32低功耗桌面温湿度检测及阈值报警装置

创建时间：4个月前

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描述

<div class="document">   <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2" />   <h2>设计背景及实用场景</h2> <h2>设计背景</h2> 室内的温度和湿度是影响人体舒适度和健康的重要因素。因此，设计一个桌面温湿度检测仪可以帮助用户实时监测和控制室内环境的舒适度。人们对室内空气质量越来越重视，特别是在办公室、家庭等密闭空间中，通过检测仪器获取精确的温湿度数据，有助于优化室内空气质量。在学术研究中，桌面温湿度检测仪可以作为一个实验工具，用于收集和分析室内环境数据，研究温湿度变化对人体健康和生产效率的影响。在工程应用中，这种设备可以用于产品研发、质量控制等领域，确保产品在各种环境条件下的稳定性和可靠性。 <h2>实用场景</h2> 基于STM32G030K6T6芯片的低功耗桌面温湿度检测仪在生活中可以有多种实用场景，并且能够解决一些常见的问题。 1、进行室内环境监测：实时监测室内温度变化，帮助用户调节空调、加热器等设备，提高室内舒适度。监测室内湿度水平，避免潮湿或者过干燥对家具、木制品或电子设备的影响。 2、可以进行健康和舒适度优化：温湿度检测仪可以帮助用户监测空气质量，确保室内环境符合健康标准，有助于减少过敏反应或呼吸道问题的发生。睡眠质量保持适宜的温湿度有助于提高睡眠质量，特别是对于婴儿房或需要特殊条件的人群来说更为重要。 3、进行物品保护：通过监测室内湿度，可以避免木制品因湿度过高而发霉或膨胀，也可以避免湿度过低导致电子设备损坏。而且对于珍贵的艺术品、书籍或档案，稳定的温湿度环境可以延长其寿命并保持其良好状态。 4、节能和成本节约：空调和加热控制，基于温湿度数据调整室内空调和加热器的运行时间和设置，可以节省能源成本。 5、进行一些预警功能：可以设置警报，当温度或湿度超出预设范围时提醒用户，防止不良环境影响健康或物品。     <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">2、项目属性</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2" />   该项目是首次公开，且该项目没有参加过比赛，没有获得过奖项，也没有在学校参加过答辩     <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2" /> GPL3.0开源协议 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> 电源电路设计 电源供电电路的思维导图如下所示： <img src="//image.lceda.cn/oshwhub/1fdcd9a960204701939a969620bea296.png" /> 我设计的思路是通过一款IP5306芯片给锂电池进行充电，该款芯片充电效率很高，充电时能输出高达2A的电流，不仅能提高充电效率还能减少充电时间，而且当用锂电池供电时IP5306芯片能自居升压到5v，而且输出5V电压的纹波还比较小。相比于两节1.5V干电池，由于需要经常更换电池，废弃电池也会造成污染，该方案不经效率高还环保节能。 IP5306电源管理电路 IP5306 是一款集成升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理 SOC， IP5306 的同步升压系统提供最大 2.4A 输出电流，转换效率高至 92%。空载时，自动进入休眠状态，静态电流降至 100uA。 IP5306 采用开关充电技术，提供最大 2.1A 电流，充电效率高至 91%。内置 IC 温度和输入电压智能调节充电电流。同步开关充放电 2.4A 同步升压转换,2.1A 同步开关充电，升压效率高达 92% ，充电效率高达 91% ，内置电源路径管理，支持边充边放充电，自适应充电电流调节，自适应适配器支持 4.20/4.30/4.35/4.40V 电池。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/5a1c36eaf4fa40ecb9fae12b474cd4bb.png" /> 以下是IP5306的芯片手册： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/832faa5523e4491bad49fb2c663b0ea5.png" />   芯片手册上说该芯片内置照明灯驱动，自动检测手机插入和拔出；低功耗，智能识别负载，自动进待机待机功耗小于 100 µA，功率 MOS 内置，单电感实现充放电 ，多重保护、高可靠性输出过流、过压、短路保护输入过压、过充、过放、过流放电保护整机过温保护 ESD 4KV，瞬间耐压 12V。IP5306作为一款集成了电池管理和功率管理功能的芯片，具备高效率的DC-DC转换和灵活可控的充电电流特性，适合用于各种便携设备和嵌入式系统中，能够有效优化电源管理和电池使用体验。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/9e8a8eb70cb34787815dfd4d6804fb4f.png" /> Layout注意事项：电源管理芯片的外围电路要就近摆放，最好是用填充的方式，让过载电流大一点，避免过细的走线使得电路发烫，电感要选用一体成型的功率电感，导通电阻越小越好，饱和电流要尽可能的大一点。 <img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/f82bf2d8f51d4ca2b89e12ea3fb7c420.jpg" /> <img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/692da68d49fe4229ae6d51e7ed6571ec.png" /> 实际电路板上电池供电图如上图所示，采用的是4.7V，2000mAH的锂电池。 LDO降压电路 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/f6dd8e82d58f40ed843dcaa4f6be8ab3.png" /> AMS117是一种低压差线性稳压器（LDO），用于提供稳定的电压输出。它的工作原理图如下： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/930aa01668a2475c98f6525bca924414.png" /> AMS117的输入端连接到电源输入端，它能够接受来自电源的较高电压，通常在3V到12V之间。这个输入电压可以有一定的波动和噪声。AMS117内部有一个参考电压源（通常为1.2V），这是它用来比较和稳定输出电压的基准。这个参考电压源对于保证输出电压的稳定性至关重要。 电压调节器：在输入电压稳定的情况下，AMS117通过内部的电压调节器电路（通常是基于电流源和电流镜的设计）控制输出电压。输出电压的大小由AMS117的型号决定，例如AMS117-3.3表示输出电压为3.3V。 反馈回路：在输出端设置一个电压分压器或者一个电阻网络，将一部分输出电压反馈到AMS117的反馈引脚。AMS117通过比较反馈电压（通过参考电压源提供的1.2V进行比较）和内部参考电压来调节其输出。 稳定输出：AMS117根据反馈电压调整其内部的电流源，以保持输出电压恒定。它能够处理输入电压的变化，并在输出电流变化时尽可能地保持稳定。保护功能：AMS117通常具有热关断保护和短路保护功能，以防止因过载或者过热而损坏。这些保护功能增加了其在实际应用中的可靠性和安全性。总体来说，AMS117通过内部反馈机制和稳压电路，从较高的输入电压产生一个稳定的、较低的输出电压，以供电子设备稳定运行。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/795e332c42304acf8dfa9f72c12338bf.png" /> Layout注意事项：一般来说，滤波电容在PCB上面要就近摆放，AMS117稳压器的输入和输出端都需要添加适当的滤波电容来减小电源线上的噪声和波动，确保稳定的工作。 具体来说，滤波电容的选择主要依赖于以下几个因素 输入端滤波电容（C_IN）：输入端滤波电容通常用来滤除输入电源线上的高频噪声，防止这些噪声传播到稳压器的输入端。一般推荐使用电容容值在10μF到100μF之间的陶瓷电容或铝电解电容，并且需要确保其电压等级能够覆盖输入电压的范围。 输出端滤波电容（C_OUT）：输出端滤波电容主要用来减小输出端的纹波和提供稳定的输出电压。推荐使用较小容值的陶瓷电容（如1μF到10μF）作为输出电容，再加上一个较大容值的电解电容（如10μF到100μF），以满足不同频率下的滤波需求。 选择电容类型：在选择滤波电容时，陶瓷电容具有快速响应和较低的ESR（等效串联电阻），适合用于高频噪声的滤除；而电解电容则容量大，适合用于低频噪声的滤除。通常在实际设计中会结合使用这两种类型的电容来达到更好的滤波效果。 单片机主控电路 主控单片机在电路中起到了核心控制和处理功能，主控单片机能够处理输入信号、执行特定的算法或逻辑，然后生成相应的输出。这些输入信号可以来自传感器、其他电子设备或用户接口，输出可以控制执行器、显示信息等，在复杂的电子系统中，主控单片机通常起到协调不同部件之间通信和协作的作用。它可以通过总线协议（如I2C、SPI等）与其他外围设备（如存储器、传感器、执行器等）进行通信。主控单片机能够根据编程逻辑执行特定的操作。这些操作可以是基于预先设定的算法、条件判断、时序控制等，从而实现复杂的系统功能，主控单片机通常负责与用户界面进行交互，例如通过按钮、显示屏、LED指示灯等进行信息输入和输出，从而提供更好的用户体验。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6f09660f2b8140968e37886f12a82efa.png" /> 需要特别注意，3V3电压最好通过一个磁珠滤波再到单片机，磁珠可以用作电路中的电磁干扰（EMI）滤波器，它们通常被放置在信号线或电源线上，用于抑制高频噪声和干扰信号的传播，从而保证信号的质量和稳定性。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/92ae1fd51192483eb0f84a4b85bd57d4.png" /> 在通信线路中，特别是在以太网和电信领域，磁珠常用于数据线的隔离。它们帮助阻断潜在的地线环路或共模噪声，提高数据传输的可靠性和抗干扰能力。磁珠在一些情况下也可以用于调节信号线的阻抗，以确保信号传输的匹配和最佳性能。对于某些应用，磁珠还可以提供过电流保护和过电压保护，通过其自身的电感特性来限制电流并防止设备损坏。总之，磁珠通过其电感和吸收特性，可以在电路中起到抑制干扰、提高信号质量和保护设备的作用，特别在高频和通信领域中应用广泛。 Layout注意事项: <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/e1d33115fafa453fb14d38e0994039d8.png" /> 晶振电路布线要走差分等长走线，晶振的两个匹配电容尽量靠近晶振摆放，晶振由石英晶体构成，容易受外力撞击或跌落的影响，所以在布局时，最好不要放在PCB边缘，尽量靠近芯片摆放。晶振的走线需要用GND保护好，并且远离敏感信号如RF、CLK信号以及高速信号。在一些晶振的PCB设计中，相邻层挖空（净空）或者同一层和相邻层均净空处理，第三层需要有完整的地平面，这么做的原因是维持负载电容的恒定。晶振负载电容的计算公式是： CL=C1*C2/(C1+C2)+Cic+Cp Cic为集成电路内部电容，Cp为PCB板的寄生电容，寄生电容过大，将会导致负载电容偏大，从而引起晶振频偏，这个时候减小匹配电容C1和C2可能会有所改善。 SHT40盛思锐温湿度传感器电路 桌面温湿度仪上使用一个SHT40温湿度传感器模块用于检测温湿度，SHT40采用IIC进行通信，模块上R8、R9是IIC通信的上拉电阻，起到“线与”的作用，支持挂载多个设备。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/377d1a9f8cc54e7aa213390d41f8e5c7.png" /> <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/c10f8380f6e940b7917162b681fbcc67.png" /> <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/a48bd551e9834ad289730d6fc3be4fc3.png" /> 两个10k的电阻用做上拉，便于I2C通信时，从机设备没有应答时，释放总线，将控制权交给主机。 移位寄存器电路 74HC595是一种常用的移位寄存器，通常用于扩展微控制器的输出端口。74HC595有三个主要的输入端口： SER (Serial Input)：串行输入，用来接收数据输入。 SRCLK (Shift Register Clock)：移位寄存器时钟，用来控制数据位的移位。 RCLK (Register Clock)：寄存器时钟，用来控制将移位寄存器中的数据并行输出到输出端口的时机。 还有一个 OE (Output Enable) 用来控制输出使能。 74HC595有8个并行输出端口 (Q0-Q7)，通过这些端口可以控制外部设备或灯光等。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/65a00f545fae49fd8bc47ba2d257f3c5.png" /> 74HC595的工作流程是： 串行数据输入：首先，将要输出的数据按照顺序输入到74HC595的串行输入端 (SER)。数据可以是单个比特或者多个比特的序列。数据移位：通过控制移位寄存器时钟 (SRCLK)，将串行输入的数据逐位移入移位寄存器中。每当 SRCLK 信号上升沿到来时，寄存器中的数据向左移动一位，新的数据位从串行输入进入寄存器的最低位 (Q0)。并行数据输出：当所有数据位都移入寄存器后，通过控制寄存器时钟 (RCLK)，将寄存器中的数据并行输出到8个输出端口 (Q0-Q7)。这时，Q0 中的数据位输出到第一个输出端口，Q1 中的数据位输出到第二个输出端口，以此类推。输出控制：通过 OE 控制输出使能，决定是否允许输出端口上的输出。 74HC595内部功能方框图： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/651eb4c943b74cd7be1cf09a1eceae4e.png" /> 74HC595时序图： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/f759c66a470c4338b5ed1ff3dedcbb2e.png" /> 画PCB的Layout注意事项： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/1f43360267b146839a5ad718ec6c6ec3.png" /> 每个 VCC 引脚应具有一个良好的旁路电容器，以防止功率干扰。对于单电源器件，建议使用 0.1μf；如果有多个 VCC 引脚，则建议每个电源引脚使用 0.01μf 或 0.022μf。可以并联多个旁路电容器以抑制不同的噪声频率。0.1μf 和 1μf 通常并联使用。为了获得更佳效果，旁路电容器应尽可能靠近电源引脚安装。 8段数码管电路 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6b28f87a957c49a298f2afd08a53faf4.png" /> 8段数码管（也称为7段数码管）是一种常见的数字显示设备，它由7个LED条（或段）和一个小数点组成，可以显示0到9这十个数字以及一些字母。LED段的排列：每个数码管有7个LED段，分别是a、b、c、d、e、f、g，还有一个小数点dp。这些段排列成一个数字“8”的形状，每个段可以独立点亮。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/51148f9dada3446ca0ae87baf807bc3b.png" /> 共阳（共阳极）和共阴（共阴极）设计：共阳极数码管：在共阳极数码管中，所有的阳极（Anode）都连接在一起，而每个LED段的阴极（Cathode）单独控制。通过给特定的阴极加电，可以点亮相应的LED段。 共阴极数码管：在共阴极数码管中，所有的阴极连接在一起，每个LED段的阳极单独控制。通过给特定的阳极加电，可以点亮相应的LED段。 数字和字母的显示：通过合适地控制每个LED段的电流，可以显示从0到9的数字以及一些字母。例如，显示数字“0”需要点亮所有的段，而显示数字“1”只需点亮b和c段，依此类推。电路驱动：数字显示的电路通常包含了控制逻辑和驱动器。对于每个数码管，需要适当的控制信号来选择要显示的数字或字母，并将适当的电流传输到对应的LED段，以确保其亮度和显示效果。 多位数码管显示：在数字显示较复杂的情况下，通常使用多个数码管组合成多位数码管显示器。每个数码管都可以独立控制，通过快速切换显示不同的数字或字符来实现复杂的显示任务。 亮度控制：有些数码管还具备亮度调节功能，可以通过控制电流或使用PWM（脉冲宽度调制）技术来调整LED的亮度，以适应不同的环境光线和显示需求。 应用：数码管广泛应用于计算器、电子钟、计数器、仪表盘等需要数字显示的设备中，它们简单而有效地传达数字信息，被广泛接受和应用。 蜂鸣器驱动电路 蜂鸣器驱动电路通常是用来控制蜂鸣器（或称为压电蜂鸣器）工作的电路。蜂鸣器本质上是一种能够产生声音的压电器件，其工作原理基于压电效应。自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/db0a654ed7a04c61a85a1e80d45612d5.png" /> 由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以致于单片机的I/O 口是无法直接驱动的所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了，图中的使用NPN三极管来驱动，R6做下拉使用，在单片机的GPIO口没有输出的状态下，使得三极管的基极为低电平，让三极管不导通，当三极管导通时，电流通过放大，流经蜂鸣器，使得蜂鸣器发声。 上图是NPN三极管驱动的蜂鸣器电路，只需三极管工作在开关状态即可，其中，R6是下拉电阻，如果R4输入端悬空，R6的存在能够使三极管可保持可靠的关断状态，如果没有R6，当BUZZER输入端悬空时，则易收到干扰而可能导致三极管状态发生意外翻转或进入不期望的放大状态，造成蜂鸣器意外发声。 而且R6可提升高电平的门槛电压。如果删除R6，则三极管的高电平门槛电压就只有0.7V，即R4输入端只要超过0.7V就有可能导通，添加R6情况就不同了，对应上图，当输入电压达到约2.2V时，三极管才会饱和导通。蜂鸣器工作只需要保证三极管工作在开关状态，同理还有P型三极管的蜂鸣器电路，原理一致，三极管工作在开关状态。 PCB图片展示 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/cbf2ea961e244394a95660931d952c29.png" /> 3D图片展示 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/4ff7e065cce94317aac71764212f9730.png" /> 实物展示 <img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6f992cf4f8a24db5915d1fbe6dc9e824.jpg" /> <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/71934a3356aa475d99612cafb5f39d3c.jpg" width="1230" height="923" />       <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2" /> <h1> </h1> 软件程序框图如下所示 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/5964a2b118b542d9b28a746979e94ed9.png" /> <h2>点亮数码管实验</h2> SN74HC595驱动时序是首先输入高电平或低电平到SER引脚中，随后产生一个SCLK的上升沿，将数据发送出去，这里是8位数据移位寄存器，所以循环8次，最后一个RCLK的上升沿将数据锁存住，保持不变，直到下一次发送。 首先定义函数SN74HC595_Send_Data，它有两个参数：sn_num: 表示选择哪个数码管或设备，值有SN_LED1、SN_LED2和SN_DIG；sendValue: 需要发送的数据。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/99883420734e43c09aa8aa84aeb9a417.png" /> <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/806dc6d94b7d42d8aa4b4b1ca21a451f.png" /> 如果SN_SUM=SN_LED1则先控制单片机第一个74HC595有关的引脚，发送要点亮的数据给第一个74HC595，通过74HC595把数据传给第一个数码管，如果数据是第一个段码则发送第一个段码的显示代码。依次类推，逐次点亮数码管。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/fd3d8317bfe14d759674617589e2d350.png" /> 如果SN_SUM=SN_LED2则先控制单片机第二个74HC595有关的引脚，发送要点亮的数据给第二个74HC595，通过74HC595把数据传给第一个数码管，如果数据是第一个段码则发送第二个段码的显示代码。依次类推，逐次点亮数码管。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/547ff6ca03fd46768d9b34c693952660.png" /> 如果SN_SUM=SN_DIG则先控制单片机第三个74HC595有关的引脚，第三个数码管主要起点亮段码的作用，如果数据是第一个段码则发送第一个段码的显示代码。依次类推，逐次点亮数码管。 <h2>传感器数值通信I2C代码</h2> <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/d524cf730af14926821c3ecdb9d431be.png" /> 主机发送函数调用参数说明（接收函数基本一致）； hi2c表示的是IIC句柄；DevAddress表示的是设备地址，8位数据，在发送内会自动在末尾进行填充；pData表示的是待发送的数据；Size是要发送的数据长度；Timeout是响应超时时间； <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/e05e3a991d724dd6abbf1581067c363c.png" /> 下面这段代码表示发送测量指令，并读取相关的数据进行计算得到温湿度值；由芯片手册可以看到盛思锐对温湿度传感器测量值的计算公式： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/3db7889faa554ea7a202d6580a39cb04.png" /> 所以温度值=（传感器发送过来的温度数据175）/65535-45； 湿度值 = （传感器发送过来的湿度数据125）/65535-6； <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/c9854d93076a423ebfc29b3744bb7795.png" /> 下面这段代码的意思是由于单片机不太好将小数的温湿度值通过数码管显示出来，所以这里采用将温湿度值乘以10，变成一个3位的整数，通过分别取百万、十位、个位，将温湿度的值取出来，在数码管上显示。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6ecdaba004b4498abd71506b23dd5029.png" /> 这段表示将读取到的数值，通过数码管进行显示，由于做了低功耗设置所以不能一直在while循坏里面一直常亮，这边采用的是在中断里面显示，定时半分钟进行数码管显示温湿度的值。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/628d5bdbe2b741d683001b276447c310.png" /><img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/4445e9f4e6e34521a8714608b88b4533.png" /> <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/8f36934f4d244672973dbb0bd25f5e2d.png" /> <h2>阈值判断及蜂鸣器报警代码</h2> 在一些特定场合，比如文物古玩和艺术品收藏的一些场馆，这些场所对温湿度比较敏感，温度过高或过低和湿度过高或过低都可能导致艺术品或者收藏古玩造成不可低估的影响，比如温度过高可能会对一些金丝楠木造成一定的开裂，湿度过高又可能会让一些名贵的木制家具或者名画发潮发霉，造成不可低估的影响，鉴于此，我又在原来低功耗温湿度显示的基础上加入了温湿度阈值判断并进行报警功能，来及时响应温湿度信息并进行及时的调整和应对，减少对艺术品和藏品的损害和影响。 所以我这边又加入了蜂鸣器响应电路，查阅有关文献所述，艺术品和藏品在25-32摄氏度是最佳温度，最高温度不能高于32摄氏度，湿度必须低于80%；超过80%可能会使艺术品和藏品发潮发霉。所以我在代码里面加入了阈值判断的代码；当温度超过32摄氏度或者湿度超过80%触发温湿度报警功能。首先先在CubeMX上配置好GPIO口，并进行初始化： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/626596a4cbe947f49452acbdae9c5294.png" /> 以下是阈值判断的代码： <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/ccb6d351bde94418be754f55e37663a1.png" />值得一提的是由于我前面代码对温湿度放大了10倍，所以我这边阈值设定的是320和800。 下图是我在按下Convert按键时，显示的阈值图片 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/edb84d1df1764488a5084fad26d9b6e1.png" /> 软件低功耗设计 查阅芯片手册可以发现选用的这款STM32G030K6T6这款芯片，STM32G030K6T6芯片的休眠模式指的是它进入一种低功耗状态，以最小化能耗而不影响处理器的基本功能。在STM32G030K6T6中，常见的休眠模式包括以下几种： Sleep模式：也称为睡眠模式，是一种低功耗模式，可以通过软件触发。在这种模式下，CPU和存储器都停止运行，但时钟和外设继续工作。处理器进入低功耗状态，以便尽可能减少功耗，但可以快速唤醒以响应外部中断或事件。 Stop模式：Stop模式是一种更深的低功耗模式，它可以进一步降低系统的功耗。在Stop模式下，CPU、存储器、外设时钟和主时钟都可以被停止或减速。唤醒系统需要一个唤醒源，如外部中断、RTC闹钟或定时器中断等。 Standby模式：Standby模式是最低功耗模式之一，它进一步关闭了主时钟。在这种模式下，仅保留RTC和一些关键外设的低功耗运行。唤醒系统通常需要更长的启动时间。 要设置STM32G030K6T6进入低功耗模式，通常需要执行以下步骤：首先初始化和配置，确保所有不必要的外设和时钟已经关闭或调整到最低功耗状态。例如，关闭未使用的外设时钟和停止它们的工作。其次选择适当的低功耗模式，根据应用的要求选择适当的休眠模式（Sleep、Stop或Standby）。再配置唤醒源，根据唤醒的条件，配置相应的唤醒源。这可以通过配置相关的寄存器来实现，如外部中断线、RTC闹钟、定时器等。进入低功耗模式，执行相应的指令或函数来使处理器进入选定的低功耗模式。例如，使用HAL库时，可以调用HAL_PWR_EnterSleepMode()或类似的函数。退出低功耗模式，当唤醒条件满足时，处理器将自动从低功耗模式中恢复，并在中断服务程序或主程序中继续执行。 <img style="max-width: 100%; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/bc35daff67824247a3228c9afd710aeb.png" /> 遇到的问题及解决方法 1、数码管死活点不亮 经过一步步排查，发现由于我选用的是共阳极数码管，而官方选用的是共阴型的数码管，所以我就据此学习共阳极共阴极数码管的工作原理，并对代码进行修改；首先共阳极数码管点亮的代码数组应该是： 首先共阳极数码管点亮的代码数组应该是：static uint16_t sgh_value[11]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x7F}; 首先共阴极数码管点亮的代码数组应该是：static uint16_t sgh_value[11]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0xf7,0xfc}; 所以工程中的数码管点亮数组：修改为以下所示： <img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/a2673e651b514e9ba94f25ad4dd6bedb.png" /> 点亮段码的方式采用高电平点亮，所以代码要修改成以下方式；小数点码数是0X70,则sgh_value[value]&0x7F表示显示的值并同时显示小数点 <img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/a5bb10e707e94a7fb91ac4ba3ed6032e.png" />   消隐应该修改为以下所示：   <img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/f4aa818b693141519abf19c83679ab01.png" /> 感悟和想法 这是我第二次参加训练营了，虽然之前的训练营也没有获得到奖品，但是真的每参加一次训练营都能从中学到了很多东西，从一个小白之前很讨厌模电数电课本上的知识，到现在亲手能设计电路并且运行起来，一步步走来真的受益良多，让我能从学中玩，玩中学，并逐步加深自己对硬件的学习乐趣，这真的要非常感谢嘉立创能给到这么好的一个平台，让我们能够玩硬件学知识。再次衷心的祝愿嘉立创能够越来越好，不断创新，取得新的突破。               <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2" /> <img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/0ed3c81ed8a24e4ba699b08bd1c32722.png" />   <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2" />   <img style="color: #95a5a6; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//image.lceda.cn/oshwhub/faab82d67f594c6f99defeb22e59b3b4.jpg" alt="桌面温湿度检测仪" width="1706" height="1280" /> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2" />   B站演示链接（Ctrl+轻触蓝色字体可跳转）:  <a title="B站演示视频（按下链接可跳转）" href="<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1DEiceTEVB/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&amp;vd_source=1a0773535eda8ace0b6069f8be099662%22>%E5%98%89%E7%AB%8B%E5%88%9B&amp;%E5%9F%BA%E4%BA%8Estm32%E4%BD%8E%E5%8A%9F%E8%80%97%E6%A1%8C%E9%9D%A2%E6%B8%A9%E6%B9%BF%E5%BA%A6%E6%A3%80%E6%B5%8B%E5%8F%8A%E9%98%88%E5%80%BC%E6%8A%A5%E8%AD%A6%E8%A3%85%E7%BD%AE</a></p" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1DEiceTEVB/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&amp;vd_source=1a0773535eda8ace0b6069f8be099662">嘉立创&amp;基于stm32低功耗桌面温湿度检测及阈值报警装置</a></p</a>> B站演示链接：<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1DEiceTEVB/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&amp;vd_source=1a0773535eda8ace0b6069f8be099662</p" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1DEiceTEVB/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&amp;vd_source=1a0773535eda8ace0b6069f8be099662</p</a>> <a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank" rel="noreferrer noopener">前往查看更多详情＞</a>   </div>

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jun_1234 2024-08-06 10:47:41 回复

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mfdfhkjhkh 2024-11-19 22:05:14 回复

这个不错，就是功能太少了，外壳有点大

立创电赛 2024-11-20 14:10:21 回复

恭喜您的作品获得了“盛思锐传感器”第九届立创电子设计开源大赛优胜奖~奖金将在2025年1月31日前联系发放

jun_1234 2024-11-20 19:59:49 回复

哇哇哇，感谢官方，大爱官方[emojis:亲亲]

jun_1234 2024-11-20 20:06:56 回复

谢谢您的建议，后续会考虑做更多功能

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