第一个项目
要求开发基于STM32的实验室温湿度智能监控报警系统,需实现温湿度精准采集、屏显与阈值自定义、本地+可选远程报警,以及通过优化PID算法智能调节温湿度并支持手机远程监控。
我把以上项目的硬件分为以下6个部分
1. 核心控制模块:Stm32,以下都是他执行。包括接收数据,远程传送数据,控制模块
2. 传感器模块:DHT11温湿度传感器,采取到温湿度后发送给单片机
3. 显示模块:串口屏,通过串口与STM32通信,可显示温湿度 ,阈值,工作状态
4. 报警模块:LED灯+蜂鸣器,温湿度超阈值时,由STM32开始声光报警。
5. 通信模块:LoRa433模块,可以远程看数据、修改阈值。
6. 执行驱动模块:加热片+制冷片+散热风扇+雾化片+继电器。
项目开发第一步
:STM32F103C8T6最小系统板绘制与元件规划
1. 打开嘉立创EDA,检索STM32F103C8T6最小系统板模板,以此为基础照猫画虎完成绘制。
2. 梳理模板功能模块,剔除项目用不到的冗余电路,精简设计方案。
3. 元件选型优先选用嘉立创EDA中标注库存充足的型号,避免采购困难;同时精准记录所有元件的型号、规格与位号,方便采购时快速核对。
4. 统计各元件的市场售价,重点参考高性价比渠道报价,汇总形成完整的成本预算表,做好项目成本把控。
下一步
:学习dht11
Dht11它采用的是半双工通信方式,他有四个引角但是一般只用三个引脚 gnd vcc Data
他有个起始信号,就是刚开始的时候用那个io口给他低电瓶大概18毫秒,再拉高20us到40等待从机响应
从机响应信号的时候就是拉低Data引脚80微秒,再拉高80微秒
传输数据
Data引脚一次传输40位(高位在前),分成了5个八。格式为 8bit 湿度整数 + 8bit 湿度小数 + 8bit 温度整数 + 8bit 温度小数 + 8bit 校验和。主机将前四字节相加与校验对比,一致则数据有效
传输数据的时候,通过高低电平时长区分:低电平 50μs + 高电平 26~28μs 代表 0,低电平 50μs + 高电平 70μs 代表 1。
下一步
:设计外围电路
一、输入类模块
1. 按键模块
- SW1按键:连接STM32PB13引脚,配10K上拉电阻(R18)到3V3,按键另一端接地
- SW2按键:连接STM32PB12引脚,配10K上拉电阻(R17)到3V3,按键另一端接地
- 逻辑:按键按下时对应GPIO引脚电平拉低
2. DHT11温湿度模块
- DATA数据脚:接STM32PA1,串联4.7K上拉电阻(R19)到5V
- 供电:VCC接5V,GND接地
- 电路标注:模块引脚1为GND、2为DATA、3为VCC(需核对实物引脚定义)
二、通信类模块
1. 串口屏
- 接口:2.54-4P母座(H2),引脚2接STM32PA10(U1_RXD)、引脚3接STM32PA9(U1_TXD)
- 供电:母座引脚1接5V,引脚4接地
- 通信规则:遵循UART_TX-RX交叉连接原则,使用STM32 USART1
2. LoRa433无线模块(U4)
- 电源与复位:VCC接5V,GND接地;RST脚接5V+100nF电容(C12)到GND
- 通信引脚:模块RX接STM32PA2(U2_TXD),模块TX接STM32PA3(U2_RXD)
- 控制引脚:CE脚悬空,未连接STM32 GPIO
三、报警类模块
声光报警模块
- 控制引脚:STM32PA8接S8050三极管(Q6)基极,基极串1K限流电阻(R7),发射极接10K下拉电阻(R8)到GND
- 负载:三极管集电极接2.4kHz蜂鸣器,蜂鸣器另一端接5V
- 逻辑:PA8输出高电平时,三极管导通,蜂鸣器工作
四、继电器执行类模块
1. 加热片模块(RLY1)
- 控制引脚:STM32PB9接S8050三极管(Q2)基极,基极串1K电阻(R9),发射极接10K下拉电阻(R13)到GND
- 继电器:SRD-03VDC-SL-C,线圈端接3V3,并联1N4001W二极管(D4)续流
- 负载接口:KF2EDGVC-5.08-2P端子(CN1)接加热片供电回路
2. 风扇模块(RLY2)
- 控制引脚:STM32PB9接S8050三极管(Q3)基极,基极串1K电阻(R10),发射极接10K下拉电阻(R14)到GND
- 继电器:SRD-03VDC-SL-C,线圈端接3V3,并联1N4001W二极管(D5)续流
- 负载接口:KF2EDGVC-5.08-2P端子(CN5)接风扇供电回路
3. 制冷片模块(RLY3)
- 控制引脚:STM32PB11接S8050三极管(Q4)基极,基极串1K电阻(R11),发射极接10K下拉电阻(R16)到GND
- 继电器:SRD-03VDC-SL-C,线圈端接3V3,并联1N4001W二极管(D3)续流
- 负载接口:KF2EDGVC-5.08-2P端子(CN3)接制冷片供电回路
4. 雾化片模块(RLY4)
- 控制引脚:STM32PB10接S8050三极管(Q5)基极,基极串1K电阻(R12),发射极接10K下拉电阻(R15)到GND
- 继电器:SRD-05VDC-SL-C,线圈端接5V,并联1N4001W二极管(D2)续流
- 负载接口:KF2EDGVC-5.08-3P端子(CN2-1脚-2脚)接雾化片供电回路
- KCN2-3脚(控制脚)→ S8050三极管集电极,三极管发射极接GND,基极串1KΩ电阻接STM32 GPIO(如PA0)