智能温控风扇设计与实现:基于STM32的物联网单片机应用

文章目录

  • 1 简介
  • 2 绪论
  • 2.1 课题背景
  • 3 系统设计
  • 3.1 系统架构
  • 3.2 硬件部分
  • 3.2.1 DS18B20 简介
  • 3.2.2 LCD1602 液晶屏简介
  • 3.3 软件部分
  • 3.3.1 整体软件流程
  • 3.3.2 初始化
  • 3.3.3 温度采集与显示
  • 3.4 实现效果
  • 3.5 部分相关代码
  • 4 最后

  • 1 简介

    Hi,大家好,这里是丹成学长,今天向大家介绍一个 单片机项目

    基于stm32的智能温控风扇设计与实现

    大家可用于 课程设计 或 毕业设计

    单片机-嵌入式毕设选题大全及项目分享:

    https://blog.csdn.net/m0_71572576/article/details/125409052

    2 绪论

    2.1 课题背景

    随着科技的日新月异,智能家居逐渐走入普通家庭,风扇作为基本的家用电器也将成为智能家居的一部分。这里介绍的是以STM32单片机为控制单元并结合嵌入式技术设计的一款具有温控调速、液晶显示温度等信息的智能电风扇。经过前期设计、制作和最终的测试得出,该风扇电源稳定性好,操作方便,运行可靠,功能强大,价格低廉,节约能耗,能够满足用户多元化的需求。该风扇具有的人性化设计和低廉的价格很适合普通用户家庭使用。

    3 系统设计

    3.1 系统架构

    设计采用STM32单片机做主控芯片,通过DS18B20采集温度,将温度显示在LCD1602上。根据温度的不同,利用STM32对风扇进行调速,总体硬件设计如下图所示

    3.2 硬件部分

    3.2.1 DS18B20 简介

    DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司继 DS1820 之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。 与传统的热敏电阻相比, 它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~12 位的数字值读数方式。

    3.2.2 LCD1602 液晶屏简介

    1602 液晶也叫 1602 字符型液晶, 它是一种专门用来显示字母、 数字、 符号等的点阵型液晶模块。 它由若干个 5X7 或者 5X11 等点阵字符位组成, 每个点阵字符位都可以显示一个字符, 每位之间有一个点距的间隔, 每行之间也有间隔, 起到了字符间距和行间距的作用, 正因为如此所以它不能很好地显示图形

    3.3 软件部分

    3.3.1 整体软件流程

    控制系统软件使用 C 语言编程。

    使用模块化设计, 除主程序外, 还有各功能子程序, 分别执行直流电机驱动调速及温度采集、 显示等功能, 编辑环境采用集成开发环环境 Keil。

    程序总体运行流程图如下:

    3.3.2 初始化

    系统初始化包括 STM32 系统定时器初始化, GPIO 口初始化以及 LCD1602 初始化等。

    3.3.3 温度采集与显示

    DS18B20 温度传感器进行温度采集时, 要依次进行初始化, ROM 操作指令, 存储器操作指令, 数据传输等操作

    3.4 实现效果

    3.5 部分相关代码

    
    /************************************************
     作者:丹成学长,Q746876041
    ************************************************/
    1.主函数
    #include "stm32f10x.h"
    #include "bsp_SysTick.h"
    #include <LCD1602.h>
    #include "bsp_ds18b20.h"
    int main()
    { int PWM,low,zhouqi;
    float wendu;
     int wendu1;
     zhouqi=500;
     low=zhouqi-PWM;
     SysTick_Init();
     init1602();
    lcdpos(1,0);
    writestring("TEM: 00.0");
     GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
    while( DS18B20_Init()) 
     {
    lcdpos(0,0);
     writestring(" no ds18b20 exit");
    }
     lcdpos(0,0);
     writestring("ds18b20 exit");
     for(;;)
     {
    DS18B20_Get_Temp(wendu);
     if (wendu<0)
     { lcdpos(1,4);
     writestring("-");
    }
      wendu1=wendu*100;
     lcdpos(1,5);
     write_dat(wendu1/10000+0x30);
    lcdpos(1,6);
      write_dat(wendu1%10000/1000+0x30);
      lcdpos(1,7);
      write_dat(wendu1%1000/100+0x30);
      lcdpos(1,9);
      write_dat(wendu1%100/10+0x30);
      lcdpos(1,10);
    write_dat(wendu1%10+0x30);
      Delay_ms(2000);
     if(wendu1>30)
     { low=500;
     GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
    Delay_ms(PWM);
    }  
     if(wendu1<15)
     { low=0;
      GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
      Delay_ms(PWM);
    }
     if(wendu1>=15&wendu1<20)
     { low=100;
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
     Delay_ms(PWM);
     GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
      Delay_ms(low);
    } 
      if(wendu1>=20&wendu1<25)
      {
    low=200;
      GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
      Delay_ms(PWM);
      GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
      Delay_ms(low);
      }
     if(wendu1>=25&wendu1<30)
     { low=300;
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
      Delay_ms(PWM);
      GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
      Delay_ms(low);
    }
     }
    }
    2.DS18B20 子程序
    #include "bsp_ds18b20.h"
    /*
    * 函数名: DS18B20_GPIO_Config
    * 描述 : 配置 DS18B20 用到的 I/O 口
    * 输入 : 无
    * 输出 : 无
    */
    static void DS18B20_GPIO_Config(void)
    { 
    /*定义一个 GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    /*开启 DS18B20_PORT 的外设时钟*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(DS18B20_CLK, ENABLE);
    /*选择要控制的 DS18B20_PORT 引脚*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;
    /*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    /*设置引脚速率为 50MHz */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    /*调用库函数, 初始化 DS18B20_PORT*/
    GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);
    }
    /*
    * 函数名: DS18B20_Mode_IPU
    * 描述 : 使 DS18B20-DATA 引脚变为输入模式
    * 输入 : 无
    * 输出 : 无
    */
    static void DS18B20_Mode_IPU(void)
    {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    /*选择要控制的 DS18B20_PORT 引脚*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;
    /*设置引脚模式为浮空输入模式*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    /*调用库函数, 初始化 DS18B20_PORT*/
    GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);
    }
    /*
    * 函数名: DS18B20_Mode_Out_PP
    * 描述 : 使 DS18B20-DATA 引脚变为输出模式
    * 输入 : 无
    * 输出 : 无
    */
    static void DS18B20_Mode_Out_PP(void)
    {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    /*选择要控制的 DS18B20_PORT 引脚*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;
    /*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    /*设置引脚速率为 50MHz */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    /*调用库函数, 初始化 DS18B20_PORT*/
    GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);
    }
    /*
    *主机给从机发送复位脉冲
    */
    static void DS18B20_Rst(void)
    {
    /* 主机设置为推挽输出 */
    DS18B20_Mode_Out_PP();
    DS18B20_DATA_OUT(LOW);
    /* 主机至少产生 480us 的低电平复位信号 */
    Delay_us(750);
    /* 主机在产生复位信号后, 需将总线拉高 */
    DS18B20_DATA_OUT(HIGH);
    Delay_us(15);
    }
    /*
    * 检测从机给主机返回的存在脉冲
    * 0: 成功
    * 1: 失败
    */
    static uint8_t DS18B20_Presence(void)
    {
    uint8_t pulse_time = 0;
    /* 主机设置为上拉输入 */
    DS18B20_Mode_IPU();
    while( DS18B20_DATA_IN() && pulse_time<100 )
    {
    pulse_time++;
    Delay_us(1);
    } 
    / * 经过 100us 后, 存在脉冲都还没有到来*/
    if( pulse_time >=100 )
    return 1;
    else
    pulse_time = 0;
    
    /* 存在脉冲到来, 且存在的时间不能超过 240us */
    while( !DS18B20_DATA_IN() && pulse_time<240 )
    {
    pulse_time++;
    Delay_us(1);
    } 
    if( pulse_time >=240 )
    return 1;
    else
    return 0;
    }
    /*
    * 从 DS18B20 读取一个 bit
    */
    static uint8_t DS18B20_Read_Bit(void)
    {
    uint8_t dat; /* 读 0 和读 1 的时间至少要大于 60us */
    DS18B20_Mode_Out_PP();
    /* 读时间的起始: 必须由主机产生 >1us <15us 的低电平信号 */
    DS18B20_DATA_OUT(LOW);
    Delay_us(10);
    / * 设置成输入, 释放总线, 由外部上拉电阻将总线拉高 */
    DS18B20_Mode_IPU();
    //Delay_us(2);
    if( DS18B20_DATA_IN() == SET )
    dat = 1;
    else
    dat = 0;
    /* 这个延时参数请参考时序图 */
    Delay_us(45);
    return dat;
    }
    /*
    * 从 DS18B20 读一个字节, 低位先行
    */
    uint8_t DS18B20_Read_Byte(void)
    {
    uint8_t i, j, dat = 0;
    for(i=0; i<8; i++)
    {
    j = DS18B20_Read_Bit();
    dat = (dat) | (j<<i);
    }
    return dat;
    }
    /*
    * 写一个字节到 DS18B20, 低位先行
    */
    void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat)
    {
    uint8_t i, testb;
    DS18B20_Mode_Out_PP();
    for( i=0; i<8; i++ )
    {
    testb = dat&0x01;
    dat = dat>>1; 
    /* 写 0 和写 1 的时间至少要大于 60us */
    if (testb)
    {  
    DS18B20_DATA_OUT(LOW);
    /* 1us < 这个延时 < 15us */
    Delay_us(8);
    DS18B20_DATA_OUT(HIGH);
    Delay_us(58);
    } 
    else
    {  
    DS18B20_DATA_OUT(LOW);
    /* 60us < Tx 0 < 120us */
    Delay_us(70);
    DS18B20_DATA_OUT(HIGH);  
    /* 1us < Trec(恢复时间) < 无穷大*/
    Delay_us(2);
    }
    }
    }
    void DS18B20_Start(void)
    {
    DS18B20_Rst(); 
    DS18B20_Presence();
    DS18B20_Write_Byte(0XCC);  /* 跳过 ROM */
    DS18B20_Write_Byte(0X44);  /* 开始转换 */
    }
    uint8_t DS18B20_Init(void)
    {
    DS18B20_GPIO_Config();
    DS18B20_Rst();
    return DS18B20_Presence();
    }
    float DS18B20_Get_Temp(float f_tem)
    {
    uint8_t tpmsb, tplsb;
    short s_tem;
    DS18B20_Rst(); 
    DS18B20_Presence();
    DS18B20_Write_Byte(0XCC); /* 跳过 ROM */
    DS18B20_Write_Byte(0X44);    /* 开始转换 */
    DS18B20_Rst();
    DS18B20_Presence();
    DS18B20_Write_Byte(0XCC);    /* 跳过 ROM */
    DS18B20_Write_Byte(0XBE);    /* 读温度值 */
    tplsb = DS18B20_Read_Byte(); 
    tpmsb = DS18B20_Read_Byte();
    s_tem = tpmsb<<8;
    s_tem = s_tem | tplsb;
    I f( s_tem < 0 )  /* 负温度 */
    f_tem = (~s_tem+1) * 0.0625;
    else
    f_tem = s_tem * 0.0625;
    return f_tem;
    }
    
    /*******************************************************************
    篇幅有限,只展示部分代码
    作者:丹成学长,Q532036360
    ********************************************************************/
    
    
    
    

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    https://blog.csdn.net/m0_71572576/article/details/125409052

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