【DIY】基于STM32 的 USB温湿度计

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Belight 发布时间：2017-8-2 15:21

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概述：

该USB温湿度计基于STM32F070F6P6 设计完成。STM32F070F6P6 是ST公司新出品不久的一款 ARM Cortex-M0芯片，内置 32 Kbytes Flash，6K SRAM，12Bit ADC，运行主频48MHZ，支持USB 2.0 SLAVE通信接口，更重要的是它是TSSOP20封装的！

曾经在立创商城上，有个SHT30温湿度计的方案验证板，但该设计有个麻烦的地方，那就是需要另外接串口装置才能观察到MCU测量得到的SHT30温湿度数据。为此本人，决定用带这款支持USB通讯功能的STM32F0x0超值系列ARM芯片--- STM32F070F6P6，结合温湿度传感器AM2320，制作一款USB温湿度计。

先晒图：

它使用很简单：直接插入PC机的USB端口，然后打开串口助手之类的软件，即可观察到现场的温湿度数据。通过这个制作，大家可以学习一下AM2320的I2C和单总线的驱动方法，还有如何使用ST的Cube MX软件来实现一个USB转串口（USB TO CDC）的通信设备。

系统构架图：

系统解说：本系统有二大部分组成，分别是：支持USB通信的ARM Cortex-M0主控芯片 STM32F070F6P6和AM2320数字式温湿度传感器。

功能介绍

① 无需额外仪器装置，直插到PC后运行串口助手软件即可观察到实时的温湿度数据。

② 采用引脚紧凑、低成本、同时支持USB通信的Cortex-M0 AMR STM32F070作为主控。

③ 使用出厂时己校准数字信号输出的AM2320作为传感器单元。插件，极易好焊接！

④ 温度分辨率是： ±0.1度，精度±0.5度；湿度分辨率: ±0.1%RH，精度：±3%RH

⑤ 提供2种演示范例，支持单总线和标准I2C 两种通信方式来驱动AM2320传感器。

⑥ 板上STM32F070的全部I/O都被引出，可当作一个低廉的最小系统板、开发板使用。

⑦ 本方案验证板采用USB BUS总线供电，无需额外再提供电源。

原理图分为多个部分，逐个详见分析讲解，详见“相关文件”进行下载

实物展示：

软件部分描述

限于篇幅，这里不太方便展示全部代码，比如USB通信实现和单总线、I2C总线驱动温湿度传感器AM2320等等。需要指出的是，USB通信部分，本人直接采用了ST官方出品的STM32CubeMX软件，该软件是一个基于GUI界面配置软件，通过鼠标操作芯片的配置和功能，最终该软件即可自动产生初始化代码和一个应用程序框架范例。本电子制作就是使用这个默认生成的USB转串口(USB CDC协议)应用程序，然后添加相关的温湿度采集驱动完成的。

调试过程和应用实例

按前面提供的BOM清单，正常焊接完毕后，接着把HEX烧录到ARM STM32F070F6P6芯片，即可完成准备工作。随后，将USB电缆把该PCBA电路模块和电脑链接起来(如果Windows 系统提示需要安装驱动程序，那按默认位置按照即可)。最后，打开串口助手之类的软件，即可观察到现场的温度和湿度数据。

总结

STM32F070F6P6 是一个内置USB功能、性价比很高的芯片，结合AM2320实现了比之前SHT30方案验证板更好的应用体验。该PCB板设计时，把STM32F070F6P6的全部I/O都引出了，因此，该板可当作一个低廉的最小系统板、开发板使用。如果想学习ARM Cortex-M0 芯片的应用，特别是USB总线通信的实现过程，那本文介绍的这个电子制作作品和PCB空板，是一个不错的入门选择！