一、课题
1、用 DHT11 温湿度传感器获取温湿度信息，显示到OLED屏上
2、用 MQ-135 空气质量传感器获取空气质量信息，显示到OLED屏上
3、设计一个报警系统，可以设置温湿度与空气质量的上限，超过这个值蜂鸣器发出声响报警

二、准备材料
（一）、主控芯片stm32f103c8t6核心板


（二）DHT11温湿度传感器



（三）mq135空气质量传感器



（四）4针IIC OLED



三、原理图与PCB设计
（一）原理图设计



（二）PCB设计



四、程序设计
（一）DHT11驱动
DHT11.c

1. #include "DHT11.h"
   
2. #include "delay.h"
   
3. 
   
4. 
   
5. 
   
6. //???DHT11
   
7. //??:??????(????)
   
8. u8 DHT11_Init()
   
9. {
   
10.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruce;
    
11.         RCC_APB2PeriphClockCmd(DHT11_DQ_RCC,ENABLE);                //????PA0
    
12.         
    
13.         GPIO_InitStruce.GPIO_Pin = DHT11_DQ_PIN;
    
14.         GPIO_InitStruce.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    
15.         GPIO_InitStruce.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
16.         GPIO_Init(DHT11_DQ_PORT,&GPIO_InitStruce);
    
17. 
    
18.         DHT11_Rst();
    
19.         
    
20.         return DHT11_Check();
    
21. }
    
22. 
    
23. 
    
24. 
    
25. 
    
26. //??DHT11
    
27. void DHT11_Rst(void)           
    
28. {                 
    
29.     DHT11_IO_OUT();         //SET OUTPUT
    
30.     DHT11_DQ_OUT=0;         //??DQ
    
31.     delay_ms(20);            //????18ms
    
32.     DHT11_DQ_OUT=1;         //DQ=1
    
33.     delay_us(30);             //????20~40us
    
34. }
    
35. 
    
36. 
    
37. 
    
38. //??DHT11???
    
39. //??1:????DHT11???
    
40. //??0:??
    
41. u8 DHT11_Check(void)            
    
42. {   
    
43.    u8 retry=0;
    
44.    DHT11_IO_IN();//SET INPUT         
    
45.    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11???40~80us
    
46.    {
    
47.                 retry++;   
    
48.                 delay_us(1);
    
49.    };         
    
50.    if(retry>=100)return 1;
    
51.    else retry=0;
    
52.    while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11????????40~80us
    
53.    {
    
54.        retry++;  
    
55.            delay_us(1);
    
56.    };
    
57.    if(retry>=100)return 1;            
    
58.    return 0;
    
59. }
    
60. 
    
61. 
    
62. //?DHT11?????   
    
63. //???:1/0
    
64. u8 DHT11_Read_Bit(void)                          
    
65. {
    
66.       u8 retry=0;
    
67.       while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//???????
    
68.       {
    
69.              retry++;   
    
70.              delay_us(1);
    
71.        }
    
72.       retry=0;
    
73.       while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//??????
    
74.        {
    
75.               retry++;        
    
76.               delay_us(1);
    
77.          }
    
78.       delay_us(40);//??40us
    
79.       if(DHT11_DQ_IN)
    
80.                   return 1;
    
81.       else
    
82.                   return 0;                  
    
83. }
    
84. 
    
85. 
    
86. 
    
87. //?DHT11??????
    
88. //???:?????
    
89. u8 DHT11_Read_Byte(void)   
    
90. {        
    
91.     u8 i,dat;
    
92.     dat=0;
    
93.    for (i=0;i<8;i++)
    
94.   {
    
95.       dat<<=1;
    
96.      dat|=DHT11_Read_Bit();
    
97.     }                                    
    
98.     return dat;
    
99. }
    
100. 
     
101. 
     
102. 
     
103. //?DHT11??????
     
104. //temp:???(??:0~50?     humi:???(??:20%~90%)
     
105. //???:0,??;1,????
     
106. u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)   
     
107. {        
     
108.     u8 buf[5];
     
109.     u8 i;
     
110.     DHT11_Rst();
     
111.     if(DHT11_Check()==0)
     
112.    {
     
113.           for(i=0;i<5;i++)//??40???
     
114.                 {
     
115.                         buf<i>=DHT11_Read_Byte();
     
116.                 }
     
117.                 if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
     
118.                 {
     
119.                         *humi=buf[0];
     
120.                         *temp=buf[2];
     
121.                 }
     
122.         }else return 1;
     
123.         return 0;            
     
124. }
     
125. </i>

复制代码

DHT11.h

1. #ifndef __DHT11_H
   
2. #define __DHT11_H   
   
3. #include "sys.h"
   
4. 
   
5. #define DHT11_IO_IN()  {GPIOA->CRL&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=8<<20;}
   
6. #define DHT11_IO_OUT() {GPIOA->CRL&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=3<<20;}
   
7. 
   
8.                                                             
   
9. #define        DHT11_DQ_OUT PAout(5)
   
10. #define        DHT11_DQ_IN  PAin(5)  
    
11. 
    
12. #define DHT11_DQ_RCC   RCC_APB2Periph_GPIOA
    
13. #define DHT11_DQ_PIN   GPIO_Pin_5
    
14. #define DHT11_DQ_PORT  GPIOA
    
15. 
    
16. u8 DHT11_Init(void);
    
17. u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);
    
18. u8 DHT11_Read_Byte(void);
    
19. u8 DHT11_Read_Bit(void);
    
20. void DHT11_Rst(void);
    
21. u8 DHT11_Check(void);
    
22. 
    
23. #endif

复制代码

（二）MQ-135驱动，由于用的是ADC，直接上ADC代码

1. #include "adc.h"
   
2. #include "delay.h"
   
3.            
   
4. //初始化ADC
   
5. //这里我们仅以规则通道为例
   
6. //我们默认将开启通道0~3                                                                                                                                          
   
7. void  Adc_Init(void)
   
8. {         
   
9.         ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   
10.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
11. 
    
12.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1        , ENABLE );          //使能ADC1通道时钟
    
13. 
    
14. 
    
15.         RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    
16. 
    
17.         //PA1 作为模拟通道输入引脚                        
    
18.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    
19.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;                //模拟输入引脚
    
20.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);        
    
21. 
    
22.         ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1
    
23. 
    
24.         ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;        //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
    
25.         ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;        //模数转换工作在单通道模式
    
26.         ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;        //模数转换工作在单次转换模式
    
27.         ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;        //转换由软件而不是外部触发启动
    
28.         ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;        //ADC数据右对齐
    
29.         ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;        //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
    
30.         ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);        //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器   
    
31. 
    
32. 
    
33.         ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1
    
34.         
    
35.         ADC_ResetCalibration(ADC1);        //使能复位校准  
    
36.          
    
37.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));        //等待复位校准结束
    
38.         
    
39.         ADC_StartCalibration(ADC1);         //开启AD校准
    
40. 
    
41.         while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));         //等待校准结束
    
42. 
    
43. //        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
    
44. 
    
45. }                                 
    
46. //获得ADC值
    
47. //ch:通道值 0~3
    
48. u16 Get_Adc(u8 ch)   
    
49. {
    
50.           //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
    
51.         ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );        //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期                                      
    
52. 
    
53.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能        
    
54.          
    
55.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
    
56. 
    
57.         return ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
    
58. }
    
59. 
    
60. u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
    
61. {
    
62.         u32 temp_val=0;
    
63.         u8 t;
    
64.         for(t=0;t<times;t++)
    
65.         {
    
66.                 temp_val+=Get_Adc(ch);
    
67.                 delay_ms(5);
    
68.         }
    
69.         return temp_val/times;
    
70. }         
    

复制代码

（三）主程序

main.c部分代码

1. int main(void)
   
2. {        
   
3.           u16 key;
   
4.                 int adc,cnt=0;
   
5.                 float volt;
   
6.                 delay_init();                     
   
7.                 NVIC_Configuration();         
   
8.                 BEEP_Init();
   
9.                 OLED_Init();                        
   
10.                 OLED_Clear();
    
11.                 uart_init(115200);
    
12.                 printf("欢迎使用化作尘健康小工具\r\n");
    
13.                 KEY_Init();
    
14.                 LED_Init();
    
15.                 TIM3_Int_Init(500-1,720-1);
    
16.                
    
17.                 DEV_Init();
    
18.          
    
19.                
    
20.                 OLED_Clear();
    
21.                 OLED_Dis_Menu();
    
22.         while(1)               
    
23.         {               
    
24.                 if(cnt++ ==1000)
    
25.                 {
    
26.                         cnt = 0;
    
27.                         LED0=!LED0;
    
28.                         adc =        Get_Adc_Average(0,5);
    
29.                         volt = adc*3.3/4096;
    
30.                         air = pow((3.4880*10*volt)/(5-volt),(1.0/0.3203));
    
31.                         printf("air :%d\r\n",air);
    
32.                         //获取温湿度
    
33.                         DHT11_Read_Data( &temp, &humi);
    
34.                         if(last_temp!=temp || last_humi!=humi)
    
35.                         {
    
36.                                 OLED_Dis_DHT(temp,humi,air);
    
37.                         }
    
38.                 }
    
39.                 key = Key_GetValue();          //按键扫描
    
40.                 if(key)
    
41.                 DealKeyVal(key);
    
42.                 if(!KEY1_IO())
    
43.                 {
    
44.                                 printf("%d\r\n",GetTime());
    
45.                 }
    
46.                 if(temp>Max_temp || humi>Max_humi || air>Max_air)
    
47.                 {
    
48.                         if(cnt<500)BEEP=1;
    
49.                         else if(cnt<1000)BEEP=0;
    
50.                 }else BEEP=0;
    
51.                
    
52.                
    
53.                 delay_ms(1);
    
54.         }         
    
55.         
    
56. }

复制代码