一、课题
4 W6 X+ h2 Q! `# I1、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
: F* p% Z6 F) B" P4 q) L$ i
二、准备材料
' C+ R* a+ F1 B' z* s4 x（一）、主控芯片stm32f103c8t6核心板
) E; t6 S8 B! A' P7 @1 T' z

* L0 V5 H% z$ `4 i$ E（二）DHT11温湿度传感器
8 n& s) V% K, s9 f+ ~
7 L% v7 X  X# d

（三）mq135空气质量传感器
7 {3 \5 w5 z- o) @* S


5 d- `0 S/ y) Q" _* _9 i（四）4针IIC OLED
  ~7 G7 V( F9 j' t0 B, _$ y

6 t' p: A2 j" o$ j* x
8 {* `5 [  q% l三、原理图与PCB设计
' X. `' Q0 ~0 U! ^8 z* d" c3 ?/ p（一）原理图设计
! |' F! w2 B1 `" {

+ E9 b' i+ @* E5 I
8 U$ z- }6 k( y0 r9 H（二）PCB设计
0 \; |) e( n. E9 K) C  Y0 Q

! }7 ]% ^8 i1 Z1 i8 C
* `+ b$ j: |+ }" w7 H6 h四、程序设计
7 A. r: f2 ]: P" a9 \（一）DHT11驱动
$ Y: G" Y% g: v* C: @DHT11.c
0 r8 |+ u7 z3 F4 r4 ~
/ k3 Q$ k- e& e, X

1. #include "DHT11.h"
   
2. #include "delay.h"
   
3. 
   
4. 
   & |" [' P3 y1 S  p
5. 
   
6. //???DHT11
   
7. //??:??????(????)
   
8. u8 DHT11_Init()
   
9. {
   
10.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruce;
    ' c# C  h1 l- V" Q3 H- U
11.         RCC_APB2PeriphClockCmd(DHT11_DQ_RCC,ENABLE);                //????PA0
    ; U; q( x* r) |  N
12.         
    : |7 J* G, x: l/ B7 D
13.         GPIO_InitStruce.GPIO_Pin = DHT11_DQ_PIN;
    $ ~" l$ b& T$ ~% S6 @6 p  m) ?
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);
    ( w3 c& {) h1 s  W5 v
17. 
    7 s( z* T4 O# u2 n! l1 N. F& G
18.         DHT11_Rst();
    
19.         
    
20.         return DHT11_Check();
    ( N+ c8 f  L& m, s6 @
21. }
    
22. 
    - G2 [" C- S" f. {
23. 
    
24. 
    8 u: u. ?- ^' J' ?5 F9 ~' h
25. 
    + y. C8 N4 o( ?* M
26. //??DHT11
    
27. void DHT11_Rst(void)           
    , t' `/ h1 U9 V$ y2 _. }# X6 l
28. {                 
    ; x4 X* N3 O6 B6 I; L
29.     DHT11_IO_OUT();         //SET OUTPUT
    
30.     DHT11_DQ_OUT=0;         //??DQ
    
31.     delay_ms(20);            //????18ms
    , f( m. M  K! ]
32.     DHT11_DQ_OUT=1;         //DQ=1
    
33.     delay_us(30);             //????20~40us
    
34. }
    - r# O1 n3 A) B. g6 ~7 {: ^
35. 
    
36. 
    2 `  r( t/ ~' A& Z. _  G
37. 
    
38. //??DHT11???
    ! g; [. s! O$ |' u2 V8 J  u# A9 w
39. //??1:????DHT11???
    9 m# d7 d1 j. _& e
40. //??0:??
    
41. u8 DHT11_Check(void)            
    3 a: T" ]) m; t+ _
42. {   
    ! F1 i% b6 O. k! W6 g+ g/ P% H
43.    u8 retry=0;
    $ Y% J4 }+ k8 `
44.    DHT11_IO_IN();//SET INPUT         
    + E- S  n) g1 J* E- [' ], y
45.    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11???40~80us
    
46.    {
    3 q! t% N& G4 p. ^+ l8 x4 f( P
47.                 retry++;   
    
48.                 delay_us(1);
    % j* ~# c0 O( S' m
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);
    5 `3 b8 x9 z) m9 c
56.    };
    
57.    if(retry>=100)return 1;            
    3 d1 G" p2 t1 n: m) l
58.    return 0;
    
59. }
    
60. 
    % {+ o& z& O1 S1 N1 \
61. 
    , V% I& Z' l+ Q7 k- u
62. //?DHT11?????   
    ( O  ~0 g  b% Y- w7 e% u% d
63. //???:1/0
    ! C+ j, _$ B, w2 C
64. u8 DHT11_Read_Bit(void)                          
    
65. {
    
66.       u8 retry=0;
    5 U4 a0 v$ m7 q5 J; m4 g* N
67.       while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//???????
    
68.       {
    
69.              retry++;   
    / k; r$ Y9 `6 ~& N3 e
70.              delay_us(1);
    
71.        }
    . `$ f6 F5 `6 i0 ]/ l7 X+ Q9 x& l
72.       retry=0;
    5 Y, S, I3 E% Q+ k
73.       while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//??????
    
74.        {
    2 ]; O+ N& ^! a3 M8 C3 d) Y
75.               retry++;        
    ! L8 T" q% f1 c
76.               delay_us(1);
    
77.          }
    
78.       delay_us(40);//??40us
    
79.       if(DHT11_DQ_IN)
    
80.                   return 1;
    ( M5 R3 P1 ^' @2 u& [% x) }: T
81.       else
    
82.                   return 0;                  
    8 B& C1 x7 G* E. J; t
83. }
    
84. 
    / I% l3 A/ b1 M9 P6 D2 \
85. 
    * c! J# A: K+ z4 R! u% M6 q
86. 
    # `- p8 t2 n* g6 n& x' g; s# [6 J
87. //?DHT11??????
    
88. //???:?????
    
89. u8 DHT11_Read_Byte(void)   
    0 Q1 ^# B3 h; p, Z
90. {        
    
91.     u8 i,dat;
    " _: s  I  @5 A+ `
92.     dat=0;
    
93.    for (i=0;i<8;i++)
    8 c: {+ [" ~- }, N  v$ j% l& d" S
94.   {
    , q  [1 E/ y+ l1 }8 U
95.       dat<<=1;
    ; h# o2 r% L# u( u
96.      dat|=DHT11_Read_Bit();
    - |3 c+ P  a3 c7 s) G* F9 y
97.     }                                    
    
98.     return dat;
    ' l4 b- Z/ d( o3 j
99. }
    % s' H; _/ B# M$ j: U  l
100. 
     
101. 
     6 I8 Q/ k9 r" }8 D
102. 
     
103. //?DHT11??????
     4 S5 r: g" H4 |, m* G- ]9 K) T. L' L- \
104. //temp:???(??:0~50?     humi:???(??:20%~90%)
     ( a, A) q3 i. _9 n% V
105. //???:0,??;1,????
     
106. u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)   
     $ e/ L  b( H. A; d1 {
107. {        
     5 N0 |9 `- U+ ^; I
108.     u8 buf[5];
     
109.     u8 i;
     : L" e; M. D- ~6 [, U- H+ o
110.     DHT11_Rst();
     
111.     if(DHT11_Check()==0)
     ; m; E9 G% Y$ l8 x
112.    {
     
113.           for(i=0;i<5;i++)//??40???
     
114.                 {
     ( @. K0 f- J! e& i2 m* u* X8 z
115.                         buf<i>=DHT11_Read_Byte();
     4 A3 o" X: H, v; f, ^
116.                 }
     
117.                 if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
     + G' Z$ _+ G, C( \% F
118.                 {
     
119.                         *humi=buf[0];
     3 j# q$ C$ w: Z% l' b
120.                         *temp=buf[2];
     
121.                 }
     
122.         }else return 1;
     7 G: M" c9 f& @# M5 Q
123.         return 0;            
     - u! f7 \; |' \' M. |9 B" N9 I
124. }
     1 a# W+ e$ b) ]9 h1 `
125. </i>

复制代码

; k6 ]; q9 {" o) Q" ZDHT11.h

. F( W3 ^9 m4 W: t3 j

1. #ifndef __DHT11_H
   ; p& o& I' }9 B/ b# l  U$ O
2. #define __DHT11_H   
   % @; r2 b9 i2 Q" |: [) [4 ?
3. #include "sys.h"
   $ M, p6 x1 j/ @' n+ W) D' z
4. 
   / o0 q; @6 l/ d" K2 [" N
5. #define DHT11_IO_IN()  {GPIOA->CRL&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=8<<20;}
   
6. #define DHT11_IO_OUT() {GPIOA->CRL&=0XFF0FFFFF;GPIOA->CRL|=3<<20;}
   ; `% n  o$ r' w6 ^- p; a; p: h2 U
7. 
     Z0 o/ F. \: X* t
8.                                                             
   
9. #define        DHT11_DQ_OUT PAout(5)
   & p5 q, d, j+ e" y( A( L+ f" @
10. #define        DHT11_DQ_IN  PAin(5)  
    
11. 
    
12. #define DHT11_DQ_RCC   RCC_APB2Periph_GPIOA
    5 V; ~$ v# P3 u2 j- }0 i
13. #define DHT11_DQ_PIN   GPIO_Pin_5
    . t4 y% d5 W- C, }, N
14. #define DHT11_DQ_PORT  GPIOA
    
15. 
    9 z9 g! A3 {2 r" e+ w- l! }
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);
    , T. t- j- w( M% |8 T, B
20. void DHT11_Rst(void);
    ' ?1 g! T4 ~$ t. X" B/ ^) s/ I* S5 z
21. u8 DHT11_Check(void);
    ' [5 P* U( s" A
22. 
    
23. #endif

复制代码

（二）MQ-135驱动，由于用的是ADC，直接上ADC代码
# n, Q  O: U9 z1 T* A

1. #include "adc.h"
     J6 M: C" f4 U
2. #include "delay.h"
   * J1 [* x2 T$ t$ I8 j
3.            
   7 ^. V3 q' ~; ~: z1 m
4. //初始化ADC
   8 n2 E6 j# R$ O- ]$ c8 H, w
5. //这里我们仅以规则通道为例
   & H; D; t9 t9 D+ ~! B* V# M
6. //我们默认将开启通道0~3                                                                                                                                          
   4 H2 m9 O1 D5 x) z7 ]. [/ ]8 |
7. void  Adc_Init(void)
   
8. {         
   / u  V; d& _4 O9 P
9.         ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   
10.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    2 i5 I( j/ V1 a# P9 f' [3 S
11. 
    2 d7 y# q' ]$ d, X
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
    - q! F6 e( [; y
16. 
    
17.         //PA1 作为模拟通道输入引脚                        
    9 @" {: {4 G1 Z
18.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    
19.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;                //模拟输入引脚
      f. C* ?! M( B/ K' G, i1 H2 h& g  p
20.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);        
    
21. 
    
22.         ADC_DeInit(ADC1);  //复位ADC1
    5 c) w* S1 S: N
23. 
    
24.         ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;        //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
    ( F( \0 N5 A9 l6 W
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
    1 ]5 P  U9 R$ r; l1 u8 N9 C
27.         ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;        //转换由软件而不是外部触发启动
    / T; _# ?  `& _( ^$ g
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
    * }* i  `4 t8 Z; ~6 T) N% R
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. 
    $ X! C: [* n; w: q, \! C* @- f  L% X$ P
33.         ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);        //使能指定的ADC1
    
34.         
    2 B% h- d# U( O' T
35.         ADC_ResetCalibration(ADC1);        //使能复位校准  
    - W5 B8 W* x7 D% y
36.          
    
37.         while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));        //等待复位校准结束
    ! v) t) {, u7 O- s8 r0 R
38.         
    , ~0 e) r& ^$ k5 H1 [
39.         ADC_StartCalibration(ADC1);         //开启AD校准
    
40. 
    
41.         while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));         //等待校准结束
    $ J# F4 L; G* t, v$ B8 h! N1 \% S) ~
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
    , K1 N8 M4 G$ d$ G8 B! C. i, {: X1 m
48. u16 Get_Adc(u8 ch)   
    + o( \1 O1 h! y: t5 n' w# n' C0 A, z1 o+ F
49. {
    6 n7 G' ?, d" d# j2 j8 B/ z
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                                      
    , ^- r# j( B# B
52. 
    
53.         ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);                //使能指定的ADC1的软件转换启动功能        
    
54.          
      R3 Q' l% b4 ~- v  P6 e! D6 c  q
55.         while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
    6 z7 ?3 y" w8 ]- q
56. 
    
57.         return ADC_GetConversionValue(ADC1);        //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
    
58. }
    ) X6 a% m& W! o; ^
59. 
    
60. u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
    
61. {
    
62.         u32 temp_val=0;
    $ d# @7 x& V7 Z
63.         u8 t;
    
64.         for(t=0;t<times;t++)
    " R( ?% ~, ?& {+ v
65.         {
    
66.                 temp_val+=Get_Adc(ch);
    $ b+ `7 U. p, v, f" ^1 U( ?
67.                 delay_ms(5);
    * n" E  v9 |4 `: G4 d/ }/ O6 h
68.         }
    . G2 A5 N1 {; t% G; G
69.         return temp_val/times;
    
70. }         
    0 w' G( l& g# q: B

复制代码

4 \1 y2 d8 \/ h（三）主程序
) F; C( g# n9 L# J# N  \$ l) S/ Y; Z
  R6 L+ b  B0 E( C" Mmain.c部分代码
% O1 u: e$ p) i: w% X) ~- B  w  w1 V9 C

1. int main(void)
   4 u/ e" X* N- b/ v
2. {        
   
3.           u16 key;
   5 f' ^! K; q" `( H* B4 e7 n* e
4.                 int adc,cnt=0;
   
5.                 float volt;
   
6.                 delay_init();                     
   
7.                 NVIC_Configuration();         
   
8.                 BEEP_Init();
   
9.                 OLED_Init();                        
   2 ?! U* I$ G+ `; ^8 l/ F& H5 r
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);
    : ]) B* s' z2 S, R: Y# @
16.                
    9 |' }! w4 _% ?
17.                 DEV_Init();
    . Y$ _0 I# d0 f! l, H
18.          
    
19.                
    
20.                 OLED_Clear();
    3 v* [$ ]: d, r* R$ v* J
21.                 OLED_Dis_Menu();
    - F/ v2 i  h, _, E* x/ P6 Z
22.         while(1)               
    
23.         {               
    
24.                 if(cnt++ ==1000)
    ; s$ s  K: Y/ R" V
25.                 {
    ( X2 i) W( K  F+ V; _  u& U' C
26.                         cnt = 0;
    7 r3 d! r, U7 m" J2 \& w
27.                         LED0=!LED0;
    ! m' O( F4 ^# Z7 M3 _8 }$ }7 o
28.                         adc =        Get_Adc_Average(0,5);
    7 \0 v4 z. w# o
29.                         volt = adc*3.3/4096;
      B) ~. A4 o/ t
30.                         air = pow((3.4880*10*volt)/(5-volt),(1.0/0.3203));
    * x- h5 `& ]3 l9 Q" k) S% w9 k+ l
31.                         printf("air :%d\r\n",air);
    
32.                         //获取温湿度
    & h2 _5 g2 K7 r# q$ u
33.                         DHT11_Read_Data( &temp, &humi);
    ' @& u8 H% P/ V1 ^. d5 C& x
34.                         if(last_temp!=temp || last_humi!=humi)
    
35.                         {
    " m3 U& @( h2 B9 F! M
36.                                 OLED_Dis_DHT(temp,humi,air);
    
37.                         }
    
38.                 }
    * D# L! k& _+ H0 J4 X
39.                 key = Key_GetValue();          //按键扫描
    % [! W2 T  U2 O' I
40.                 if(key)
    
41.                 DealKeyVal(key);
    
42.                 if(!KEY1_IO())
    
43.                 {
    
44.                                 printf("%d\r\n",GetTime());
    
45.                 }
    $ R* v/ G: i3 P% B7 }
46.                 if(temp>Max_temp || humi>Max_humi || air>Max_air)
    0 n) \8 W% ]  D) ~# E
47.                 {
      G5 ?1 r. g! d# p$ o% m& q
48.                         if(cnt<500)BEEP=1;
    
49.                         else if(cnt<1000)BEEP=0;
    
50.                 }else BEEP=0;
    % l& d; {* r& S( J% F+ y2 u; L
51.                
    
52.                
    2 V# c  B7 T7 o: O% i8 [
53.                 delay_ms(1);
    
54.         }         
    
55.         
    % C& h! q: o7 o  |: g7 }. j
56. }

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