该智能环境监测系统采用STMF103R4为主控MCU单元，主要外设有LCD1602，DHT11，EEPROM 24C02以及LDR光电检测单元，采用Proteus作为仿真平台用于对系统进行一个初步的验证，采用CubMX和Keil作为程序编辑软件，以实现监测周围环境的主要参数的功能。

第一，先介绍一下Proteus上搭建的硬件电路图。
首先是STMF103R4单元，如下图所示：



然后是LCD1602模块：



然后是EEPROM 24C02模块：



然后是DHT11模块：



最后是LDR光电检测部分，用于转换光强数据：



最最后，再来一张整体的图。



第二，对功能进行一个简单的概括
LCD1602实时显示测量的温度与湿度；

对光照强度进行实时监控，在LCD1602上显示AD_Value，

设置AD_Value在一定值的时候输出不同占空比的PWM波给LED灯；

将最近的5个温湿度数据输入进24C02中，存储起来，按下按键后在LCD1602上显示最近的5个湿度温度数据，

再按一次按键就显示实时的温度湿度以及AD_Value。


第三，简单介绍一下Keil中的程序
首先是温湿度采集显示功能，相关程序如下图所示，刚开始调用DHT11_Read_Data函数将温度数据和湿度数据分别赋给temp和humi两个变量，然后将它们赋值给要存储进24C02中的数组，最后调用sprintf格式化函数和LCD_WRITE_StrDATA显示函数将温湿度数据显示再LCD1602中。



然后是ADC采集功能以及PWM占空比设置功能，光照强度越强，AD采集的电压越小，需要LED的亮度也要越暗些，所以PWM的占空比要小一些，所以AD_Value与PWM的占空比P_Value成一种正关系，即AD_Value越大，P_Value越大，设置P_Value=AD_Value/50就行，因为AD_Value最大值是4096，不要让P_Value超过100就可以了。程序如下图所示。刚开始掉用HAL_ADC_Start函数启动32单片机内部ADC，之前已经初始化了，然后判断是否转换完成和检测完成，都没问题之后再用HAL_ADC_GetValue函数获取ADC转换数据，然后计算出PWM占空比，再进行格式化并在LCD1602上显示。最后将新的占空比写进__HAL_TIM_SET_COMPARE函数中，从而改变输出的PWM波形占空比，改变LED灯的亮度。



还有就是存储最近的5次温湿度数据进24C02中，程序如下图所示，首先复位一下写地址，然后一个for循环调用AT_24C02_write_data写入函数分别将5个温度数据和5个湿度数据写入24C02中以供备用。



最后就是一个按键切换的功能，先提前设置好一个标志位flag，主要程序如下图所示，当检测到按键正常按下后，取反标志位flag，然后给LCD1602清一次屏。



最最后在while循环里面判断标志位并设置标志位为不同值时的功能即可。程序如下图所示，flag为1的时候读取24C02中的数据并在LCD1602上显示。



反之，flag为0的时候则将前三个功能一起应用起来即可。



    第四，进入实际检验阶段
将程序编译好然后在Proteus中显示出来。实际现象如下图所示。

LCD1602第一行显示温度和湿度，第二行显示AD_Value和PWM占空比。

按下一次按键后，将24C02存储的最近的5次温度数据和湿度数据显示在LCD1602上。



其实还是仿真还是有点问题的，可能调用的资源比较多，Proteus仿真的时候比较慢，且容易卡住，这个问题应该在实际的板子上能够消除。

补充一下CubMX的配置：














作者：jxjajl