基于stm32溫濕度監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)1

1、王江紅（1993-），男，云南曲靖人，漢族，學(xué)生，在讀本科，所學(xué)專業(yè)通信工程 基于stm32的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 王江紅 胡湘娟 陽(yáng)泳 邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 湖南邵陽(yáng) 422004 摘要：溫濕度的監(jiān)測(cè)對(duì)于當(dāng)前控制室內(nèi)環(huán)境，改善室內(nèi)環(huán)境起著重要的作用，為了提高室內(nèi)用戶的舒適度，一般都會(huì)對(duì)室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)監(jiān)測(cè)溫濕度的變化情況來(lái)確定下一步的動(dòng)作，例如在溫室中嚴(yán)格監(jiān)控室內(nèi)溫度，使得溫室內(nèi)的植物能到最合適的生存環(huán)境。本文就基于stm32的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了全面分析，通過(guò)其有效的提高溫度的時(shí)效性管理意義重大。關(guān)鍵字：stm32；溫濕度；ucosII系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 此次的基于STM32

2、的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是32位的單片機(jī)為主控芯片，DHT11為溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，搭載的是ucosII操作系統(tǒng)，顯示設(shè)備為主控ITL9438的彩屏，通過(guò)DHT11采集的信息對(duì)經(jīng)過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部程序的處理，將其以數(shù)字的形式顯示在彩屏上，并且同時(shí)根據(jù)單片機(jī)內(nèi)部的溫度設(shè)定值進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)的室內(nèi)溫濕度的智能控制。1、溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1、溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)主控芯片為Stm32F103ZET6，除了必須的Stm32單片機(jī)正常的驅(qū)動(dòng)的電路之外，彩屏為使用的是已經(jīng)做成模塊的ITL9438彩屏，而采集模塊則是使用的DHT11，如圖所示為使用的DHT11的引腳圖，可得知只要通過(guò)采集Dout引腳的輸

3、出的電平變化，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)，根據(jù)DHT11的時(shí)序圖寫(xiě)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)DHT11溫濕度傳感器。彩屏的程序可以直接使用的屏幕廠家寫(xiě)好的程序，移植到Stm32上既可，而通過(guò)將Dout引腳上的高低電平變化，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理可以將溫濕度數(shù)據(jù)已數(shù)字的形式顯現(xiàn)在彩屏上，通過(guò)內(nèi)部的程序根據(jù)比較當(dāng)前的溫濕度值與設(shè)定的參數(shù)值進(jìn)行比較，使得進(jìn)行下一步的溫濕度調(diào)節(jié)動(dòng)作，通過(guò)向外部電路發(fā)送信號(hào)，例如溫度高了，打開(kāi)排風(fēng)機(jī)降低室內(nèi)的溫度等措施優(yōu)先對(duì)溫度的控制，這與空調(diào)的原理類似，但是系統(tǒng)比空調(diào)電路簡(jiǎn)捷的多。 DHT11數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式，單個(gè)數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（4

4、0Bit）組成。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。DHT11的數(shù)據(jù)格式為：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和。其中校驗(yàn)和數(shù)據(jù)為前四個(gè)字節(jié)相加，傳感器數(shù)據(jù)輸出的是未編碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)(濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù))之間應(yīng)該分開(kāi)處理。1.2、溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 此次的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要實(shí)在keil4中完成，操作系統(tǒng)為UCOSII，將UCOSII系統(tǒng)移植到當(dāng)前單片機(jī)上，并且建立相應(yīng)的任務(wù)堆棧，通過(guò)調(diào)用任務(wù)堆棧的形式實(shí)現(xiàn)的對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行，將DHT11的Dout引腳與PG11連接，PG11引腳設(shè)置

5、的為輸入模式，用于采集Dout引腳的電平變化。開(kāi)機(jī)的時(shí)候先檢測(cè)是否有DHT11存在，如果沒(méi)有，則提示錯(cuò)誤。只有在檢測(cè)到DHT11之后才開(kāi)始讀取溫濕度值，并顯示在LCD上，如果發(fā)現(xiàn)了DHT11，則程序每隔100ms左右讀取一次數(shù)據(jù)，并把溫濕度顯示在LCD上。同時(shí)會(huì)使用一個(gè)LED來(lái)指示程序運(yùn)行狀況。 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為的LED驅(qū)動(dòng)程序、LCD驅(qū)動(dòng)程序、DHT11驅(qū)動(dòng)程序以及STM32單片機(jī)的啟動(dòng)文件等幾個(gè)部分，其中LCD驅(qū)動(dòng)程序主要是有屏幕生產(chǎn)廠家提供，并不需要自己編寫(xiě)，直接移植廠家提供的LCD驅(qū)動(dòng)程序即可，而設(shè)計(jì)者主要是編寫(xiě)的LED驅(qū)動(dòng)和DHT11的驅(qū)動(dòng)。DHT11并不需要使用II

6、C接口或者是SPI接口，所以直接配置兩個(gè)I/O引腳，通過(guò)DHT11的讀寫(xiě)時(shí)序編寫(xiě)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序即可，如下圖中的1時(shí)序和0時(shí)序圖：通過(guò)上面兩張時(shí)序圖，我們可以編寫(xiě)出DHT11相應(yīng)的讀函數(shù)與寫(xiě)函數(shù)，再通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送流程時(shí)序便可以寫(xiě)出DHT11的驅(qū)動(dòng)程序。將上述幾個(gè)主要的驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)好之后，編寫(xiě)相應(yīng)的DHT11數(shù)據(jù)處理函數(shù)，通過(guò)函數(shù)參數(shù)返回值將實(shí)際的數(shù)據(jù)顯示在LCD屏幕上。屏幕上顯示的參數(shù)在主函數(shù)中的出現(xiàn)編寫(xiě)即可。2、 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況 單片機(jī)所使用電源為3.3V,供電電壓不得超過(guò)3.3V，否則將會(huì)燒掉STM32單片機(jī)芯片，上電系統(tǒng)便開(kāi)始啟動(dòng)，設(shè)計(jì)一個(gè)LED指示燈來(lái)顯示程序的運(yùn)行狀況，而系統(tǒng)檢

7、測(cè)DHT11是否存在，存在便會(huì)將采集的溫濕度數(shù)據(jù)顯示在彩屏上，不否村則會(huì)提示沒(méi)有DHT11，如左圖所示為彩屏的顯示結(jié)果，顯示溫度為30，濕度為33%，屏幕為每100ms刷新一次，動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)變化，如果DHT11出現(xiàn)問(wèn)題，彩屏將會(huì)顯示沒(méi)有設(shè)備，請(qǐng)檢查設(shè)備等字樣。在實(shí)際的測(cè)試中，可以發(fā)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)，屏幕上數(shù)據(jù)精確程度較低，而且數(shù)據(jù)的刷新率較慢，所以在數(shù)據(jù)的處理方面還要進(jìn)行加強(qiáng)。3、總結(jié) 通過(guò)此次溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以看出此系統(tǒng)在改善室內(nèi)環(huán)境中發(fā)揮著巨大的作用，如果的需要深入研究，重點(diǎn)在于對(duì)DHT11數(shù)據(jù)的分析精確程序加強(qiáng)，這樣才能提高系統(tǒng)的運(yùn)作效率，此外STM32單片機(jī)所設(shè)計(jì)的溫濕度控制系統(tǒng)與8位單片機(jī)設(shè)計(jì)的溫濕度控制系統(tǒng)有著明顯的進(jìn)步，但是通過(guò)上述設(shè)計(jì)也可以看出的，基于STM32的溫濕度控制系統(tǒng)還是存在很多的不足，需要加以改進(jìn)才能運(yùn)用到實(shí)際的工作、生活中。參考文獻(xiàn)：1任哲.嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uc/os-II原理與應(yīng)用