<h3 style="line-height:1.8">* 1、项目功能介绍</h3> <h4>1. <strong>低功耗设计</strong></h4> <ul> <li><strong>电源管理</strong>: 利用两节5号干电池供电，系统设计注重能耗优化，确保长时间运行。</li> <li><strong>休眠与唤醒</strong>: 通过按键激活，系统从低功耗休眠状态唤醒至活跃状态进行数据采集和显示。</li> </ul> <h4>2. <strong>数据采集</strong></h4> <ul> <li><strong>SHT40集成</strong>: 连接SHT40温湿度传感器，通过I2C接口读取环境温湿度数据。</li> <li><strong>实时监测</strong>: 唤醒状态下，系统实时采集并处理温湿度信息。</li> </ul> <h4>3. <strong>数据显示</strong></h4> <ul> <li><strong>三位数码管</strong>: 采用三位共阴极数码管显示温湿度数值，直观呈现监测结果。</li> <li><strong>动态刷新</strong>: 每次唤醒显示两组数据，确保信息更新的同时控制功耗。</li> </ul> <h4>4. <strong>用户交互</strong></h4> <ul> <li><strong>按键控制</strong>: 单个按键实现系统唤醒，简化用户操作流程。</li> </ul> <h4>5. <strong>工作流程</strong></h4> <ol> <li><strong>初始休眠</strong>: 系统默认处于低功耗休眠状态，最大限度节省电量。</li> <li><strong>按键唤醒</strong>: 用户按下按键，系统立即从休眠状态唤醒。</li> <li><strong>数据读取与显示</strong>: STM32读取SHT40传感器数据，转换并显示在数码管上。</li> <li><strong>自动休眠</strong>: 显示两组数据后，系统自动返回休眠状态，等待下一次唤醒。</li> </ol> <h4>6. <strong>适用场景</strong></h4> <ul> <li><strong>环境监测</strong>: 适用于需要长期监测温湿度的场合，如农业大棚、仓库、实验室等。</li> <li><strong>便携应用</strong>: 小巧轻便的设计，适合移动或难以接入电网的环境。</li> </ul> <h4>7. <strong>技术亮点</strong></h4> <ul> <li><strong>低功耗STM32</strong>: 利用STM32G030K6T6的低功耗特性，延长电池使用寿命。</li> <li><strong>智能唤醒机制</strong>: 结合按键与休眠模式，实现按需唤醒，有效节约能源。</li> </ul> <p>通过以上功能设计，本项目实现了基于STM32G030K6T6的低功耗、高效率温湿度监测系统，满足了便携式环境监测的需求。</p> <h3 style="line-height:1.8">*2、项目属性</h3> <p>本项目是在遵循嘉立创官方提供的详细原理图和源代码的基础上，精心设计并成功实现的。嘉立创作为知名的PCB制造与电子元器件供应商，其官方资料不仅包含了精确的电路布局和元件选择指南，还提供了经过验证的代码示例，确保了项目的可行性和可靠性。</p> <p>在项目实施过程中，我首先仔细研读了嘉立创提供的原理图，理解每个组件的功能及其在电路中的作用。随后，根据原理图采购了所有必需的电子元器件，包括STM32G030K6T6微控制器、SHT40温湿度传感器、共阴极数码管以及两节5号干电池等。</p> <p>接着，我依据原理图进行了电路板的焊接和组装，确保每个焊点的连接准确无误，电路布局合理，以达到最佳的电气性能。同时，我们也对电路进行了全面的检查，排除任何可能的短路或断路问题。</p> <p>在硬件准备就绪后，我导入了嘉立创官方提供的代码，该代码已预先实现了STM32与SHT40传感器的通信、温湿度数据的读取与显示、低功耗模式的管理以及按键唤醒功能。</p> <p>最终，经过一系列的调试和测试，项目成功地实现了预期功能：通过按键唤醒装置，能够在三位共阴极数码管上显示两组温湿度数据，之后装置会自动进入休眠状态，显著降低了功耗，延长了电池寿命。</p> <h3 style="line-height:1.8">* 3、开源协议</h3> <p style="line-height:1.8">Public Domain</p> <h3 style="line-height:1.8">*4、硬件部分</h3> <hr> <h4>1. <strong>核心组件</strong></h4> <ul> <li><strong>STM32G030K6T6 Microcontroller</strong>: 作为主控单元，负责处理数据、控制传感器读取与数码管显示，以及管理系统的低功耗模式。</li> <li><strong>SHT40 Temperature and Humidity Sensor</strong>: 提供精准的温湿度测量，通过I2C接口与STM32通信。</li> <li><strong>Three-Digit Common Cathode LED Display</strong>: 用于直观显示温湿度数值，每位数字独立控制，实现动态显示效果。</li> <li><strong>Two AA Batteries (LR6)</strong>: 为系统供电，设计考虑低功耗以延长电池寿命。</li> </ul> <h4>2. <strong>电路设计</strong></h4> <ul> <li> <p><strong>电源电路</strong>:</p> <ul> <li>两节AA电池串联提供约3V电压，适合STM32G030K6T6的工作电压范围。</li> <li>包含稳压电路，确保电源稳定，保护敏感组件免受电压波动影响。</li> </ul> </li> <li> <p><strong>I/O接口</strong>:</p> <ul> <li>STM32的I2C接口连接SHT40传感器，用于数据交换。</li> <li>GPIO端口控制数码管的位选和段选，实现动态显示。</li> <li>一个GPIO端口用于检测按键状态，实现系统唤醒功能。</li> </ul> </li> <li> <p><strong>低功耗设计</strong>:</p> <ul> <li>STM32G030K6T6支持多种低功耗模式，通过软件控制进入休眠状态，降低电流消耗。</li> <li>传感器和显示模块在非工作状态自动关闭，进一步节省电力。</li> </ul> </li> </ul> <h4>3. <strong>按键与唤醒机制</strong></h4> <ul> <li> <p><strong>单按键设计</strong>:</p> <ul> <li>采用一个机械按键，简单可靠，易于操作。</li> <li>按键连接到STM32的GPIO，触发外部中断唤醒系统。</li> </ul> </li> <li> <p><strong>唤醒逻辑</strong>:</p> <ul> <li>当系统处于休眠状态时，按键按下会触发STM32的外部中断，唤醒系统。</li> <li>唤醒后，系统执行温湿度数据读取和显示流程，完成后自动返回休眠状态。</li> </ul> </li> </ul> <h4>4. <strong>显示逻辑</strong></h4> <ul> <li><strong>动态显示</strong>: <ul> <li>通过STM32的GPIO控制数码管的位选和段选，实现三位数字的循环显示。</li> <li>每次唤醒显示两组温湿度数据，每组数据停留一定时间后切换，便于用户读取。</li> </ul> </li> </ul> <h4>5. <strong>整体布局与封装</strong></h4> <ul> <li><strong>紧凑型设计</strong>: <ul> <li>所有组件紧密布局于一块PCB板上，确保系统体积小巧，便于携带和部署。</li> </ul> </li> <li><strong>防护措施</strong>: <ul> <li>PCB板设计考虑防水和防尘，增加设备在户外环境下的可靠性。</li> </ul> </li> </ul> <p>通过上述硬件设计，本项目构建了一个基于STM32G030K6T6的低功耗温湿度监测系统，具备按键唤醒、温湿度数据采集与显示、以及自动休眠功能，特别适合需要长期监测且不易更换电池的应用场景。</p> <h3 style="line-height:1.8">*5、软件部分</h3> <hr> <h4>1. <strong>系统初始化</strong></h4> <ul> <li> <p><strong>GPIO配置</strong>:</p> <ul> <li>设置用于控制数码管和检测按键状态的GPIO引脚。</li> <li>配置I2C接口，用于与SHT40传感器通信。</li> </ul> </li> <li> <p><strong>中断初始化</strong>:</p> <ul> <li>初始化外部中断，用于检测按键按下事件，实现系统唤醒。</li> </ul> </li> <li> <p><strong>低功耗模式配置</strong>:</p> <ul> <li>设置STM32G030K6T6进入低功耗模式的参数，确保在休眠状态下功耗最小。</li> </ul> </li> </ul> <h4>2. <strong>温湿度数据采集</strong></h4> <ul> <li><strong>SHT40通信</strong>: <ul> <li>实现I2C协议，读取SHT40传感器的原始温湿度数据。</li> <li>处理数据，转换为摄氏度和相对湿度的可读格式。</li> </ul> </li> </ul> <h4>3. <strong>显示控制</strong></h4> <ul> <li><strong>BCD编码转换</strong>: <ul> <li>将温湿度数值转换为BCD（Binary-Coded Decimal）格式，以便数码管显示。</li> </ul> </li> <li><strong>动态显示逻辑</strong>: <ul> <li>编程控制数码管的位选和段选信号，实现在三位数码管上循环显示两组温湿度数据。</li> <li>调整显示刷新率，平衡功耗与视觉体验。</li> </ul> </li> </ul> <h4>4. <strong>按键检测与唤醒</strong></h4> <ul> <li><strong>外部中断处理</strong>: <ul> <li>监听按键按下事件，触发外部中断服务程序。</li> <li>在中断服务程序中，设置标志位或变量，通知主程序系统被唤醒。</li> </ul> </li> </ul> <h4>5. <strong>休眠与唤醒管理</strong></h4> <ul> <li><strong>休眠前准备</strong>: <ul> <li>在进入休眠前，保存必要的状态信息，如最后一次显示的数据。</li> </ul> </li> <li><strong>唤醒后恢复</strong>: <ul> <li>根据保存的状态信息，快速恢复到唤醒前的状态，准备下一轮数据采集和显示。</li> </ul> </li> <li><strong>休眠控制</strong>: <ul> <li>主程序中，根据按键检测结果和显示逻辑，控制STM32进入或退出休眠模式。</li> </ul> </li> </ul> <h4>6. <strong>功耗优化</strong></h4> <ul> <li><strong>动态电源管理</strong>: <ul> <li>在非活动周期，关闭不必要的外设和GPIO，仅保留用于唤醒的GPIO和时钟。</li> </ul> </li> <li><strong>代码优化</strong>: <ul> <li>减少不必要的计算和循环，避免在休眠模式中运行不必要的代码，以减少功耗。</li> </ul> </li> </ul> <h4>7. <strong>异常处理与安全机制</strong></h4> <ul> <li><strong>看门狗定时器</strong>: <ul> <li>配置看门狗定时器，防止程序跑飞，确保系统稳定运行。</li> </ul> </li> <li><strong>错误检测与恢复</strong>: <ul> <li>实现基本的错误检测机制，如I2C通信超时检测，及时采取措施避免系统故障。</li> </ul> </li> </ul> <p>通过上述软件设计，本项目实现了基于STM32G030K6T6的温湿度监测系统，具备低功耗、按键唤醒、温湿度数据采集与显示功能，特别适合需要长期监测且电池供电的应用场景。软件部分的精心设计确保了系统的稳定性和能效比。</p> <h3 style="line-height:1.8">*6、大赛LOGO验证</h3> <hr> <p style="line-height:1.8"><img src="//image.lceda.cn/oshwhub/6e8ece8075944616b57122b02acfb39d.jpg" alt="" width="1205" height="617"></p> <hr> <p style="line-height:1.8"> </p>