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標題: STM32單片機簡易光控溫控系統 HAL庫程序+原理圖PCB文件 [打印本頁]
作者: YAKI27    時間: 2022-5-2 21:20
標題: STM32單片機簡易光控溫控系統 HAL庫程序+原理圖PCB文件
之前做的項目整理了一下，基于STM32（HAL庫）簡易光控溫控系。相互學習，資料僅供參考 謝謝。
        本設計系統雖然是一個簡易桌面系統，而且其中硬件功能比較單一，但是其中開發流程還是比較齊全的，過程涉及到軟件比較通用，對于想入門的stm32的初學者也是比較友好的。其中涉及，硬件電路設計，程序設計，HAL庫使用，STM32CubeMX軟件使用。
       作品還有許多可以地方可以完善的，由于個人能力和經驗的不足，作品還存在著或多或少的缺陷，比如可添加攝像頭功能用于檢測坐姿或者是家長監督等。若是與語音模塊結合可起到監督小孩坐姿不端正等好處。還可以添加無線模塊，能起到遠程控制功能等。程序可以加入算法，能更好的達到自動控制效果，程序繼續優化可以使作品更穩定些。
制作出來的實物圖如下：

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)


主程序流程圖



單片機源程序如下:
  1. #include "regulation/regulation.h"

  3. /********************************************************
  4.         本文件用于編寫有需要進行多個外設聯合調控的程序
  5. *********************************************************/

  7. //創建一個溫度調控的結構體變量，方便溫度調控的配置
  8. Temperature_SetTypeDef Tem_Regula_Set;
  9. //創建一個亮度調控的結構體變量，方便溫度調控的配置
  10. Brightness_SetTypeDef Bri_Regula_Set;

  12. /*
  13. 函數名稱：Regulation_Init()
  14. 函數功能：初始化需要調控的數據，避免初始值過于混亂
  15. 輸入參數：無
  16. 輸出參數：無
  17. 備 注  ：
  18. */
  19. void Regulation_Init(void)
  20. {
  21.         //溫度調控初始化值
  22.         Tem_Regula_Set.Mode = 0;                        //溫度調控初始為手動模式
  23.         Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit = 25;        //溫度調控的下限值為23
  24.         Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit = 27;        //溫度調控的上限值為24
  25.         Tem_Regula_Set.Moto_Pwm_Val = 0;        //輸出調控值為0
  26.         
  27.         //亮度調控初始化值
  28.         Bri_Regula_Set.Mode = 0;                        //亮度調控初始化為手動模式
  29.         Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit = 20;        //亮度調控下限值為20
  30.         Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit = 70;        //亮度調控上限值為50
  31.         Bri_Regula_Set.Bri_Median = 50;                //亮度調控的中值為50
  32.         Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val = 0;                //LED照明控制輸出為0
  33.         Bri_Regula_Set.Work_Flag = 0;                //復位LED燈的工作狀態
  34.         Bri_Regula_Set.Resolution = 1;                //初始化LED控制的分辨率為1
  35.         Bri_Regula_Set.offset = 5;                        //初始化LED的偏移值為5
  36. }
  37.         

  39. /*
  40. 函數名稱：Temperature_Set()
  41. 函數功能：用于對溫度控制的配置更新
  42. 輸入參數：無
  43. 輸出參數：無
  44. 備 注  ：
  45. */
  46. void Temperature_Set(void)
  47. {
  48.         if(Tem_Regula_Set.Mode == 1)                //手動模式
  49.         {
  50.                 Moto.PwmVal = Tem_Regula_Set.Moto_Pwm_Val;                //將設定好的值賦予到電機的控制變量中
  51.                 Moto_Control_Update();                                                        //刷新電機控制輸出的值
  52.         }
  53.         else if(Tem_Regula_Set.Mode == 0)        //自動模式
  54.         {
  55.                 if((DS18B20_Tem.Tem/10) < Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit)                //判斷讀取到的溫度值是否低于下限值
  56.                 {
  57.                         Moto.PwmVal = 0;                        //停止電機的工作
  58.                         Moto_Control_Update();                //刷新電機控制輸出的值
  59.                 }
  60.                 else if((DS18B20_Tem.Tem/10) > Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit)        //判斷讀取到的溫度值是否大于上限值
  61.                 {
  62.                         Moto.PwmVal = ((DS18B20_Tem.Tem/10) - Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit) + 6;                //計算電機的輸出速度
  63.                         Moto_Control_Update();                //刷新電機控制輸出的值
  64.                 }
  65.         }
  66.         if(Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit > Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit)                //判斷下限值是否大于上限值
  67.                 Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit = (Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit - 1);
  68. }



  72. /*
  73. 函數名稱：Brightness_Set()
  74. 函數功能：用于對亮度調控的配置更新
  75. 輸入參數：無
  76. 輸出參數：無
  77. 備 注  ：
  78. */
  79. void Brightness_Set(void)
  80. {
  81. if(Bri_Regula_Set.Mode == 1)                //手動模式
  82.         {
  83.                 if(Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val != 0)
  84.                         Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val--;
  85.                 LED_Pwm_Val = Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val;                //將設定好的亮度值賦予到LED照明輸出端口中
  86.                 LED_PWM_Update();                                                                //刷新LED控制輸出的值
  87.         }
  88.         else if(Bri_Regula_Set.Mode == 0)        //自動模式
  89.         {
  90.                 if(brightness.BriVal > Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit)                //判斷讀取到的亮度值是否高于上限值
  91.                 {
  92.                         Bri_Regula_Set.Work_Flag = 0;        //復位LED燈的工作狀態
  93.                         LED_Pwm_Val = 0;                        //停止LED照明的工作
  94.                         LED_PWM_Update();                        //刷新LED照明控制輸出的值
  95.                 }
  96.                 else if(brightness.BriVal < Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit)        //判斷讀取到的亮度值是否小于下限值
  97.                 {
  98.                         Bri_Regula_Set.Work_Flag = 1;        //置位LED燈的工作狀態                        
  99.                 }
  100.                 if(Bri_Regula_Set.Work_Flag)                //LED燈處于工作狀態
  101.                 {
  102.                         if((Bri_Regula_Set.Bri_Median - brightness.BriVal) > Bri_Regula_Set.offset)                                //判斷讀取到的亮度值與設置的中間值差大于5(當讀取的亮度值小于中間值時)
  103.                                 LED_Pwm_Val+=Bri_Regula_Set.Resolution;                                                                                                                                                //如果讀取到的亮度值，小于設置的中間值，那么增加LED的控制端口量（這樣做是為了不會在一瞬間使LED的控制值太大）
  104.                         else if((brightness.BriVal - Bri_Regula_Set.Bri_Median) > Bri_Regula_Set.offset)                //判斷讀取到的亮度值與設置的中間值差大于5(當讀取的亮度值大于中間值時)
  105.                                 LED_Pwm_Val-=Bri_Regula_Set.Resolution;                                                                                                                                                //如果讀取到的亮度值，大于設置的中間值，那么減少LED的控制端口量（這樣做是為了不會在一瞬間直接關閉LED的控制）
  106.                         
  107.                         if(LED_Pwm_Val > 100)                                                                                        //判斷LED_Pwm_Val是否超出控制范圍
  108.                                 LED_Pwm_Val = 100;
  109.                         if(LED_Pwm_Val < 0)                                                                                                //判斷LED_Pwm_Val是否超出控制范圍
  110.                                 LED_Pwm_Val = 0;
  111.                         
  112.                         LED_PWM_Update();                        //刷新LED照明控制輸出的值
  113.                 }
  114.         }
  115.         if(Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit > Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit)                //判斷下限值是否大于上限值（下限值不能大于上限值）
  116.                 Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit = (Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit - 1);
  117.         if(Bri_Regula_Set.Bri_Median > Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit)                        //判斷中值是否大于上限值
  118.                 Bri_Regula_Set.Bri_Median = (Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit - 1);
  119.         if(Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit > Bri_Regula_Set.Bri_Median)                        //判斷下限值不能大于中間值
  120.                 Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit = (Bri_Regula_Set.Bri_Median - 1);
  121. }
復制代碼
  1. #include "task_list/task_list.h"


  4. //創建一個任務結構類型的數組，用于存放不同的任務，方便時間片的計時處理
  5. //在這里添加你需要增加的任務
  6. TASK_StatusTypeDef TaskComps[TASK_NUM] =
  7. {
  8.         {0,50,50,DS18B20_Update},                        //更新DS18B20的數據
  9.         {0,500,500,Brightness_Update},                        //更新亮度的數據
  10.         
  11.         //{0,100,100,Temperature_Set},                        //更新溫度調節
  12.         //{0,100,100,Brightness_Set},                        //更新亮度調節
  13.         
  14.         {0,50,50,Dis_Mark},                                                //更新界面的數據
  15. //        {0,200,200,Beep_Toggle},                                //更新蜂鳴器翻轉狀態
  16.         {0,500,500,LED1_Toggle}                                        //翻轉LED1，確認程序一直在工作
  17. //        {0,500,500,LED2_Toggle}
  18.         //在這里添加需要執行的任務，請根據任務的數量修改TASK_NUM的值
  19. };

  21. /*
  22. 函數名稱：Init_Sys()
  23. 函數功能：將所有外設需要的初始化放到這個函數底下，方便統一管理
  24.                         本函數在主函數中被調用
  25. 輸入參數：無
  26. 輸出參數：無
  27. 備 注  :
  28. */
  29. void Init_Sys(void)
  30. {
  31.         
  32.         delay_init(84);                //初始化滴答時鐘，使用內部時鐘這里設置成84，如果使用外部時鐘，這里可設置成12
  33.         
  34.         OLED_Init();                        //初始化OLED，先初始化OLED用于顯示初始化的進度
  35.         Flip_Screnn(1);        
  36.         
  37.         LED_Init();                                                        //LED端口初始化
  38.         LED_PWM_Init();
  39.                
  40.         DS18B20_Init();

  42.         Moto_Init();                        //電機初始化

  44.         Beep_GPIO_Init();
  45.         
  46.         Beep_Pwm_Init();                        //初始化蜂鳴器PWM控制
  47. //        Regulation_Init();                        //調控值初始化
  48.         
  49.         Mark_Sign.Interface_Mark = Main_Interface;
  50. }

復制代碼

  1. #include "architecture/architecture.h"



  5. /*
  6. 函數名稱：Time_Slice()
  7. 函數功能：任務標志位的處理，也是時間片的計時，
  8.                         本函數在計時器中斷中被調用，實現
  9.                         一個時間梯度進行一次遞減
  10. 輸入參數：無
  11. 輸出參數：無
  12. 備 注  ：
  13. */
  14. void Time_Slice(void)
  15. {
  16.         uint8_t i;                        //定義一個變量用于循環計數來處理不同任務的時間記錄
  17.         for(i=0;i<TASK_NUM;i++)                //逐個任務時間處理
  18.         {
  19.                 if(TaskComps[i].Timer)        //判斷當前任務的時間片不為0
  20.                 {
  21.                         TaskComps[i].Timer--;                //減去一個節拍
  22.                         if(TaskComps[i].Timer==0)        //如果時間片減到0
  23.                         {
  24.                                 TaskComps[i].Timer = TaskComps[i].ItvTime;        //恢復時間片值，從新下一次計算
  25.                                 TaskComps[i].Run = 1;        //使能任務運行
  26.                         }                        
  27.                 }
  28.         }
  29. }

  31. /*
  32. 函數名稱：Task_Process()
  33. 函數功能：任務處理函數，在主函數中被調用，用于判斷各個任務是否需要被運行
  34. 輸入參數：無
  35. 輸出參數：無
  36. 備 注  ：
  37. */
  38. void Task_Process(void)
  39. {
  40.         uint8_t i;                //創建一個變量，用于循環任務的計數
  41.         for(i=0;i<TASK_NUM;i++)                //逐個任務處理
  42.         {
  43.                 if(TaskComps[i].Run)        //如果運行標志位不為0
  44.                 {
  45.                         TaskComps[i].TaskHook();        //運行任務
  46.                         TaskComps[i].Run = 0;                //清除標志位
  47.                 }
  48.         }
  49. }
  50. /*
  51. 函數名稱：
  52. 函數功能：
  53. 輸入參數：
  54. 輸出參數：
  55. 備 注  ：
  56. */

復制代碼
51hei附件下載,僅供參考:

51hei.png (7.75 KB, 下載次數: 98)

51hei.png

程序設計.7z

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硬件

文檔 僅供參靠.7z

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文件



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