基于STM32的485傳感器資料收集

  **單片機型號**：STM32F103ZET6（適用其他F1系列的）
  **傳感器**：超聲波模塊、DS18B20（溫度傳感器）、MQ-2（煙霧傳感器）   
             資料顯示：0.96OLED（IIC）   時鐘（DS1302）
  **資料傳輸**：485傳輸 （類似串口通信）   
  **連接方式**： PC（USB介面）---（USB）USB轉485模塊（A,B）--接--（A,B）485轉TTL模塊 （RX,TX）--接--STM32(TX,RX)
  **資料接收**： PC端串口助手接受資料（此處用的是野火的除錯助手）

（一）、傳感器介紹

1.超聲波模塊

（1）圖片

在這里插入圖片描述

（2）作業原理：
HC-SR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到3mm；模塊包括超聲波發射器、接收器與控制電路，

	(1)采用IO口TRIG觸發測距，給至少10us的高電平信號;
	(2)模塊自動發送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號回傳；
	(3)有信號回傳，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到回傳的時間，

（3）超聲波模塊連接（以下為本代碼中的樣例，IO口可以自行進行配置）
超聲波模塊引腳(HC-SR04)：
------------------------------------ TRIG—GPIOC-PIN2----------------------------------------
------------------------------------ ECHO—GPIOA-PIN4--------------------------------------

（4）代碼
“shenbo.c”

#include "shenbo.h"
void TRIG_Config(void)
{																				
	  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//觸發信號口初始化
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);       
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin =GPIO_Pin_2; 												//選擇埠號（0~15或all）                        
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 					//輸出觸發信號（10us）	
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 					//設定IO介面速度（2/10/50MHz）    
	  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	
}
void ECHO_Config(void)
{																				
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//接識訓響信號口初始化
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);       
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin =GPIO_Pin_4; 												//選擇埠號（0~15或all）                        
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 					//輸入浮空      
    //GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 					//設定IO介面速度（2/10/50MHz）    
	  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
	
}

“shenbo.h”

#ifndef __RANGING_H
#define __RANGING_H	 
#include "stm32f10x.h"
void TRIG_Config(void);//初始化
void ECHO_Config(void);	 				    
#endif

“main”主要部分（計算距離）

        GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_2);		//給10us高電平
		Delay_us(11);//最少10us觸發信號
		GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_2);//拉低電平
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_4)==0);//等待接受高電平
        TIMER_ON();  //定時器開
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_4)==1);//等待接受低電平
		TIMCounter = TIM_GetCounter(TIM6);//獲取計數器值
        TIMER_OFF(); 	//定時器關
		Dis = TIMCounter/58;//計算距離
void TIM6_IRQHandler(void)
{
	if ( TIM_GetITStatus( TIM6, TIM_IT_Update) != RESET ) 
	{	

		TIM_ClearITPendingBit(TIM6 , TIM_FLAG_Update);  		 
	}		 	
}

2.DHT11（溫濕度傳感器）

本實驗采用的溫度傳感器模塊，如果用單個DS18B20模塊需要10K的上拉電阻，用于拉高總線，
（1）介紹及作業原理
單總線器件，支持多點組網功能，溫度范圍-55℃-+125℃，可編程的解析度為9-12，分別對應0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃高精度測溫，
DQ端為數字輸入輸出端，開漏單總線引腳，不再需要外接AD電路轉換成數字信號，也就是能將溫度信號轉換成數字信號，通過與微控制器（STM32）IO口進行資料的傳輸讀取，
在這里插入圖片描述
（2）連接方式（根據自己所需的IO口進行初始化等設定，本代碼中采用PB7）
----------------------------------DQ—GPIOB-PIN7-----------------------------------
（3）代碼
通過RAM指令表的約定代碼對相應指令進行讀取
嚴格按照時序圖進行相應的編程
分為初始化、讀時序、
在這里插入圖片描述

“DS18B20.c”

#include "stdio.h"
#include "systick_delay.h"
#include "DS18B20.h"
#include "stm32f10x.h"

//配置成輸出模式
void DS18B20_Out(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//------------------------------第一步：串口的GPIO初始化

	// 打開DQ引腳的時鐘
	DEBUG_DS18B20_APBxClkCmd(DEBUG_DS18B20_CLK, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_DS18B20_GPIO_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;//
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(DEBUG_DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);//其中第一個是指標，第二個是名字所以需要&取地址

}
//配置成輸入模式
void DS18B20_Input(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//------------------------------第一步：串口的GPIO初始化

	// 打開DQ引腳的時鐘
	DEBUG_DS18B20_APBxClkCmd(DEBUG_DS18B20_CLK, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_DS18B20_GPIO_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//因為發送，推挽復用輸出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(DEBUG_DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);//其中第一個是指標，第二個是名字所以需要&取地址

}
void Ds18b20_Init()
{
		uint8_t i=0;
  /*配置成輸出模式*/
    DS18B20_Out();
  /*將電平拉到0*/
    GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
  /*延遲480us*/
    Delay_us(480);
  /*電平拉到1釋放總線*/
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
  /*配置成輸入模式*/
    DS18B20_Input();
	/*等待復位信號 注意不能無限等待*/
	 while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7)&&(i<200))
	 i++;
}
void Ds18b20WriteByte(uint8_t a)
{
  
	 uint8_t i=0;
	 uint8_t b=0x01;
	 uint8_t c=0;
	/*設定IO口為輸出模式*/
    DS18B20_Out();
	
	for(i=0;i<8;i++)
	{
	   c=b&a;
		 if(c)
		 {
		       /*拉低總線*/
		   GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
			 /*延遲15us產生寫時隙*/
			 Delay_us(15);
			 /*釋放總線*/
			 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
			 /*保持40us*/
			 Delay_us(40);
		 }   
		 else
		 {
			 /*拉低總線*/
		    GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
			 /*至少保持60us低電平*/	
			 Delay_us(60);
			 /*釋放總線*/
			 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
     }
		 b=b<<1;  
	}
	     /*釋放總線*/
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
	
}
uchar Ds18b20ReadByte()
{
	uint8_t a=0;
  	uint8_t i=0;      
	for(i=0;i<8;i++)
	{
	    /*設定IO口為輸出模式*/ 
	   DS18B20_Out();
	    /*拉低總線*/
	    GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
	    /*延遲1us產生讀時隙*/
	    Delay_us(1);
	    /*釋放總線*/
	   GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
	    /*設定IO口為浮空輸入模式*/
	    DS18B20_Input();
	    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7))
	    {
	      a=a>>1;
        a=a|0x80;
	    }
	    else
	    {
	   	  a=a>>1;
	    }
		/*延遲50us保證時間要求*/
		Delay_us(50);
		/*設定IO口為輸出模式*/ 
	     DS18B20_Out();
		/*釋放總線*/
	   GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
    }
	return(a);
}

void Ds18b20ChangeTemp(){
	Ds18b20_Init();
	Delay_ms(1);
	Ds18b20WriteByte(0xcc);//跳過ROM直接發送溫度轉換命令
	Ds18b20WriteByte(0x44);//發送指令RAM設為0x44為溫度變換
}

void Ds18b20ReadTempCom(){
	Ds18b20_Init();
	Delay_ms(1);
	Ds18b20WriteByte(0xcc);//跳過ROM直接發送溫度轉換命令
	Ds18b20WriteByte(0xbe);//發送指令RAM設為0xBE為讀暫時暫存器
}

int Ds18b20ReadTemp(void){
	int temp=0;
	uchar tml,tmh;	
	Ds18b20ChangeTemp();
	Ds18b20ReadTempCom();
	tml=Ds18b20ReadByte();//讀低8位資料
	tmh=Ds18b20ReadByte();//讀高8位資料
	temp=tmh;
	temp<<=8;
	temp|=tml;//拼接為16位資料
	return temp;//回傳16位資料
}

4.OLED顯示（0.96寸+IIC）

顯示超聲波測距、溫度、煙霧等引數，
（1）作業原理：IIIC控制
（2）連接方式：
------------------------------------ SCL—GPIOB-PIN13----------------------------------------
------------------------------------ SDA—GPIOA-PIN15----------------------------------------
（3）代碼：

DS1302時鐘模塊

為了取得定時效果，一共兩個方案，第一種通過STM32內部自帶的RTC進行時間定時，第二種就是通過DS1302時鐘模塊進行定時，通過資料的查找與實驗，在專案中使用RTC雖說時間誤差能減到很小但是所需晶振的精度和溫漂要求更高，操做不當對時間有很大的影響，而DS1302的精度高、時間的測量定時也更加的穩定，因此我們采用DS1302模塊，

心得：不同于51是通過準雙向口驅動該時鐘模塊，我們采用的STM32是雙向IO口進行讀寫設定，需要關注輸入輸出配置，所以我們在配置成開漏輸出模式的時候外接40k的上拉電阻避免讀出全是低電平的情況，
在這里插入圖片描述
然后通過時序圖進行相應的編程
單位元組的讀寫—>整個資料的讀寫—>時間的讀寫

第一次寫博客，后續會繼續補完

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