• 【毕业设计】基于stm32的智能温控风扇设计与实现 - 物联网 单片机

    文章目录

    1 简介

    Hi，大家好，这里是丹成学长，今天向大家介绍一个 单片机项目

    基于stm32的智能温控风扇设计与实现

    大家可用于 课程设计 或 毕业设计


    单片机-嵌入式毕设选题大全及项目分享:

    https://blog.csdn.net/m0_71572576/article/details/125409052


    2 绪论

    2.1 课题背景

    随着科技的日新月异，智能家居逐渐走入普通家庭，风扇作为基本的家用电器也将成为智能家居的一部分。这里介绍的是以STM32单片机为控制单元并结合嵌入式技术设计的一款具有温控调速、液晶显示温度等信息的智能电风扇。经过前期设计、制作和最终的测试得出，该风扇电源稳定性好，操作方便，运行可靠，功能强大，价格低廉，节约能耗，能够满足用户多元化的需求。该风扇具有的人性化设计和低廉的价格很适合普通用户家庭使用。

    3 系统设计

    3.1 系统架构

    设计采用STM32单片机做主控芯片，通过DS18B20采集温度，将温度显示在LCD1602上。根据温度的不同，利用STM32对风扇进行调速，总体硬件设计如下图所示
    在这里插入图片描述

    3.2 硬件部分

    3.2.1 DS18B20 简介

    DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司继 DS1820 之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。 与传统的热敏电阻相比， 它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9～12 位的数字值读数方式。

    在这里插入图片描述

    3.2.2 LCD1602 液晶屏简介

    1602 液晶也叫 1602 字符型液晶， 它是一种专门用来显示字母、 数字、 符号等的点阵型液晶模块。 它由若干个 5X7 或者 5X11 等点阵字符位组成， 每个点阵字符位都可以显示一个字符， 每位之间有一个点距的间隔， 每行之间也有间隔， 起到了字符间距和行间距的作用， 正因为如此所以它不能很好地显示图形

    在这里插入图片描述

    3.3 软件部分

    3.3.1 整体软件流程

    控制系统软件使用 C 语言编程。

    使用模块化设计， 除主程序外， 还有各功能子程序， 分别执行直流电机驱动调速及温度采集、 显示等功能， 编辑环境采用集成开发环环境 Keil。

    程序总体运行流程图如下：

    在这里插入图片描述

    3.3.2 初始化

    系统初始化包括 STM32 系统定时器初始化， GPIO 口初始化以及 LCD1602 初始化等。

    在这里插入图片描述

    3.3.3 温度采集与显示

    DS18B20 温度传感器进行温度采集时， 要依次进行初始化， ROM 操作指令， 存储器操作指令， 数据传输等操作

    在这里插入图片描述

    3.4 实现效果

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    3.5 部分相关代码

    
/************************************************
 作者：丹成学长，Q746876041
************************************************/
1.主函数
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_SysTick.h"
#include <LCD1602.h>
#include "bsp_ds18b20.h"
int main()
{ int PWM,low,zhouqi;
float wendu;
 int wendu1;
 zhouqi=500;
 low=zhouqi-PWM;
 SysTick_Init();
 init1602();
lcdpos(1,0);
writestring("TEM: 00.0");
 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
while( DS18B20_Init()) 
 {
lcdpos(0,0);
 writestring(" no ds18b20 exit");
}
 lcdpos(0,0);
 writestring("ds18b20 exit");
 for(;;)
 {
DS18B20_Get_Temp(wendu);
 if (wendu<0)
 { lcdpos(1,4);
 writestring("-");
}
  wendu1=wendu*100;
 lcdpos(1,5);
 write_dat(wendu1/10000+0x30);
lcdpos(1,6);
  write_dat(wendu1%10000/1000+0x30);
  lcdpos(1,7);
  write_dat(wendu1%1000/100+0x30);
  lcdpos(1,9);
  write_dat(wendu1%100/10+0x30);
  lcdpos(1,10);
write_dat(wendu1%10+0x30);
  Delay_ms(2000);
 if(wendu1>30)
 { low=500;
 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
Delay_ms(PWM);
}  
 if(wendu1<15)
 { low=0;
  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
  Delay_ms(PWM);
}
 if(wendu1>=15&wendu1<20)
 { low=100;
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
 Delay_ms(PWM);
 GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
  Delay_ms(low);
} 
  if(wendu1>=20&wendu1<25)
  {
low=200;
  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
  Delay_ms(PWM);
  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
  Delay_ms(low);
  }
 if(wendu1>=25&wendu1<30)
 { low=300;
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
  Delay_ms(PWM);
  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
  Delay_ms(low);
}
 }
}
2.DS18B20 子程序
#include "bsp_ds18b20.h"
/*
* 函数名： DS18B20_GPIO_Config
* 描述 ： 配置 DS18B20 用到的 I/O 口
* 输入 ： 无
* 输出 ： 无
*/
static void DS18B20_GPIO_Config(void)
{ 
/*定义一个 GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*开启 DS18B20_PORT 的外设时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(DS18B20_CLK, ENABLE);
/*选择要控制的 DS18B20_PORT 引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;
/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
/*设置引脚速率为 50MHz */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
/*调用库函数， 初始化 DS18B20_PORT*/
GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);
}
/*
* 函数名： DS18B20_Mode_IPU
* 描述 ： 使 DS18B20-DATA 引脚变为输入模式
* 输入 ： 无
* 输出 ： 无
*/
static void DS18B20_Mode_IPU(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*选择要控制的 DS18B20_PORT 引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;
/*设置引脚模式为浮空输入模式*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
/*调用库函数， 初始化 DS18B20_PORT*/
GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/*
* 函数名： DS18B20_Mode_Out_PP
* 描述 ： 使 DS18B20-DATA 引脚变为输出模式
* 输入 ： 无
* 输出 ： 无
*/
static void DS18B20_Mode_Out_PP(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*选择要控制的 DS18B20_PORT 引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;
/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
/*设置引脚速率为 50MHz */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
/*调用库函数， 初始化 DS18B20_PORT*/
GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/*
*主机给从机发送复位脉冲
*/
static void DS18B20_Rst(void)
{
/* 主机设置为推挽输出 */
DS18B20_Mode_Out_PP();
DS18B20_DATA_OUT(LOW);
/* 主机至少产生 480us 的低电平复位信号 */
Delay_us(750);
/* 主机在产生复位信号后， 需将总线拉高 */
DS18B20_DATA_OUT(HIGH);
Delay_us(15);
}
/*
* 检测从机给主机返回的存在脉冲
* 0： 成功
* 1： 失败
*/
static uint8_t DS18B20_Presence(void)
{
uint8_t pulse_time = 0;
/* 主机设置为上拉输入 */
DS18B20_Mode_IPU();
while( DS18B20_DATA_IN() && pulse_time<100 )
{
pulse_time++;
Delay_us(1);
} 
/ * 经过 100us 后， 存在脉冲都还没有到来*/
if( pulse_time >=100 )
return 1;
else
pulse_time = 0;

/* 存在脉冲到来， 且存在的时间不能超过 240us */
while( !DS18B20_DATA_IN() && pulse_time<240 )
{
pulse_time++;
Delay_us(1);
} 
if( pulse_time >=240 )
return 1;
else
return 0;
}
/*
* 从 DS18B20 读取一个 bit
*/
static uint8_t DS18B20_Read_Bit(void)
{
uint8_t dat; /* 读 0 和读 1 的时间至少要大于 60us */
DS18B20_Mode_Out_PP();
/* 读时间的起始： 必须由主机产生 >1us <15us 的低电平信号 */
DS18B20_DATA_OUT(LOW);
Delay_us(10);
/ * 设置成输入， 释放总线， 由外部上拉电阻将总线拉高 */
DS18B20_Mode_IPU();
//Delay_us(2);
if( DS18B20_DATA_IN() == SET )
dat = 1;
else
dat = 0;
/* 这个延时参数请参考时序图 */
Delay_us(45);
return dat;
}
/*
* 从 DS18B20 读一个字节， 低位先行
*/
uint8_t DS18B20_Read_Byte(void)
{
uint8_t i, j, dat = 0;
for(i=0; i<8; i++)
{
j = DS18B20_Read_Bit();
dat = (dat) | (j<<i);
}
return dat;
}
/*
* 写一个字节到 DS18B20， 低位先行
*/
void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat)
{
uint8_t i, testb;
DS18B20_Mode_Out_PP();
for( i=0; i<8; i++ )
{
testb = dat&0x01;
dat = dat>>1; 
/* 写 0 和写 1 的时间至少要大于 60us */
if (testb)
{  
DS18B20_DATA_OUT(LOW);
/* 1us < 这个延时 < 15us */
Delay_us(8);
DS18B20_DATA_OUT(HIGH);
Delay_us(58);
} 
else
{  
DS18B20_DATA_OUT(LOW);
/* 60us < Tx 0 < 120us */
Delay_us(70);
DS18B20_DATA_OUT(HIGH);  
/* 1us < Trec(恢复时间) < 无穷大*/
Delay_us(2);
}
}
}
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst(); 
DS18B20_Presence();
DS18B20_Write_Byte(0XCC);  /* 跳过 ROM */
DS18B20_Write_Byte(0X44);  /* 开始转换 */
}
uint8_t DS18B20_Init(void)
{
DS18B20_GPIO_Config();
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Presence();
}
float DS18B20_Get_Temp(float f_tem)
{
uint8_t tpmsb, tplsb;
short s_tem;
DS18B20_Rst(); 
DS18B20_Presence();
DS18B20_Write_Byte(0XCC); /* 跳过 ROM */
DS18B20_Write_Byte(0X44);    /* 开始转换 */
DS18B20_Rst();
DS18B20_Presence();
DS18B20_Write_Byte(0XCC);    /* 跳过 ROM */
DS18B20_Write_Byte(0XBE);    /* 读温度值 */
tplsb = DS18B20_Read_Byte(); 
tpmsb = DS18B20_Read_Byte();
s_tem = tpmsb<<8;
s_tem = s_tem | tplsb;
I f( s_tem < 0 )  /* 负温度 */
f_tem = (~s_tem+1) * 0.0625;
else
f_tem = s_tem * 0.0625;
return f_tem;
}

/*******************************************************************
篇幅有限，只展示部分代码
作者：丹成学长，Q532036360
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