#第九届立创电赛#温湿度检测仪 - 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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#第九届立创电赛#温湿度检测仪

创建时间：4个月前

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描述

<h2>视频链接：</h2> <a href="https://www.bilibili.com/video/BV17uYTedETb/?pop_share=1&vd_source=4948554f342901cce6a4269d440c97d3" target="_blank">B站视频--功能演示及介绍</a> <h2>项目简介</h2> 该项目使用“盛思锐传感器”，高精度、小体积，非常适用于温湿度项目制作。 <h2>项目功能</h2> 温湿度检测 桌面温湿度检测仪通过SHT40检测室内温湿度，通过两个3位共阴极数码管显示数据，整体使用两节5号电池进行供电，非触发时处于休眠状态，预计使用时长6个月。 温湿度检测仪项目使用STM32G030K6T6芯片作为主控芯片，该芯片使用ARM-Cortex-M0+内核；最大主频64Mhz；具有32KB的FLash和8K的SRAM，供电电压在2.0V~3.6V之间。 <h2>软件代码</h2> 使用STM32CubeMx软件生成代码为共阳极，并把显示效果改成温湿度同显示。 电池进行供电，考虑到功耗问题，默认不开机，进入睡眠模式。当有按键按下时，触发中断，此时结束睡眠模式，执行按键判断，获取温湿度并启动数码管进行显示；同时启动定时器中断，循环显示两次数据后再次进入睡眠，等待下次唤醒。 重点是中断，STM32G0系列使用Arm Cortex M0+内核，是两级流水线的冯诺依曼结构，具有4位中断优先级。这些与STM32F103是不一致的。 重点介绍一下如何进入休眠模式以及定时器中断。 STM32G0系列有四种休眠模式； 低功耗运行模式（降低CPU频率，系统仍在运行）睡眠模式（系统进入睡眠，任意中断/事件唤醒）停止模式（系统进入停止，支持任意外部中断和RTC闹钟唤醒）待机模式（系统进入待机，支持RTC闹钟唤醒，WKUP、NRST引脚唤醒以及IWDG复位唤醒，打开了LSI和LSE） 注意以上模式均不可进行Debuge调试，系统时钟已经关闭；且设置为低功耗模式后，无法下载代码，需要唤醒后才能进行下载；详细说明可以查看具体数据手册。 大家根据实际情况进行设置，综合代码设置为睡眠模式。 睡眠模式代码 <pre><code>//进入睡眠模式 HAL_SuspendTick(); //暂停滴答定时器，防止通过滴答定时器中断唤醒 HAL_PWR_EnterSLEEPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI); /* 执行WFI指令, 进入睡眠模式 */ //退出睡眠模式，任意中断/事件退出 HAL_ResumeTick(); //恢复滴答定时器</code></pre> 在Cubemx中设置了定时器14中断，代码中默认是不开启的，启动后自动开始计时。计时时间到来后进入溢出中断。定时器溢出中断回调函数，由于计时时间较短，在回调函数中加入累加变量，表示数据显示时间，假设一1s为周期，前半秒显示温度数据，后半s显示湿度数据，显示完两次后进入休眠。 定时器相关代码 <pre><code>HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim14); //开始定时器 HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim14); //停止定时器 /* 函数内容：定时器溢出中断回调函数函数参数：TIM_HandleTypeDef *htim--定时器句柄返回值：无 */ void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim->Instance == TIM14) { HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim14); updata_flag++; if(updata_flag <= 5000) { ShowNum(1,1,(device_paramter.Temp/100)); ShowNum(1,2,(device_paramter.Temp / 10 % 10)); ShowNum(1,3,device_paramter.Temp%10); } else if(updata_flag <= 10000) { ShowNum(2,1,(device_paramter.Humi/100)); ShowNum(2,2,(device_paramter.Humi / 10 % 10)); ShowNum(2,3,device_paramter.Humi%10); } else { updata_flag = 0; sleep_flag++; } __HAL_TIM_SetCounter(&htim14,0); if(sleep_flag >= 2) { sleep_flag = 0; device_paramter.sleepStatus = 1; SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFF); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,0x00); } else{ HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim14); } } }</code></pre> 数码管优化，在前面的案例中，会看到数码管亮度不尽人意，这是因为此时主频太快导致显示过短；在原来的代码中，显示数据后立刻进行消影操作。此时CPU主频为64Mhz，执行速度较快，导致数据显示过暗。在原有的基础上，加入一个us延时，数据显示出来后，延时一点点时间再消影，这样显示效果就好很多了。 优化数码管显示 <pre><code>/* 64Mhz时钟时，当ulCount为1，函数耗时3个时钟，延时=3*1/64us */ __asm void SysCtlDelay(unsigned long ulCount) { SUBS r0,#1; BNE SysCtlDelay; BX lr; } /* 函数内容：数码管显示数据函数函数参数：uint8_t row----行号 uint8_t column-列号 uint8_t value--显示数据返回值：无 */ void ShowNum(uint8_t row, uint8_t column, uint8_t value) { if(row == 1) { switch(column) { case 1: //如果是第一排第一个 SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFE); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[value]);//显示值对应16进制数 break; case 2: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFD); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,(sgh_value[value]|0x80)); break; case 3: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFB); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[value]); break; default: break; } SysCtlDelay(1000); //大致延时50us SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00); //消影，防止错位 } else { switch(column) { case 1: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xF7); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,sgh_value[value]); break; case 2: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xEF); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,(sgh_value[value]|0x80)); break; case 3: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xDF); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,sgh_value[value]); break; default: break; } SysCtlDelay(1000); //大致延时50us SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,0x00); } }</code></pre> <h3>ADC电压采集</h3> 桌面温湿度仪使用两节5号电池用于整个系统供电，这里加入一个分压电阻用于检测电池电压 <img src="//image.lceda.cn/oshwhub/1c8a8eca248d4835b6fe7de3d6ed62f9.png" alt="image.png"> 使用两个10K对电压值进行分压，然后通过单片机ADC进行电压读取，对于3V电池，其实可以直接输入到单片机的IO口进行读取，但是大多数情况都是使用分压电阻来进行，这里我也不做改动。 在工程中，会增加一个adc文件，存放ADC相关初始化代码，重要的是ADC句柄，后续启动读取操作通过句柄来进行指定。注意在gpio.c文件中添加数码管相关驱动代码，这些在之前的课程中都有介绍，我就不重复讲解了。直接在main.c中添加ADC转换代码，这里配置的是软件触发，若像获得更高的精度，可以在初始化后进行ADC校准； 注意此处我们使用DAPLink进行测试，DAPLink是3.3V，所以转换的AD值是✖3.3V，后续使用电池供电是3V，需要进行修改。且随着电池电压的降低，此处的测量精度也会逐渐下降，准确的测量应该是使用内部基准源做参考。 <pre><code> /** * @brief The application entry point. * @retval int */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ uint32_t ADC_Value = 0; float Data = 0; uint16_t Vol_Value = 0; /* USER CODE END 1 */</code></pre> / MCU Configuration--------------------------------------------------------/ / Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. / HAL_Init(); / USER CODE BEGIN Init / / USER CODE END Init / / Configure the system clock / SystemClock_Config(); / USER CODE BEGIN SysInit / / USER CODE END SysInit / / Initialize all configured peripherals / MX_GPIO_Init(); MX_ADC1_Init(); / USER CODE BEGIN 2 / HAL_Delay(100); SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0x00); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,0x00); <pre><code>HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); //ADC校准 HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC转换 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); //等待转换完成，50为最大等待时间，单位为ms if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC)) { ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //获取AD值 Data = (ADC_Value*3.3f)/4095.0f; }</code></pre> / USER CODE END 2 / Vol_Value = (uint16_t)(Data 100)2; / Infinite loop / / USER CODE BEGIN WHILE / while (1) { / USER CODE END WHILE / ShowNum(1,1,Vol_Value / 100); ShowNum(1,2,Vol_Value /10 %10); ShowNum(1,3,Vol_Value % 10); / USER CODE BEGIN 3 / } / USER CODE END 3 / } <pre><code> ## 注意事项注意不要用洗板水刷到数码管以及电池盒这类橡胶材料的我干脆直接刷白了，刷不干净也不要再刷了。不然整个腐蚀了。焊接完贴片的就可以洗下板子 ## 实物图 ![image.png](//image.lceda.cn/oshwhub/6ae2484a15014ab6b102f2be19c704d3.png)</code></pre>