一、設(shè)計(jì)要求

本次課設(shè)要求學(xué)生們掌握四個(gè)方面，第一是文獻(xiàn)檢索及實(shí)驗(yàn)研究方法，第二是室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)一般組成； 第三是掌握技術(shù)方案比選方法；最后是掌握STM32 ADC使用，同時(shí)本次課設(shè)需要做到以下幾個(gè)方面：

1. 了解國內(nèi)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)組成及技術(shù)架構(gòu)；
2. 設(shè)計(jì)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)，要求至少采集溫度及光照，完成環(huán)境參數(shù)傳感器選型；
3. 基于開發(fā)板或其他32位微控制器及所選用的傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集終端，實(shí)現(xiàn)至少一路溫度、光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集；
4. 設(shè)置溫度和光照門限，當(dāng)溫度高于門限值時(shí)蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)光照強(qiáng)度高于及低于門限值時(shí)控制LED燈亮度以實(shí)現(xiàn)光照調(diào)節(jié)（也可自行設(shè)計(jì)亮度調(diào)節(jié)方式）。
5. 將采集到的溫度和光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)顯示到LCD屏上；

二、設(shè)計(jì)原理

1. 硬件設(shè)計(jì)

1. 采用STM32F103ZET6單片機(jī)作為主控芯片，具有較強(qiáng)的處理能力，且具有低功耗、低成本等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)控的多種復(fù)雜操作；
2. 采用DHT11溫濕度傳感器，可以實(shí)時(shí)檢測室內(nèi)溫度和濕度；
3. 采用光強(qiáng)傳感器，可以檢測室內(nèi)光照強(qiáng)度參數(shù)；
4. 采用LCD顯示屏，可以顯示室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；
5. 采用LED燈，可以模擬補(bǔ)光操作；
6. 采用蜂鳴器，可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

1. 軟件設(shè)計(jì)

1. 采用C語言編寫程序，實(shí)現(xiàn)對傳感器參數(shù)的采集、處理以及參數(shù)的顯示；
2. 采用報(bào)警功能，當(dāng)室內(nèi)溫度參數(shù)超出設(shè)定范圍時(shí)，可以發(fā)出警報(bào)信號；
3. 采用室內(nèi)光照強(qiáng)度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，根據(jù)室內(nèi)光照強(qiáng)度參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)以達(dá)到適合工作、學(xué)習(xí)的平衡狀態(tài)。

三、設(shè)計(jì)方案

1硬件設(shè)計(jì)

1.1硬件系統(tǒng)框圖

?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-801020.html

1.2主控芯片模塊（STM32F103ZET6）

?

STM32F103ZET6芯片的主要特性如下：

1. 集成了32位的ARM Cortex-M3內(nèi)核，最高工作頻率可達(dá)72MHZ，計(jì)算能力 ???為1.25DMIPS，具有單周期乘法指令和硬件除法器；
2. 具有512KB片內(nèi)Flash存儲器和64KB片內(nèi)片內(nèi)SARM存儲器；
3. 內(nèi)部集成了8MHZ晶體振蕩電路器,可外接416MHZ的時(shí)鐘源；
4. 2.0-3.0V單一供電源，具有上電復(fù)位功能；
5. 具有睡眠、停止、待機(jī)三種低功耗工作模式；
6. 144個(gè)引腳LQFP封裝；
7. 內(nèi)部集成了11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位通用定時(shí)器，2個(gè)16位定時(shí)器可產(chǎn)生的PWM波控制電機(jī)的定時(shí)器，2個(gè)16位的可驅(qū)動DAC的定時(shí)器，2個(gè)加窗口的看門狗定時(shí)器和1 個(gè)24位的系統(tǒng)節(jié)拍定時(shí)器；
8. 2個(gè)12位的DAC和3個(gè)12位的ADC；
9. 集成了內(nèi)部溫度傳感和實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC；
10. 具有112根高速通用輸入輸出口，可從其中任選16根作為外部中斷輸入口，幾乎全部GPIO口可承受5V輸入（PA0～PA7,PB0～PB1,PC0～PC5,PC13～PC15和PF6～PF10除外)；
11. 集成了13個(gè)外部通信接口：2個(gè)12C、3個(gè)SPI、1個(gè)CAN、5個(gè)UART、5個(gè)UART、1個(gè)USB2.0設(shè)備和1個(gè)并行SDIO；
12. 具有12通道的DMA控制器，支持定時(shí)器、ADC、DAC、SDIO、12S、SPI、12C和UART外設(shè)；
13. 具有96位的全球唯一編號；
14. 工作溫度-40～85℃；??

1.3電源電路模塊

1.4復(fù)位電路模塊

? ? ? ?可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位和按鍵復(fù)位，開發(fā)板接通電源時(shí)，復(fù)位持續(xù)時(shí)間由R2電阻值C10容值乘積決定，一般情況下電阻值取10k電容值取10uf可以滿足復(fù)位要求，按鈕RESET可以實(shí)現(xiàn)按鍵復(fù)位，當(dāng)需要復(fù)位時(shí)按下RESET按鈕，RESET引腳直接接地，CPU進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。?

1.5時(shí)鐘電路模塊

?

從上圖可以看出三種不同的時(shí)鐘源可被用來驅(qū)動系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)：

（1）HSI振蕩器時(shí)鐘

（2）HSE振蕩器時(shí)鐘

（3）PLL時(shí)鐘

這些設(shè)備有以下2種二級時(shí)鐘源：

（1）40kHz低速內(nèi)部RC，可以用于驅(qū)動獨(dú)立看門狗和通過程序選擇驅(qū)動RTC。RTC用于從停機(jī)/ 待機(jī)模式下自動喚醒系統(tǒng)。

（2）32.768kHz低速外部晶體也可用來通過程序選擇驅(qū)動RTC(RTCCLK)。

當(dāng)不被使用時(shí)，任一個(gè)時(shí)鐘源都可被獨(dú)立地啟動或關(guān)閉，由此優(yōu)化系統(tǒng)功耗。

1.6DHT11溫濕度傳感器模塊

? ? ? ?DHT11是一款溫濕度一體化的數(shù)字傳感器。該傳感器包括一個(gè)電容式測濕元件和一個(gè) NTC測溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相連接。通過單片機(jī)等微處理器簡單的電路連接就能夠?qū)崟r(shí)的采集本地濕度和溫度。DHT11與單片機(jī)之間能采用簡單的單總線進(jìn)行通信，僅僅需要一個(gè)I/O口。傳感器內(nèi)部濕度和溫度數(shù)據(jù)40Bit的數(shù)據(jù)一次性傳給單片機(jī)，數(shù)據(jù)采用校驗(yàn)和方式進(jìn)行校驗(yàn)，有效的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。DHT11功耗很低，5V 源電壓下，工作平均最大電流0.5mA。

1.7光強(qiáng)傳感器模塊

?圖中，LSI為光敏二極管，外觀看起來與貼片LED類似（位于OLED插座旁邊，LSI)R34為其提供反向電壓，當(dāng)環(huán)境光線發(fā)生變化時(shí)，LSI兩端的電壓也會隨之改變，通過ADC3_IN6通道獲取LIGHT_SENSOR（PF8）上面的電壓，即可得到環(huán)境光線的強(qiáng)弱，光線越強(qiáng)，電壓越低，光線越弱，電壓越高。

1.8TFT_LCD顯示模塊

FTLCD 模塊采用 2*17 的 2.54 公排針與外部連接，即圖中 TFT_LCD 部分。從圖 1.8.1可以看出，正點(diǎn)原子 TFTLCD 模塊采用 16 位的并口方式與外部連接。該模塊與顯示功能的相關(guān)信號線如表 1.8.2：

?

?1.9LED照明補(bǔ)光模塊

?1.10蜂鳴器報(bào)警模塊

開發(fā)板配置了一個(gè)無源蜂鳴器BEEP作為系統(tǒng)報(bào)警使用，由PNP三極管Q1控制其導(dǎo)通或關(guān)閉，加兩個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)當(dāng)管腳輸出3.3V電平時(shí)才能發(fā)生，且防止由于外部干擾導(dǎo)致的誤發(fā)聲。

1. 軟件設(shè)計(jì)
   1. DHT11傳感器溫濕度采集
      1. 程序設(shè)計(jì)

DHT11實(shí)驗(yàn)中使用的是單總線協(xié)議，用到的是庫函數(shù)中 GPIO 相關(guān)函數(shù)。

DHT11配置步驟 ：

（1）使能DHT11數(shù)據(jù)線對應(yīng)的GPIO時(shí)鐘。 本實(shí)驗(yàn)中DHT11的數(shù)據(jù)線引腳是PG11，因此需要先使能 GPIOG 的時(shí)鐘；

（2）設(shè)置對應(yīng) GPIO 工作模式（開漏輸出），本實(shí)驗(yàn) GPIO 使用開漏輸出模式；

（3）參考單總線協(xié)議，編寫信號代碼：

1. DHT11開始發(fā)送數(shù)據(jù)流程
2. 

主機(jī)發(fā)送開始信號后,延時(shí)等待 20us-40us 后讀取 DH11T 的回應(yīng)信號，讀取總線為低電平,說明 DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號，DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線拉高,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù),每一 bit 數(shù)據(jù)都以低電平開始,格式見下面圖示。如果讀取響應(yīng)信號為高電平,則 DHT11 沒有響應(yīng),請檢查線路是否連接正常。主機(jī)復(fù)位信號和DHT11響應(yīng)信號

（4）編寫 DHT11的讀函數(shù) ，基于讀1bit數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，編寫 DHT11 讀1字節(jié)函數(shù)。

（5）編寫DHT11獲取溫度函數(shù)， 參考 DHT11典型溫濕度讀取過程，編寫獲取溫濕度函數(shù)。

2.1.2程序流程圖

本實(shí)驗(yàn)開機(jī)的時(shí)候先檢測是否有 DHT1 1存在，如果沒有，則提示錯(cuò)誤。只有在檢測到 DHT11之后才開始讀取溫濕度值并顯示在 LCD 上，如果發(fā)現(xiàn)了 DHT1 1，則程序每隔 100ms 左右讀取一次數(shù)據(jù)，并把溫濕度顯示在 LCD 上。 LED0 閃爍用于提示程序正在運(yùn)行。

2.1.3程序代碼

//復(fù)位DHT11
void DHT11_Rst(void)	   
{                 
	DHT11_IO_OUT(); 	//SET OUTPUT
    DHT11_DQ_OUT=0; 	//拉低DQ
    delay_ms(20);    	//拉低至少18ms
    DHT11_DQ_OUT=1; 	//DQ=1 
	delay_us(30);     	//主機(jī)拉高20~40us
}
//等待DHT11的回應(yīng)
//返回1:未檢測到DHT11的存在
//返回0:存在
u8 DHT11_Check(void) 	   
{   
	u8 retry=0;
	DHT11_IO_IN();//SET INPUT	 
    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11會拉低40~80us
	{
		retry++;
		delay_us(1);
	};	 
	if(retry>=100)return 1;
	else retry=0;
    while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后會再次拉高40~80us
	{
		retry++;
		delay_us(1);
	};
	if(retry>=100)return 1;	    
	return 0;
}
//從DHT11讀取一個(gè)位
//返回值：1/0
u8 DHT11_Read_Bit(void) 			 
{
 	u8 retry=0;
	while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待變?yōu)榈碗娖?	{
		retry++;
		delay_us(1);
	}
	retry=0;
	while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待變高電平
	{
		retry++;
		delay_us(1);
	}
	delay_us(40);//等待40us
	if(DHT11_DQ_IN)return 1;
	else return 0;		   
}
//從DHT11讀取一個(gè)字節(jié)
//返回值：讀到的數(shù)據(jù)
u8 DHT11_Read_Byte(void)    
{        
    u8 i,dat;
    dat=0;
	for (i=0;i<8;i++) 
	{
   		dat<<=1; 
	    dat|=DHT11_Read_Bit();
    }						    
    return dat;
}
//從DHT11讀取一次數(shù)據(jù)
//temp:溫度值(范圍:0~50°)，humi:濕度值(范圍:20%~90%)
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)    
{        
 	u8 buf[5];
	u8 i;
	DHT11_Rst();
	if(DHT11_Check()==0)
	{
		for(i=0;i<5;i++)//讀取40位數(shù)據(jù)
		{
			buf[i]=DHT11_Read_Byte();
		}
		if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
		{
			*humi=buf[0];
			*temp=buf[2];
		}
	}else return 1;
	return 0;	    
}
//初始化DHT11的IO口 DQ 同時(shí)檢測DHT11的存在  	 
u8 DHT11_Init(void)
{	 
 	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);	 //使能PG端口時(shí)鐘
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;				 //PG11端口配置
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽輸出
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 	GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);				 //初始化IO口
 	GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);						 //PG11 輸出高	    
	DHT11_Rst();  //復(fù)位DHT11
	return DHT11_Check();//等待DHT11的回應(yīng)
}

?

1. 2光照強(qiáng)度采集
   1. 1程序設(shè)計(jì)

通過 ADC3_CH6通道讀取 LIGHT_SENSOR（PF8）上面的電壓，即可得到環(huán)境光線的強(qiáng)弱。光線越強(qiáng)，電壓越低，光線越暗，電壓越高。

1. 1.2
   1. 程序流程圖
   2. 

   通過 ADC3 的通道 6（PF8）讀取光敏傳感器（LS1）的電壓值，并轉(zhuǎn)換為 0~100 的光線強(qiáng)度值，顯示在 LCD 模塊上面。光線越亮，值越大；光線越暗，值越小。大家可以用手指遮擋 LS1和用手電筒照射 LS1，來查看光強(qiáng)變化。 LED0 閃爍用于提示程序正在運(yùn)行。

2. .2.3程序代碼

   //初始化光敏傳感器
   void Lsens_Init(void)
   {
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF,ENABLE);//使能PORTF時(shí)鐘	
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;//PF8 anolog輸入
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;		//模擬輸入引腳
   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);	
   	Adc3_Init();
   }
   //讀取Light Sens的值
   //0~100:0,最暗;100,最亮 
   u8 Lsens_Get_Val(void)
   {
   	u32 temp_val=0;
   	u8 t;//讀取次數(shù)
   	for(t=0;t<LSENS_READ_TIMES;t++)
   	{
   		temp_val+=Get_Adc3(LSENS_ADC_CHX);	//讀取ADC值
   		delay_ms(5);
   	}
   	temp_val/=LSENS_READ_TIMES;//得到平均值 
   	if(temp_val>4000)temp_val=4000;
   	return (u8)(100-(temp_val/40));
   }

   ?

3. ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換
   1. 程序設(shè)計(jì)
   2. ADC模塊采集的是光敏電阻兩端的電壓值，電壓屬于模擬信息需轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，只有這樣才能的處理數(shù)據(jù)從而完成光照強(qiáng)度的監(jiān)控。
4. 代碼

   //初始化ADC3
   //這里我們僅以規(guī)則通道為例
   //我們默認(rèn)僅開啟通道6																
   void  Adc3_Init(void)
   {      
   	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
   	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3	, ENABLE );	  //使能ADC3通道時(shí)鐘
       RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,ENABLE);//ADC復(fù)位
   RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,DISABLE);//復(fù)位結(jié)束	
       
   	ADC_DeInit(ADC3);  //復(fù)位ADC3,將外設(shè) ADC3的全部寄存器重設(shè)為缺省值
   	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;	//ADC工作模式: 獨(dú)立模式
   	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;	//模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單通道模式
   	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;	//模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單次轉(zhuǎn)換模式
   	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//轉(zhuǎn)換由軟件而不是外部觸發(fā)啟動
   	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//ADC數(shù)據(jù)右對齊
   	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;	//順序進(jìn)行規(guī)則轉(zhuǎn)換的ADC通道的數(shù)目
   	ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStructure);	//根據(jù)ADC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)ADCx的寄存器  
   	ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);	//使能指定的ADC3
   	ADC_ResetCalibration(ADC3);	//使能復(fù)位校準(zhǔn)  
   	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC3));	//等待復(fù)位校準(zhǔn)結(jié)束
   	ADC_StartCalibration(ADC3);	 //開啟AD校準(zhǔn)
   	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC3));	 //等待校準(zhǔn)結(jié)束
   }		 
   //獲得ADC3_ch6通道的值
   u16 Get_Adc3(u8 ch)   
   {
     //設(shè)置指定ADC的規(guī)則組通道，一個(gè)序列，采樣時(shí)間
   	ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );	//ADC3,ADC通道,采樣時(shí)間為239.5周期	  			    
   	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC3, ENABLE);		//使能指定的ADC3的軟件轉(zhuǎn)換啟動功能	
   	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC3, ADC_FLAG_EOC ));//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束
   	return ADC_GetConversionValue(ADC3);	//返回最近一次ADC3規(guī)則組的轉(zhuǎn)換結(jié)果
   }

   3.TFT_LCD顯示代碼

   //初始化lcd
   void LCD_Init(void)
   {
       GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
       FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
       FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  readWriteTiming; 
       FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  writeTiming;
   
       RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC,ENABLE);   //使能FSMC時(shí)鐘
       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_GPIOG,ENABLE); //使能PORTB,D,E,G以及AFIO復(fù)用功能時(shí)鐘
   
       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;           //PB0 推挽輸出 背光
       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    //推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
       GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
   
       //PORTD復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;    //PORTD復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;     //復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
       GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); 
        
       //PORTE復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; //PORTE復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;     //復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
       GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
   
       //PORTG12復(fù)用推挽輸出 P0RTG0-->RS
       GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_12;   //PORTD復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;         //復(fù)用推挽輸出
       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
       GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
   //LCD開啟顯示
   void LCD_DisplayOn(void)
   {
       if (lcddev.id == 0X5510)    //5510開啟顯示指令
       {
           LCD_WR_REG(0X2900);     //開啟顯示
       }
       else                        //9341/5310/1963/7789 等發(fā)送開啟顯示指令
       {
           LCD_WR_REG(0X29);       //開啟顯示
       }
   }
   
   //LCD關(guān)閉顯示
   void LCD_DisplayOff(void)
   {
       if (lcddev.id == 0X5510)    //5510關(guān)閉顯示指令
       {
           LCD_WR_REG(0X2800);     //關(guān)閉顯示
       }
       else                        //9341/5310/1963/7789 等發(fā)送關(guān)閉顯示指令
       {
           LCD_WR_REG(0X28);       //關(guān)閉顯示
       }
   }
   
   //清屏函數(shù)
   //color:要清屏的填充色
   void LCD_Clear(u16 color)
   {
       u32 index = 0;
       u32 totalpoint = lcddev.width;
       totalpoint *= lcddev.height;    //得到總點(diǎn)數(shù)
       LCD_SetCursor(0x00, 0x0000);    //設(shè)置光標(biāo)位置
       LCD_WriteRAM_Prepare();         //開始寫入GRAM
       for (index = 0; index < totalpoint; index++)
       {
           LCD->LCD_RAM=color;
       }
   }
   //在指定區(qū)域內(nèi)填充指定顏色
   //區(qū)域大小:(xend-xsta+1)*(yend-ysta+1)
   //xsta
   //color:要填充的顏色
   void LCD_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 color)
   {
       u16 i, j;
       u16 xlen = 0;
       xlen = ex - sx + 1;
       for (i = sy; i <= ey; i++)
       {
           LCD_SetCursor(sx, i);       //設(shè)置光標(biāo)位置
           LCD_WriteRAM_Prepare();     //開始寫入GRAM
           for (j = 0; j < xlen; j++)
           {
               LCD->LCD_RAM=color;     //設(shè)置光標(biāo)位置
           }
       }
   }
   
   //在指定區(qū)域內(nèi)填充指定顏色塊
   //(sx,sy),(ex,ey):填充矩形對角坐標(biāo),區(qū)域大小為:(ex-sx+1)*(ey-sy+1)
   //color:要填充的顏色
   void LCD_Color_Fill(u16 sx, u16 sy, u16 ex, u16 ey, u16 *color)
   {
       u16 height, width;
       u16 i, j;
       width = ex - sx + 1;            //得到填充的寬度
       height = ey - sy + 1;           //高度
       for (i = 0; i < height; i++)
       {
           LCD_SetCursor(sx, sy + i);  //設(shè)置光標(biāo)位置
           LCD_WriteRAM_Prepare();     //開始寫入GRAM
           for (j = 0; j < width; j++)
           {
               LCD->LCD_RAM=color[i * width + j];  //寫入數(shù)據(jù)
           }
       }
   }
   
   //在指定位置顯示一個(gè)字符
   //x,y:起始坐標(biāo)
   //num:要顯示的字符:" "--->"~"
   //size:字體大小 12/16/24
   //mode:疊加方式(1)還是非疊加方式(0)
   void LCD_ShowChar(u16 x, u16 y, u8 num, u8 size, u8 mode)
   {
       u8 temp, t1, t;
       u16 y0 = y;
       u8 csize = (size / 8 + ((size % 8) ? 1 : 0)) * (size / 2);  //得到字體一個(gè)字符對應(yīng)點(diǎn)陣集所占的字節(jié)數(shù)
       num = num - ' ';    //得到偏移后的值（ASCII字庫是從空格開始取模，所以-' '就是對應(yīng)字符的字庫）
       for (t = 0; t < csize; t++)
       {
           if (size == 12)temp = asc2_1206[num][t];        //調(diào)用1206字體
           else if (size == 16)temp = asc2_1608[num][t];   //調(diào)用1608字體
           else if (size == 24)temp = asc2_2412[num][t];   //調(diào)用2412字體
           else return;                                    //沒有的字庫
           for (t1 = 0; t1 < 8; t1++)
           {
               if (temp & 0x80)LCD_Fast_DrawPoint(x, y, POINT_COLOR);
               else if (mode == 0)LCD_Fast_DrawPoint(x, y, BACK_COLOR);
               temp <<= 1;
               y++;
               if (y >= lcddev.height)return;      //超區(qū)域了
               if ((y - y0) == size)
               {
                   y = y0;
                   x++;
                   if (x >= lcddev.width)return;   //超區(qū)域了
   
                   break;
               }
           }
       }
   }
   
   //m^n函數(shù)
   //返回值:m^n次方.
   u32 LCD_Pow(u8 m, u8 n)
   {
       u32 result = 1;
       while (n--)result *= m;
       return result;
   }
   //顯示數(shù)字,高位為0,則不顯示
   //x,y :起點(diǎn)坐標(biāo)
   //len :數(shù)字的位數(shù)
   //size:字體大小
   //color:顏色
   //num:數(shù)值(0~4294967295);
   void LCD_ShowNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size)
   {
       u8 t, temp;
       u8 enshow = 0;
       for (t = 0; t < len; t++)
       {
           temp = (num / LCD_Pow(10, len - t - 1)) % 10;
           if (enshow == 0 && t < (len - 1))
           {
               if (temp == 0)
               {
                   LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, ' ', size, 0);
                   continue;
               }
               else enshow = 1;
           }
           LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, temp + '0', size, 0);
       }
   }
   
   //顯示數(shù)字,高位為0,還是顯示
   //x,y:起點(diǎn)坐標(biāo)
   //num:數(shù)值(0~999999999);
   //len:長度(即要顯示的位數(shù))
   //size:字體大小
   //mode:
   //[7]:0,不填充;1,填充0.
   //[6:1]:保留
   //[0]:0,非疊加顯示;1,疊加顯示.
   void LCD_ShowxNum(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u8 size, u8 mode)
   {
       u8 t, temp;
       u8 enshow = 0;
       for (t = 0; t < len; t++)
       {
           temp = (num / LCD_Pow(10, len - t - 1)) % 10;
           if (enshow == 0 && t < (len - 1))
           {
               if (temp == 0)
               {
                   if (mode & 0X80)LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, '0', size, mode & 0X01);
                   else LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, ' ', size, mode & 0X01);
                   continue;
               }
               else enshow = 1;
           }
           LCD_ShowChar(x + (size / 2)*t, y, temp + '0', size, mode & 0X01);
       }
   }
   
   //顯示字符串
   //x,y:起點(diǎn)坐標(biāo)
   //width,height:區(qū)域大小
   //size:字體大小
   //*p:字符串起始地址
   void LCD_ShowString(u16 x, u16 y, u16 width, u16 height, u8 size, u8 *p)
   {
       u8 x0 = x;
       width += x;
       height += y;
       while ((*p <= '~') && (*p >= ' '))   //判斷是不是非法字符!
       {
           if (x >= width)
           {
               x = x0;
               y += size;
           }
           if (y >= height)break; //退出
           LCD_ShowChar(x, y, *p, size, 0);
           x += size / 2;
           p++;
       }
   }
   
   

   2.5蜂鳴器報(bào)警代碼

   void BEEP_Init(void)//BEEP初始化
   {
   
     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
   
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//使能PB端口時(shí)鐘
   	
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;//beep->PB8端口配置
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//端口模式配置
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//端口速率配置
     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//根據(jù)參數(shù)初始化GPIOB_Pin8
   
     GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);//初始時(shí)端口配置為低電平
   }
   
   if(temperature>=34)
   {
   BEEP=1;
   }	

   2.6LED照明補(bǔ)光程序代碼

   //TIM3 PWM部分初始化 
   //PWM輸出初始化
   //arr：自動重裝值
   //psc：時(shí)鐘預(yù)分頻數(shù)
   void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
   {  
   	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
   	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
   	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);	//使能定時(shí)器3時(shí)鐘
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIOE外設(shè)和AFIO復(fù)用功能模塊時(shí)鐘
      //設(shè)置該引腳為復(fù)用輸出功能,輸出TIM3 CH2的PWM脈沖波形	GPIOA.7
   	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //TIM_CH2
   	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復(fù)用推挽輸出
   	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
   	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
      //初始化TIM3
   	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)置在下一個(gè)更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值
   	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設(shè)置用來作為TIMx時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值 
   	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時(shí)鐘分割:TDTS = Tck_tim
   	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計(jì)數(shù)模式
   	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位
   	
   	//初始化TIM3 Channel2 PWM模式	 
   	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時(shí)器模式:TIM脈沖寬度調(diào)制模式2
    	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
   	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高
   	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根據(jù)T指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIM3 OC2
   
   	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的預(yù)裝載寄存器
   	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
   }

   三、主程序

   int main(void)
    {
    	u8 adcx;//光照強(qiáng)度
   	u8 t=0;	
   	u8 temperature;//溫度
   	u8 humidity;   //濕度
   	u16 led1pwmval; //PWN輸出的占空比
   	delay_init();	    	 //延時(shí)函數(shù)初始化	  
   	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置中斷優(yōu)先級分組為組2：2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級
   	uart_init(115200);	 	//串口初始化為115200
   	LED_Init();		  		 //初始化與LED連接的硬件接口
   	BEEP_Init();        //初始化BEEP
     LCD_Init();				 //初始化LCD
   	Lsens_Init(); 		//初始化光敏傳感器
   	TIM3_PWM_Init(899,0);	 //不分頻。PWM頻率=72000000/900=80Khz
   
   	POINT_COLOR=RED;//設(shè)置字體為紅色
     	
   	//顯示提示信息											      
   	LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Based On STM32");	
   	LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"DHT11_LSENS MONITORING");	
   	LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"Copyright GROUP1");
   	LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2022/12/25");
   
   	while(DHT11_Init())	//DHT11初始化	
   	{
   		LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"DHT11 Error");
   
   		delay_ms(200);
   		LCD_Fill(30,130,239,130+16,WHITE);
    		delay_ms(200);
   	}
   	LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"DHT11 OK");
   	POINT_COLOR=BLUE;//設(shè)置字體為藍(lán)色
   	LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"LSENS_VAL:");
     LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"Temp:  C");	 
    	LCD_ShowString(30,210,200,16,16,"Humi:  %");		
   	while(1)
   	{
   		adcx=Lsens_Get_Val();
   		LCD_ShowxNum(30+10*8,170,adcx,3,16,0);//顯示ADC的值 
   		if(t%10==0)			//每100ms讀取一次
   		{									  
   			DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);	//讀取溫濕度值					    
   			LCD_ShowNum(30+40,190,temperature,2,16);	//顯示溫度	   		   
   			LCD_ShowNum(30+40,210,humidity,2,16);		//顯示濕度	 	   
   		}				   
   	 	delay_ms(10);
   		t++;
   		if(temperature>=34) 
   		{
   			BEEP=1;
   		}	
   		led1pwmval=(100-adcx)/10;//根據(jù)光照強(qiáng)度實(shí)時(shí)調(diào)整LED1的亮度
   		TIM_SetCompare2(TIM3,led1pwmval);}
   }

   四、測試

5. 

   ? ? ? 項(xiàng)目文件編譯并下載到單片機(jī)后上電，LCD屏上可以清晰顯示當(dāng)前測試環(huán)境的溫度、濕度和光照強(qiáng)度。?

6. 

   通過上面兩圖的對比，未外加燈光時(shí)光照強(qiáng)度為7，LED1很亮；當(dāng)外加燈光時(shí)，光照強(qiáng)度為93，LED1微亮或者熄滅。

7. ?

   測試時(shí)室溫為14攝氏度，當(dāng)設(shè)置溫度報(bào)警上限為10攝氏度時(shí)，可以聽到蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。?

   ?

到了這里，關(guān)于嵌入式室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！