基于STM32的温湿度监控系统

news2024/10/3 8:17:23

1. 引言

在智能家居和工业自动化中，温湿度监控系统是一个非常重要的组成部分。本文将介绍如何使用STM32微控制器设计和实现一个温湿度监控系统，通过DHT11温湿度传感器实时监测环境温度和湿度，并通过LCD显示屏显示数据。

2. 环境准备工作

硬件准备

STM32开发板（例如STM32F103C8T6）
DHT11温湿度传感器
16x2 LCD显示屏
面包板和连接线
USB下载线

软件安装与配置

Keil uVision：用于编写、编译和调试代码。
STM32CubeMX：用于配置STM32微控制器的引脚和外设。
ST-Link Utility：用于将编译好的代码下载到STM32开发板中。

步骤：

下载并安装Keil uVision。
下载并安装STM32CubeMX。
下载并安装ST-Link Utility。

3. 系统设计

系统架构

温湿度监控系统的基本工作原理是通过DHT11传感器实时采集温度和湿度数据，并将数据通过LCD显示屏显示出来。具体来说，系统包括温湿度数据采集模块和显示模块。

硬件连接

将DHT11温湿度传感器的VCC引脚连接到STM32的3.3V引脚。
将DHT11温湿度传感器的GND引脚连接到STM32的GND引脚。
将DHT11温湿度传感器的数据引脚连接到STM32的某个GPIO引脚（例如PA0）。
将16x2 LCD显示屏的VCC引脚连接到STM32的5V引脚。
将16x2 LCD显示屏的GND引脚连接到STM32的GND引脚。
将16x2 LCD显示屏的RS、RW、E引脚连接到STM32的GPIO引脚（例如PA1, PA2, PA3）。
将16x2 LCD显示屏的数据引脚（D4-D7）连接到STM32的GPIO引脚（例如PA4-PA7）。

4. 代码实现

初始化代码

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "dht11.h"
#include "lcd.h"

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

int main(void) {
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  
  LCD_Init();
  DHT11_Init();
  
  while (1) {
    DHT11_DataTypedef DHT11_Data;
    DHT11_ReadData(&DHT11_Data);
    
    char tempStr[16];
    char humStr[16];
    sprintf(tempStr, "Temp: %d.%d C", DHT11_Data.Temperature, DHT11_Data.TemperatureDecimal);
    sprintf(humStr, "Humidity: %d.%d", DHT11_Data.Humidity, DHT11_Data.HumidityDecimal);
    
    LCD_Clear();
    LCD_SetCursor(0, 0);
    LCD_Print(tempStr);
    LCD_SetCursor(1, 0);
    LCD_Print(humStr);
    
    HAL_Delay(2000);
  }
}

void SystemClock_Config(void) {
  // 配置系统时钟
}

static void MX_GPIO_Init(void) {
  // 初始化GPIO
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 |
                        GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

static void MX_USART1_UART_Init(void) {
  // 初始化USART1
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 9600;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) {
    Error_Handler();
  }
}