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。
1 Q# k$ q  ~& o+ Y+ Z  V/ U! ~
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：
+ j7 K# t# j6 K# |& b" S
- i9 S6 S0 C' n6 w% n$ ]
- B; m$ E# q" H3 L% t% L/ O2 a* h; m
然后是LCD1602模块：
; ]  C# M( N8 v5 P
. d  k4 ~. d( w: m$ k

0 o! u# v$ n, {0 T$ e& @0 T% g然后是EEPROM 24C02模块：



- E! r$ ^1 K) J: d0 _2 z然后是DHT11模块：



最后是LDR光电检测部分，用于转换光强数据：

& ^5 _4 K/ I2 ]: V' r
# z1 @, t. L; N( w6 [6 P  N
) c' T7 |2 i7 t1 f' M, ~+ X; t6 [最最后，再来一张整体的图。


/ C! k, N5 R( E  ~$ b$ Y0 Y- ^
; c8 Q. j5 V$ A' t0 c
第二，对功能进行一个简单的概括
# @" J; N$ _: L5 p; Y' ULCD1602实时显示测量的温度与湿度；

- y+ ^4 V& {/ H& T' L: B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；

$ n, P2 {2 a1 a6 d. {; A3 @; I: f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。
/ w( S. @+ N+ D5 N
. k# h- T) A8 ]( X4 u& g, S

第三，简单介绍一下Keil中的程序
9 b5 S* m5 d$ u1 I4 `! t& H0 d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。


: S9 f" m1 M( {
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。

7 B) @- R( v$ N1 e, j. N

4 _. ?6 t# g& i4 R$ ^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。


1 K! ?6 T3 ^. f" U2 R( @7 C" k( r
. q& p# p6 Q! A. ]* K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。
$ \0 H7 M4 a. X1 i! q: t) H

! f* d' X6 ?5 }! H5 I7 R- O
反之，flag为0的时候则将前三个功能一起应用起来即可。
% ]( K, Q- C) C7 B
$ g' m- W+ o% v
1 a3 L% L. B' l5 U6 \$ D2 M$ [6 Q

+ [6 N/ z; C2 Z* Q    第四，进入实际检验阶段
& l8 u" S! j& A  O9 B将程序编译好然后在Proteus中显示出来。实际现象如下图所示。

9 f. N4 C1 t: Z, t5 L' mLCD1602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。
  {/ ?7 O( Q; f. E* m$ `


% o! S% C( ]9 X) Z; W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。

5 i7 s1 l8 ?! j5 B
补充一下CubMX的配置：
2 U& w* A# x6 i, R% j/ ^) _' |


9 A; X7 [) e' q8 c9 y8 `% a
) V2 \1 H1 x! [$ m" R% c








8 B0 q- Z% H' }( o/ @
作者：jxjajl   bilibili

. Q3 Y! t/ q# N5 N