基于STM32的家用多功能溫濕度計設計
Als ich ging, sah ich eine sch?ne Kiste, und du sagtest, du k?nntest sie mir geben.
Von da an habe ich mich entschieden, dir so ein Geschenk zu machen, vielleicht das letzte für dich.
Pass auf dich auf!Komm in die Zukunft.
——人海茫茫，走走散散，
從開始設想到今天凌晨5:40的成功裝配，
識訓了很多知識，
目錄
- 基于STM32的家用多功能溫濕度計設計
- 1.設計需求
- 2.總體方案
- 3.硬體設計
- 3.1系統電路原理圖
- 3.2主機STM32F103C8T6及其介面電路
- 3.3 測量電路
- 4.軟體開發
- 4.1 DS18B20資料讀取
- 4.2 DHT11資料讀取
- 4.3 DS1302資料讀寫
- 4.4 OLED顯示操作
- 5.經費總結
- 6.附錄
- 6.1主函式代碼
- 6.2 OLED顯示代碼
- 6.3 DS18B20溫度測量代碼
- 6.4 DHT11濕度測量代碼
- 6.5 DS1302實時時鐘操作代碼
- 致謝
1.設計需求
- 實作正常生活環境下溫度測量與顯示
- 實作正常生活環境下空氣濕度測量與顯示
- 實作電子時鐘實時顯示
2.總體方案
考慮應用實際，本專案選用以下模塊：
*專案首先基于開發版測驗系統，完成軟體設計后，裝載入新設計的目標硬體，
3.硬體設計
3.1系統電路原理圖
3.2主機STM32F103C8T6及其介面電路
STM32F103C8T6是一款性能優越的主控芯片，是嵌入式設計的優秀選項，
3.3 測量電路
雖然DHT11自帶溫度測量功能，但其溫度測量精度較低，因此，本設計采用DS18B20溫度傳感器測量高精度溫度值；濕度值 采用DHT11直接測量，
本文設計、搭建了DHT11和DS18B20的面包板電路如下圖所示，
4.軟體開發
4.1 DS18B20資料讀取
見附錄
4.2 DHT11資料讀取
見附錄
4.3 DS1302資料讀寫
見附錄
4.4 OLED顯示操作
見附錄
5.經費總結
| 器件 | 單價/元 |
|---|---|
| STM32F103C8T6 最小系統板 | 37.72 |
| OLED_P7 | 11.83 |
| DHT11 | 5.61 |
| DS18B20 | 5.41 |
| DS1302 | 3.31 |
| 電池盒 | 1.64 |
| 總計 | 65.52 元 |
6.附錄
6.1主函式代碼
主函式
/*
Title:基于STM32的家用多功能溫濕度計設計
Author：小呼呼哈哈哈
Date：2021-02-28
Das letzte Geschenk für Soffieg.
*/
/*main.c*/
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "oled.h"
#include "usart.h"
#include "ds18b20.h"
#include "dht11.h"
#include "ds1302.h"
int main(void)
{
u8 t=0;
double temp;
u16 temper;
int ten,ge,feng;
u16 Year;
u8 Month;
u8 Day;
u8 Hour;
u8 Minute;
u8 Second;
u8 Week;
u8 DHT11_humidity1=0,DHT11_humidity2=0;
u8 DHT11_temper1=0,DHT11_temper2=0;
delay_init();
NVIC_Configuration();
uart_init(115200);//9600?
OLED_Init();
OLED_ColorTurn(0);//0正常顯示，1 反色顯示
OLED_DisplayTurn(1);//0正常顯示 1 螢屏翻轉顯示
DHT11_Init();delay_ms(5);
DS1302_Init();delay_ms(5);
/*以下兩函式呼叫 用以設定時間和開啟掉電保護*/
// DS1302_WriteTime();
ds1302_Init_time();
while(1)
{
//DS18B20資料處理
temp=DS18B20_Get_Temp();
temper=temp*10;
//溫度位數分解
ten = temper/1000;
ge = temper%1000/100;
feng = temper%1000%100/10;
//溫度顯示
OLED_ShowNum(0+5,42,ten,1,24,1);
OLED_ShowNum(12+5,42,ge,1,24,1);
OLED_ShowChar(24+5,40,'.',24,1);
OLED_ShowNum(34+5,48,feng,1,16,1);
OLED_ShowChar(44+5,40,'.',16,1);
OLED_ShowChar(49+5,48,'C',16,1);
//濕度資料處理 ，有采樣周期要求
DHT11_Read_Data(&DHT11_humidity1,&DHT11_humidity2,&DHT11_temper1,&DHT11_temper2);
OLED_ShowNum(78-1,42,DHT11_humidity1,2,24,1);//濕度值
OLED_ShowChar(102,48,'%',16,1);
OLED_ShowString(112,48,"RH",16,1);
//日期顯示
DS1302_GetTime();
Year=TimeData.year;
Month=TimeData.month;
Day=TimeData.day;
Hour=TimeData.hour;
Minute=TimeData.minute;
Second=TimeData.second;
Week=TimeData.week;
// OLED_ShowNum(0,0,Year,4,16,1);//顯示年份
OLED_ShowNum(80,0,Month,2,16,1);//顯示月份
OLED_ShowChar(100,0,'-',16,1);
OLED_ShowNum(110,0,Day,2,16,1);//顯示天
OLED_ShowNum(0,5,Hour,2,32,1);//顯示時
OLED_ShowString(32,5,":",32,1);
OLED_ShowNum(46,5,Minute,2,32,1);//顯示分
// OLED_ShowString(65,18,":",24,1);
// OLED_ShowNum(128-24*2,18,Second,2,24,1);//顯示秒
OLED_ShowChinese(80,20,0,24,1);//顯示“周”,24*24
OLED_ShowChinese(101,20,Week,24,1);//顯示“*”,24*24
OLED_Refresh();
delay_ms(10);
}
}
6.2 OLED顯示代碼
OLED顯示函式
/*oled.c*/
#include "oled.h"
#include "stdlib.h"
#include "oledfont.h"
#include "delay.h"
u8 OLED_GRAM[144][8];
//反顯函式
void OLED_ColorTurn(u8 i)
{
if(i==0)
{
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//正常顯示
}
if(i==1)
{
OLED_WR_Byte(0xA7,OLED_CMD);//反色顯示
}
}
//螢屏旋轉180度
void OLED_DisplayTurn(u8 i)
{
if(i==0)
{
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//正常顯示
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);
}
if(i==1)
{
OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD);//反轉顯示
OLED_WR_Byte(0xA0,OLED_CMD);
}
}
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{
u8 i;
if(cmd)
OLED_DC_Set();
else
OLED_DC_Clr();
OLED_CS_Clr();
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_SCL_Clr();
if(dat&0x80)
OLED_SDA_Set();
else
OLED_SDA_Clr();
OLED_SCL_Set();
dat<<=1;
}
OLED_CS_Set();
OLED_DC_Set();
}
//開啟OLED顯示
void OLED_DisPlay_On(void)
{
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//電荷泵使能
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//開啟電荷泵
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//點亮螢屏
}
//關閉OLED顯示
void OLED_DisPlay_Off(void)
{
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//電荷泵使能
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//關閉電荷泵
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//關閉螢屏
}
//更新顯存到OLED
void OLED_Refresh(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte(0xb0+i,OLED_CMD); //設定行起始地址
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD); //設定低列起始地址
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD); //設定高列起始地址
for(n=0;n<128;n++)
OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA);
}
}
//清屏函式
void OLED_Clear(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
for(n=0;n<128;n++)
{
OLED_GRAM[n][i]=0;//清除所有資料
}
}
OLED_Refresh();//更新顯示
}
//畫點
//x:0~127
//y:0~63
//t:1 填充 0,清空
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t)
{
u8 i,m,n;
i=y/8;
m=y%8;
n=1<<m;
if(t){OLED_GRAM[x][i]|=n;}
else
{
OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];
OLED_GRAM[x][i]|=n;
OLED_GRAM[x][i]=~OLED_GRAM[x][i];
}
}
//畫線
//x1,y1:起點坐標
//x2,y2:結束坐標
void OLED_DrawLine(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 mode)
{
u16 t;
int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance;
int incx,incy,uRow,uCol;
delta_x=x2-x1; //計算坐標增量
delta_y=y2-y1;
uRow=x1;//畫線起點坐標
uCol=y1;
if(delta_x>0)incx=1; //設定單步方向
else if (delta_x==0)incx=0;//垂直線
else {incx=-1;delta_x=-delta_x;}
if(delta_y>0)incy=1;
else if (delta_y==0)incy=0;//水平線
else {incy=-1;delta_y=-delta_x;}
if(delta_x>delta_y)distance=delta_x; //選取基本增量坐標軸
else distance=delta_y;
for(t=0;t<distance+1;t++)
{
OLED_DrawPoint(uRow,uCol,mode);//畫點
xerr+=delta_x;
yerr+=delta_y;
if(xerr>distance)
{
xerr-=distance;
uRow+=incx;
}
if(yerr>distance)
{
yerr-=distance;
uCol+=incy;
}
}
}
//x,y:圓心坐標
//r:圓的半徑
void OLED_DrawCircle(u8 x,u8 y,u8 r)
{
int a, b,num;
a = 0;
b = r;
while(2 * b * b >= r * r)
{
OLED_DrawPoint(x + a, y - b,1);
OLED_DrawPoint(x - a, y - b,1);
OLED_DrawPoint(x - a, y + b,1);
OLED_DrawPoint(x + a, y + b,1);
OLED_DrawPoint(x + b, y + a,1);
OLED_DrawPoint(x + b, y - a,1);
OLED_DrawPoint(x - b, y - a,1);
OLED_DrawPoint(x - b, y + a,1);
a++;
num = (a * a + b * b) - r*r;//計算畫的點離圓心的距離
if(num > 0)
{
b--;
a--;
}
}
}
//在指定位置顯示一個字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//size1:選擇字體 6x8/6x12/8x16/12x24
//mode:0,反色顯示;1,正常顯示
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1,u8 mode)
{
u8 i,m,temp,size2,chr1;
u8 x0=x,y0=y;
if(size1==8)size2=6;
else size2=(size1/8+((size1%8)?1:0))*(size1/2); //得到字體一個字符對應點陣集所占的位元組數
chr1=chr-' '; //計算偏移后的值
for(i=0;i<size2;i++)
{
if(size1==8)
{temp=asc2_0806[chr1][i];} //呼叫0806字體
else if(size1==12)
{temp=asc2_1206[chr1][i];} //呼叫1206字體
else if(size1==16)
{temp=asc2_1608[chr1][i];} //呼叫1608字體
else if(size1==24)
{temp=asc2_2412[chr1][i];} //呼叫2412字體
else if(size1==32)
{temp=asc2_3216[chr1][i];} //呼叫3216字體
else if(size1==40)
{temp=asc2_4020[chr1][i];} //呼叫4020字體
else return;
for(m=0;m<8;m++)
{
if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp>>=1;
y++;
}
x++;
if((size1!=8)&&((x-x0)==size1/2))
{x=x0;y0=y0+8;}
y=y0;
}
}
//顯示字串
//x,y:起點坐標
//size1:字體大小
//*chr:字串起始地址
//mode:0,反色顯示;1,正常顯示
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 size1,u8 mode)
{
while((*chr>=' ')&&(*chr<='~'))//判斷是不是非法字符!
{
OLED_ShowChar(x,y,*chr,size1,mode);
if(size1==8)x+=6;
else x+=size1/2;
chr++;
}
}
//m^n
u32 OLED_Pow(u8 m,u8 n)
{
u32 result=1;
while(n--)
{
result*=m;
}
return result;
}
//顯示數字
//x,y :起點坐標
//num :要顯示的數字
//len :數字的位數
//size:字體大小
//mode:0,反色顯示;1,正常顯示
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1,u8 mode)
{
u8 t,temp,m=0;
if(size1==8)m=2;
for(t=0;t<len;t++)
{
temp=(num/OLED_Pow(10,len-t-1))%10;
if(temp==0)
{
OLED_ShowChar(x+(size1/2+m)*t,y,'0',size1,mode);
}
else
{
OLED_ShowChar(x+(size1/2+m)*t,y,temp+'0',size1,mode);
}
}
}
//顯示漢字
//x,y:起點坐標
//num:漢字對應的序號
//mode:0,反色顯示;1,正常顯示
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode)
{
u8 m,temp;
u8 x0=x,y0=y;
u16 i,size3=(size1/8+((size1%8)?1:0))*size1; //得到字體一個字符對應點陣集所占的位元組數
for(i=0;i<size3;i++)
{
if(size1==16)
{temp=Hzk1[num][i];}//呼叫16*16字體
else if(size1==24)
{temp=Hzk2[num][i];}//呼叫24*24字體
else if(size1==32)
{temp=Hzk3[num][i];}//呼叫32*32字體
else if(size1==64)
{temp=Hzk4[num][i];}//呼叫64*64字體
else return;
for(m=0;m<8;m++)
{
if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp>>=1;
y++;
}
x++;
if((x-x0)==size1)
{x=x0;y0=y0+8;}
y=y0;
}
}
//num 顯示漢字的個數
//space 每一遍顯示的間隔
//mode:0,反色顯示;1,正常顯示
void OLED_ScrollDisplay(u8 num,u8 space,u8 mode)
{
u8 i,n,t=0,m=0,r;
while(1)
{
if(m==0)
{
OLED_ShowChinese(128,24,t,16,mode); //寫入一個漢字保存在OLED_GRAM[][]陣列中
t++;
}
if(t==num)
{
for(r=0;r<16*space;r++) //顯示間隔
{
for(i=1;i<144;i++)
{
for(n=0;n<8;n++)
{
OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];
}
}
OLED_Refresh();
}
t=0;
}
m++;
if(m==16){m=0;}
for(i=1;i<144;i++) //實作左移
{
for(n=0;n<8;n++)
{
OLED_GRAM[i-1][n]=OLED_GRAM[i][n];
}
}
OLED_Refresh();
}
}
//x,y：起點坐標
//sizex,sizey,圖片長寬
//BMP[]：要寫入的圖片陣列
//mode:0,反色顯示;1,正常顯示
void OLED_ShowPicture(u8 x,u8 y,u8 sizex,u8 sizey,u8 BMP[],u8 mode)
{
u16 j=0;
u8 i,n,temp,m;
u8 x0=x,y0=y;
sizey=sizey/8+((sizey%8)?1:0);
for(n=0;n<sizey;n++)
{
for(i=0;i<sizex;i++)
{
temp=BMP[j];
j++;
for(m=0;m<8;m++)
{
if(temp&0x01)OLED_DrawPoint(x,y,mode);
else OLED_DrawPoint(x,y,!mode);
temp>>=1;
y++;
}
x++;
if((x-x0)==sizex)
{
x=x0;
y0=y0+8;
}
y=y0;
}
}
}
//OLED的初始化
void OLED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //使能A埠時鐘
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_15);
OLED_RES_Clr();
delay_ms(200);
OLED_RES_Set();
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD);// Set SEG Output Current Brightness
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping 0xa0左右反置 0xa1正常
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction 0xc0上下反置 0xc8正常
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7)
OLED_Clear();
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);
}
oled.h函式
/*oled.h*/
#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H
#include "sys.h"
#include "stdlib.h"
//-----------------OLED埠定義----------------
#define OLED_SCL_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0)//SCL
#define OLED_SCL_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0)
#define OLED_SDA_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1)//SDA
#define OLED_SDA_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1)
#define OLED_RES_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2)//RES
#define OLED_RES_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2)
#define OLED_DC_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3)//DC
#define OLED_DC_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3)
#define OLED_CS_Clr() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)//CS
#define OLED_CS_Set() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)
#define OLED_CMD 0 //寫命令
#define OLED_DATA 1 //寫資料
void OLED_ClearPoint(u8 x,u8 y);
void OLED_ColorTurn(u8 i);
void OLED_DisplayTurn(u8 i);
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 mode);
void OLED_DisPlay_On(void);
void OLED_DisPlay_Off(void);
void OLED_Refresh(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);
void OLED_DrawLine(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 mode);
void OLED_DrawCircle(u8 x,u8 y,u8 r);
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size1,u8 mode);
void OLED_ShowChar6x8(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 mode);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size1,u8 mode);
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode);
void OLED_Showlargenum(u8 x,u8 y,u8 num,u8 size1,u8 mode);
void OLED_ScrollDisplay(u8 num,u8 space,u8 mode);
void OLED_ShowPicture(u8 x,u8 y,u8 sizex,u8 sizey,u8 BMP[],u8 mode);
void OLED_Init(void);
#endif
6.3 DS18B20溫度測量代碼
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"
//復位DS18B20
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_IO_OUT();
DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ
delay_us(750); //拉低750us
DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1
delay_us(15); //15US
}
//等待DS18B20的回應
//回傳1:未檢測到DS18B20的存在
//回傳0:存在
u8 DS18B20_Check(void)
{
u8 retry=0;
DS18B20_IO_IN();
while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=200)return 1;
else retry=0;
while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=240)return 1;
return 0;
}
//從DS18B20讀取一個位
//回傳值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data;
DS18B20_IO_OUT();
DS18B20_DQ_OUT=0;
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
DS18B20_IO_IN();
delay_us(12);
if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
else data=0;
delay_us(50);
return data;
}
//從DS18B20讀取一個位元組
//回傳值：讀到的資料
u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{
u8 i,j,dat;
dat=0;
for (i=1;i<=8;i++)
{
j=DS18B20_Read_Bit();
dat=(j<<7)|(dat>>1);
}
return dat;
}
//寫一個位元組到DS18B20
//dat：要寫入的位元組
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j;
u8 testb;
DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT;
for (j=1;j<=8;j++)
{
testb=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if (testb)
{
DS18B20_DQ_OUT=0; // Write 1
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT=0; // Write 0
delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(2);
}
}
}
//開始溫度轉換
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0x44); // convert
}
//初始化DS18B20的IO口 DQ 同時檢測DS的存在
//回傳1:不存在
//回傳0:存在
u8 DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);//把除錯設定普通IO口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = dq;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIO_ds18b20, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIO_ds18b20,dq); //輸出1
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
}
//從ds18b20得到溫度值
//精度：0.1C
//回傳值：溫度值 （-550~1250）
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
u8 temp;
u8 TL,TH;
short tem;
DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe); // convert
TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if(TH>7)
{
TH=~TH;
TL=~TL;
temp=0; //溫度為負
}else temp=1; //溫度為正
tem=TH; //獲得高八位
tem<<=8;
tem+=TL; //獲得底八位
tem=(float)tem*0.625; //轉換
if(temp)return tem; //回傳溫度值
else return -tem;
}
DS18B20.h函式
#ifndef _DS18B20_H
#define _DS18B20_H
#include "sys.h"
#define dq (GPIO_Pin_15)
#define GPIO_ds18b20 GPIOA
//IO方向設定
#define DS18B20_IO_IN() {GPIOA->CRH&=0X0FFFFFFF;GPIOA->CRH|=8<<28;}
#define DS18B20_IO_OUT() {GPIOA->CRH&=0X0FFFFFFF;GPIOA->CRH|=3<<28;}
//IO操作函式
#define DS18B20_DQ_OUT PAout(15) //資料埠
#define DS18B20_DQ_IN PAin(15) //資料埠
u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B20
short DS18B20_Get_Temp(void);//獲取溫度
void DS18B20_Start(void);//開始溫度轉換
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//寫入一個位元組
u8 DS18B20_Read_Byte(void);//讀出一個位元組
u8 DS18B20_Read_Bit(void);//讀出一個位
u8 DS18B20_Check(void);//檢測是否存在DS18B20
void DS18B20_Rst(void);//復位DS18B20
#endif
6.4 DHT11濕度測量代碼
#include "DHT11.h"
#include "delay.h"
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //后面會改變輸入輸出狀態
static void GPIO_SETOUT(void);
static void GPIO_SETIN(void);
static u8 DHT11_Check(void);
/**********************************************
函式名：static void DHT11_Rst(void)
引數說明：無
回傳值：無
函式作用：主機發送開始信號
***********************************************/
static void DHT11_Rst(void)
{
GPIO_SETOUT(); //配置成輸出模式
GPIO_ResetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN); //拉低資料線
delay_ms(20); //拉低至少18ms
GPIO_SetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN); //拉高資料線
delay_us(30); //主機拉高20~40us
GPIO_ResetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN);
}
/**********************************************
函式名：u8 DHT11_Init(void)
引數說明：無
回傳值：u8 ,回傳1代表初始化成功，0則失敗
函式作用：配置IO口，并發送開始信號
***********************************************/
u8 DHT11_Init(void){
//IO口配置
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//換IO口需要修改
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出，如果需要考慮到IC的電流驅動能力時要接上拉電阻（5K）
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(DHT11_IO,&GPIO_InitStructure);
DHT11_Rst();//發送開始信號
return DHT11_Check();//檢測DHT11的回應
}
/**********************************************
函式名：static void GPIO_SETOUT(void)
引數說明：無
回傳值：無
函式作用：配置IO口為推挽輸出模式
***********************************************/
static void GPIO_SETOUT(void)
{
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出，如果需要考慮到IC的電流驅動能力時要接上拉電阻（5K）
GPIO_Init(DHT11_IO,&GPIO_InitStructure);
}
/**********************************************
函式名：static void GPIO_SETIN(void)
引數說明：無
回傳值：無
函式作用：配置IO口為浮空輸入模式
***********************************************/
static void GPIO_SETIN(void)
{
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空輸入模式
GPIO_Init(DHT11_IO,&GPIO_InitStructure);
}
/**********************************************
函式名：static u8 DHT11_Check(void)
引數說明：無
回傳值：檢測到回應-->回傳1，否則0
函式作用：檢測DHT11的回應信號
***********************************************/
static u8 DHT11_Check(void)
{
u8 retry=0;
GPIO_SETIN(); //設定為輸入模式
while (!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//DHT11會拉低40~50us
{
retry++;
delay_us(1);
}
if(retry >= 100) //超時未回應/未收到開始信號，退出檢測
return 0;
else
retry = 0;
while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//DHT11拉低后會再次拉高40~50us
{
retry++;
delay_us(1);
}
if(retry>=100) //超時，DHT11作業出錯，退出檢測
return 0;
return 1; //設備正常回應，可以正常作業
}
/**********************************************
函式名：static u8 DHT11_Read_Bit(void)
引數說明：無
回傳值：回傳從DHT11上讀取的一個Bit資料
函式作用：從DHT11上讀取一個Bit資料
***********************************************/
static u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
u8 retry = 0;
//DHT11的Bit開始信號為12-14us低電平
while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//等待變為低電平(等待Bit開始信號)
{
retry++;
delay_us(1);
}
retry = 0;
while(!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//等待變高電平（代表資料開始傳輸）
{
retry++;
delay_us(1);
}
delay_us(30);//等待30us
//0信號為26-28us，1信號則為116-118us,所以說超過30us去讀取引腳狀態就可以知道傳輸的值了
if(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN)) return 1;
else return 0;
}
/***********************************************************************
函式名：static u8 DHT11_Read_Byte(void)
引數說明：無
回傳值：回傳從DHT11上讀取的一個byte資料
函式作用：從DHT11上讀取一個byte資料
************************************************************************/
static u8 DHT11_Read_Byte(void)
{
u8 i,dat;
dat=0;
for (i=0;i<8;i++)
{
dat<<=1;
dat|=DHT11_Read_Bit();
}
return dat;
}
/**************************************************************************
函式名：u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)
引數說明：temp:用于存放溫度值(范圍:0~50°)，humi:用于存放濕度值(范圍:20%~90%)
回傳值：1：成功讀取資料，0：讀取資料出錯
函式作用：從DHT11上讀取溫濕度資料（這里省略小數值）
***************************************************************************/
u8 DHT11_Read_Data(u8 *humi1,u8 *humi2,u8 *temp1,u8 *temp2)
{
u8 buf[5];
u8 i;
DHT11_Rst();
if(DHT11_Check()==1) //設備回應正常
{
for(i=0;i<5;i++)//讀取40位資料
{
buf[i]=DHT11_Read_Byte();
}
if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])//進行校驗
{
*humi1=buf[0];
*humi2=buf[1];
*temp1=buf[2];
*temp2=buf[3];
}
}else return 0; //設備未成功回應，回傳0
return 1; //讀取資料成功回傳1
}
dht11.h頭檔案
#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
/* 設定GPIO腳，默認為PB7 */
#define DHT11_IO GPIOB
#define DHT11_PIN GPIO_Pin_7
/* 初始化函式，如果DHT11存在回應則回傳1，否則0 */
u8 DHT11_Init(void);
/* 從DHT11讀取資料，沒有小數部分 */
u8 DHT11_Read_Data(u8 *humi1,u8 *humi2,u8 *temp1,u8 *temp2);
#endif
6.5 DS1302實時時鐘操作代碼
#include "DS1302.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
/*
DS1302介面:
GPIOA_5 ->DS1302_RST
GPIOA_6 ->DS1302_DAT
GPIOA_7 ->DS1302_CLK
*/
struct TIMEData TimeData;
//DS1302地址定義
#define DS1302_SEC_ADDR 0x80 //秒資料地址
#define DS1302_MIN_ADDR 0x82 //分資料地址
#define DS1302_HOUR_ADDR 0x84 //時資料地址
#define DS1302_DAY_ADDR 0x86 //日資料地址
#define DS1302_MONTH_ADDR 0x88 //月資料地址
#define DS1302_WEEK_ADDR 0x8a //星期資料地址
#define DS1302_YEAR_ADDR 0x8c //年資料地址
#define DS1302_CONTROL_ADDR 0x8e //控制資料地址
#define DS1302_CHARGER_ADDR 0x90 //充電功能地址
#define DS1302_CLKBURST_ADDR 0xbe
#define WRITE_FLAG_ADDR 0xc0
#define READ_FLAG_ADDR 0xc1
#define FLAG_VAL 0x3a
//初始時間定義
u8 time_buf[8] = {0x20,0x21,0x03,0x04,0x04,0x43,0x00,0x04};//初始時間2021年3月4日04點**分00秒 星期四
u8 readtime[15];//當前時間
u8 sec_buf=0; //秒快取
u8 sec_flag=0; //秒標志位
//DS1302初始化函式
void DS1302_Init()
{
/*1.GPIOA時鐘*/
RCC->APB2ENR |= 1<<2;
/*2. 配置GPIOA_5/6/7模式*/
GPIOA->CRL &= 0X000FFFFF;
GPIOA->CRL |= 0X33300000;
GPIOA->ODR |=1<<6;
//printf("DS1302_Init OK!\n");
}
//向DS1302寫入一位元組資料
void DS1302_WriteByte(u8 addr,u8 data)
{
u8 i;
DS1302_RST=0; //禁止資料傳輸 ！！！這條很重要
DS1302_CLK=0; //確保寫資料前SCLK為低電平
DS1302_RST=1; //啟動DS1302總線
DS1302_OutPut_Mode();
addr=addr&0xFE; //最低位置零，暫存器0位為0時寫，為1時讀
for(i=0;i<8;i++) //寫入目標地址：addr
{
if (addr&0x01) DS1302_OUT=1;
else DS1302_OUT=0;
DS1302_CLK=1; //時鐘上升沿寫入資料
DS1302_CLK=0;
addr=addr>>1;
}
for (i=0;i<8;i++) //寫入資料：data
{
if(data&0x01) DS1302_OUT=1;
else DS1302_OUT=0;
DS1302_CLK=1; //時鐘上升沿寫入資料
DS1302_CLK=0;
data = data >> 1;
}
DS1302_CLK=1; // 將時鐘電平置于高電平狀態 ，處于已知狀態
DS1302_RST=0; //停止DS1302總線
}
//從DS1302讀出一位元組資料
u8 DS1302_ReadByte(u8 addr)
{
u8 i,temp;
DS1302_RST=0; //這條很重要
DS1302_CLK=0; //先將SCLK置低電平,確保寫數居前SCLK被拉低
DS1302_RST=1; //啟動DS1302總線
DS1302_OutPut_Mode();
//寫入目標地址：addr
addr=addr|0x01; //最低位置高，暫存器0位為0時寫，為1時讀
for(i=0;i<8;i++)
{
if (addr&0x01) DS1302_OUT=1;
else DS1302_OUT=0;
DS1302_CLK=1; //寫資料
DS1302_CLK=0;
addr = addr >> 1;
}
//從DS1302讀出資料：temp
DS1302_InPut_Mode();
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp>>1;
if (DS1302_IN) temp|=0x80;
else temp&=0x7F;
DS1302_CLK=1;
DS1302_CLK=0;
}
DS1302_CLK=1; //將時鐘電平置于已知狀態
DS1302_RST=0; //停止DS1302總線
return temp;
}
//向DS1302寫入時鐘資料,用于時間校準修改
void DS1302_WriteTime()
{
DS1302_WriteByte(DS1302_CONTROL_ADDR,0x00); //關閉寫保護
DS1302_WriteByte(WRITE_FLAG_ADDR,FLAG_VAL); //寫入已經設定時間標記,新增的
DS1302_WriteByte(DS1302_SEC_ADDR,0x80); //暫停時鐘
//DS1302_WriteByte(DS1302_CHARGER_ADDR,0xa9); //涓流充電
DS1302_WriteByte(DS1302_YEAR_ADDR,time_buf[1]); //年
DS1302_WriteByte(DS1302_MONTH_ADDR,time_buf[2]); //月
DS1302_WriteByte(DS1302_DAY_ADDR,time_buf[3]); //日
DS1302_WriteByte(DS1302_HOUR_ADDR,time_buf[4]); //時
DS1302_WriteByte(DS1302_MIN_ADDR,time_buf[5]); //分
DS1302_WriteByte(DS1302_SEC_ADDR,time_buf[6]); //秒
DS1302_WriteByte(DS1302_WEEK_ADDR,time_buf[7]); //周
DS1302_WriteByte(DS1302_CHARGER_ADDR,0xA5);//打開充電功能 選擇2K電阻充電方式
DS1302_WriteByte(DS1302_CONTROL_ADDR,0x80);//打開寫保護
}
//從DS1302讀出時鐘資料
void DS1302_ReadTime(void)
{
time_buf[1]=DS1302_ReadByte(DS1302_YEAR_ADDR); //年
time_buf[2]=DS1302_ReadByte(DS1302_MONTH_ADDR); //月
time_buf[3]=DS1302_ReadByte(DS1302_DAY_ADDR); //日
time_buf[4]=DS1302_ReadByte(DS1302_HOUR_ADDR); //時
time_buf[5]=DS1302_ReadByte(DS1302_MIN_ADDR); //分
time_buf[6]=(DS1302_ReadByte(DS1302_SEC_ADDR))&0x7f; //秒，屏蔽秒的第7位，避免超出59
time_buf[7]=DS1302_ReadByte(DS1302_WEEK_ADDR); //周
}
void ds1302_Init_time(void)
{
if(DS1302_ReadByte(READ_FLAG_ADDR)!= FLAG_VAL)
{
DS1302_WriteTime();
}
else printf("OK!");
}
//主函式
void DS1302_GetTime()
{
DS1302_ReadTime(); //讀取時間
TimeData.year=(time_buf[0]>>4)*1000+(time_buf[0]&0x0F)*100+(time_buf[1]>>4)*10+(time_buf[1]&0x0F); //計算年份
TimeData.month=(time_buf[2]>>4)*10+(time_buf[2]&0x0F); //計算月份
TimeData.day=(time_buf[3]>>4)*10+(time_buf[3]&0x0F); //計算日期
TimeData.hour=(time_buf[4]>>4)*10+(time_buf[4]&0x0F); //計算小時
TimeData.minute=(time_buf[5]>>4)*10+(time_buf[5]&0x0F); //計算分鐘
TimeData.second=(time_buf[6]>>4)*10+(time_buf[6]&0x0F); //計算秒鐘
TimeData.week=(time_buf[7]&0x0F); //計算星期
}
DS1302實時時鐘頭檔案
#ifndef DS1302_H
#define DS1302_H
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
//DS1302引腳定義,可根據實際情況自行修改埠定義
#define DS1302_OutPut_Mode() {GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF;GPIOA->CRL |= 0x03000000;}
#define DS1302_InPut_Mode() {GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF;GPIOA->CRL |= 0x08000000;}
#define DS1302_IN PAin(6)
#define DS1302_OUT PAout(6)
#define DS1302_RST PAout(5)
#define DS1302_CLK PAout(7)
struct TIMEData
{
u16 year;
u8 month;
u8 day;
u8 hour;
u8 minute;
u8 second;
u8 week;
};
extern struct TIMEData TimeData;
extern u8 readtime[15];
void DS1302_Init();
void DS1302_WriteByte(u8 addr,u8 data);
u8 DS1302_ReadByte(u8 addr);
void DS1302_WriteTime();
void DS1302_ReadTime(void);
void ds1302_Init_time(void);
void DS1302_GetTime();
#endif
致謝
感謝各位前輩對相關程式的開源，感謝我們的相遇，
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