STM32项目设计:基于STM32的DHT11、MQ-2、光照强度检测

一、项目功能概述

1、通过DHT11温湿度模块检测温湿度
2、通过MQ-2烟雾传感器检测烟雾
3、通过光敏电阻模块检测光照强度
4、oled液晶屏显示实时检测到的数据
5、超限蜂鸣器报警
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二、材料选择

1、主控 STM32F103C8T6
本人是自己制作的最小系统版,主要目的省钱!!!!
在这里插入图片描述
2、DHT11温湿度模块
在这里插入图片描述
3、MQ-2烟雾传感器模块
在这里插入图片描述
4、光敏电阻模块

在这里插入图片描述
5、0.96 OLED液晶屏
在这里插入图片描述
6、蜂鸣器模块
在这里插入图片描述

三、原理图设计

1、DHT11连接图
在这里插入图片描述
2、OLED液晶模块连接图
在这里插入图片描述
3、MQ-2硬件连接图
在这里插入图片描述
4、光敏电阻模块硬件连接图
在这里插入图片描述
5、蜂鸣器模块硬件连接图
在这里插入图片描述

四、成品展示

1、上电界面
由于相机刷新率比较快,拍屏幕会有闪!!!
在这里插入图片描述
2、开来台灯后,光照强度数值明显提升!!!
在这里插入图片描述
剩下的温湿度和烟雾浓度就不贴图片了,没法直观表示数据更新!!!

五、源码设计

OLED.c

#include "oled.h"
#include "codetab.h"
#include "main.h"
#include "string.h"
#include "i2c.h"
#include "./usart/bsp_debug_usart.h"
#include "dht11.h"
#include "key.h"
#include "bsp_led.h"
#define IIC_SCK_0  GPIOA->BRR=0X0080       // 设置sck接口到PA7   置零
#define IIC_SCK_1  GPIOA->BSRR=0X0080      //置位
#define IIC_SDA_0  GPIOB->BRR=0X0001       // 设置SDA接口到PB0    置零
#define IIC_SDA_1  GPIOB->BSRR=0X0001      // 复位

char mStrVol[20];
char mStrCul[20];

char mStrtemp[20];

char mStrhum[20];

char mStrSpeed[20];

char mStrDirec[20];
uint16_t mVolValue;
uint16_t mCulValue;


extern uint8_t shidu ;
extern uint8_t wendu;
extern uint16_t value1;
extern uint16_t value2;

unsigned int GetDeltaTicks(unsigned int tickcount)
{
	unsigned int now = GetTickCount();
	return 	now >= tickcount ? (now - tickcount) : (0xFFFFFFFF - tickcount + now);
}
void I2C_GPIO_Config(void)

{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_7 ; 
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; 
    GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
	GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//SCL引脚初始化
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_7 ,GPIO_PIN_SET);
	
	
	GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_0 ;
	 HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//SDA引脚初始化
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0 ,GPIO_PIN_SET);
}

void delay_us(unsigned int _us_time)
{       
  unsigned char x=0;
  for(;_us_time>0;_us_time--)
  {
    x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;
	  x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;
	  x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;x++;
  }
}


void delay_ms(unsigned int _ms_time)
{
	unsigned int i,j;
	for(i=0;i<_ms_time;i++)
	{
		for(j=0;j<900;j++)
		{;}
	}
}

const unsigned char  OLED_init_cmd[25]=
{
  /*0xae,0X00,0X10,0x40,0X81,0XCF,0xff,0xa1,0xa4,
  0xA6,0xc8,0xa8,0x3F,0xd5,0x80,0xd3,0x00,0XDA,0X12,
  0x8d,0x14,0xdb,0x40,0X20,0X02,0xd9,0xf1,0xAF*/
       0xAE,//关闭显示
       0xD5,//设置时钟分频因子,震荡频率
       0x80,  //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率

       0xA8,//设置驱动路数
       0X3F,//默认0X3F(1/64)
       0xD3,//设置显示偏移
       0X00,//默认为0
       0x40,//设置显示开始行 [5:0],行数.                              
       0x8D,//电荷泵设置
       0x14,//bit2,开启/关闭
       0x20,//设置内存地址模式
       0x02,//[1:0],00,列地址模式;01,行地址模式;10,页地址模式;默认10;
       0xA1,//段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127;
       0xC8,//设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数
       0xDA,//设置COM硬件引脚配置
       0x12,//[5:4]配置            
       0x81,//对比度设置
       0xEF,//1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮)
       0xD9,//设置预充电周期
       0xf1,//[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2;
       0xDB,//设置VCOMH 电压倍率
       0x30,//[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc;
       0xA4,//全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏)
       0xA6,//设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示        
       0xAF,//开启显示     
};



/*****************************************
字节数据发送函数
函数原型:void IIC_write(unsigned char date);
功能:将数据date发送出去,可以是地址,也可以是数据
******************************************/
void IIC_write(unsigned char date)
{
	unsigned char i, temp;
	temp = date;		
	for(i=0; i<8; i++)//传送数据长度为8
	{	IIC_SCK_0;
		
        if ((temp&0x80)==0)//判断发送位
            IIC_SDA_0;
        else IIC_SDA_1;
		temp = temp << 1;
		delay_us(1);			  
		IIC_SCK_1;
		delay_us(1);
		
	}
	IIC_SCK_0;
	delay_us(1);
	IIC_SDA_1;
	delay_us(1);
	IIC_SCK_1;
	delay_us(1);
	IIC_SCK_0;
	delay_us(1);
	

}


/*************************************************************************
功能:启动I2C总线,即发送I2C起始条件。SCL为高电平期间,SDA出现下降沿
**************************************************************************/
void IIC_start()
{
	IIC_SDA_1;
	delay_us(1);
	IIC_SCK_1;
	delay_us(1);				   //所有操作结束释放SCL	
	IIC_SDA_0;
	delay_us(3);
	IIC_SCK_0;
	
    IIC_write(0x78);
        
}


/*************************************************************************
功能:结束I2C总线,即发送I2C结束条件。SCL为高电平期间,SDA出现上升沿
**************************************************************************/
void IIC_stop()
{
	IIC_SDA_0;
	delay_us(1);
	IIC_SCK_1;
	delay_us(3);
	IIC_SDA_1;
	
}

void OLED_send_cmd(unsigned char o_command)
{

	IIC_start();
	IIC_write(0x00); 
	IIC_write(o_command);
	IIC_stop();

}

void OLED_send_data(unsigned char o_data)
{ 
	IIC_start();
	IIC_write(0x40);
	IIC_write(o_data);
	IIC_stop();
}
void Column_set(unsigned char column)
{
	OLED_send_cmd(0x10|(column>>4));    //设置列地址高位
	OLED_send_cmd(0x00|(column&0x0f));   //设置列地址低位  
	 
}
void Page_set(unsigned char page)
{
	OLED_send_cmd(0xb0+page);
}

void OLED_clear(void)
{
	unsigned char page,column;
	for(page=0;page<8;page++)             //page loop
	  { 
		  Page_set(page);
		  Column_set(0);	  
		  for(column=0;column<128;column++)	//column loop
			{
			  OLED_send_data(0x00);
			}
	  }
}


void OLED_full(void)
{
	unsigned char page,column;
	for(page=0;page<8;page++)             //page loop
	  { 
		Page_set(page);
		Column_set(0);	  
	for(column=0;column<128;column++)	//column loop
		  {
			OLED_send_data(0xff);
		  }
	  }
}


void OLED_init(void)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<25;i++)
	{
		OLED_send_cmd(OLED_init_cmd[i]);
	}
	OLED_clear();
//	OLED_Chinese16x16Str(0,0,Chinese_WEN_F16X16);
//	OLED_Chinese16x16Str(2,0,Chinese_DU_F16X16);	
//	OLED_Chinese16x16Str(0,1,Chinese_SHII_F16X16);	
//	OLED_Chinese16x16Str(2,1,Chinese_DU_F16X16);	
//	OLED_Chinese16x16Str(0,4,Chinese_GUANG_F16X16);		
//	OLED_Chinese16x16Str(2,4,Chinese_ZHAO_F16X16);		
//	                     	
//	OLED_Chinese16x16Str(0,6,Chinese_YAN_F16X16);
//	OLED_Chinese16x16Str(2,6,Chinese_WU_F16X16);			
//	OLED_Chinese16x16Str(3,2,Chinese_YE_F16X16);		
//	OLED_Chinese16x16Str(4,2,Chinese_SHE_F16X16);			
//	OLED_Chinese16x16Str(5,2,Chinese_JII_F16X16);	
////    HAL_Delay(1000);
////	OLED_clear();
//	
//	OLED_Chinese16x16Str(1,0,Chinese_Liu_F16X16);	
//	OLED_Chinese16x16Str(2,0,Chinese_Tang_F16X16);		
//	OLED_Chinese16x16Str(3,0,Chinese_CHONG_F16X16);
//	OLED_Chinese16x16Str(4,0,Chinese_WU_F16X16);	
//	OLED_Chinese16x16Str(5,0,Chinese_WEI_F16X16);	
//	OLED_Chinese16x16Str(6,0,Chinese_SHI_F16X16);	
//	OLED_Chinese16x16Str(7,0,Chinese_QI_F16X16);

}


void Picture_display(const unsigned char *ptr_pic)
{
	unsigned char page,column;
	for(page=0;page<(64/8);page++)        //page loop
	  { 
	Page_set(page);
	Column_set(0);	  
	for(column=0;column<128;column++)	//column loop
		  {
			OLED_send_data(*ptr_pic++);
		  }
	  }
}



void Picture_ReverseDisplay(const unsigned char *ptr_pic)
{
    unsigned char page,column,data;
    for(page=0;page<(64/8);page++)        //page loop
      { 
		  Page_set(page);
		  Column_set(0);	  
		  for(column=0;column<128;column++)	//column loop
          {
            data=*ptr_pic++;
            data=~data;
            OLED_send_data(data);
          }
      }
  }

  
  
  
void OLED_Set_Pos(uint8_t x, uint8_t y) 
{ 
	OLED_send_cmd(0xb0+y);
	OLED_send_cmd(((x&0xf0)>>4)|0x10);
	OLED_send_cmd((x&0x0f)|0x01);
}   
void OLED_Chinese16x16Str(uint8_t x,uint8_t y,const uint8_t * ch)
{
		uint8_t i;
		uint8_t	j,k =0;
		j = x<<4;		// 0~7		该字符占2*8bits
		k = y<<1;	// 0~4	该字符占2*8bits
		OLED_Set_Pos(j,k);
		for(i=0;i<16;i++)
		OLED_send_data(*(ch+i));
		OLED_Set_Pos(j,k+1);	
		for(i=16;i<32;i++)
		OLED_send_data(*(ch+i));	
}

void OLED_OneByte(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t k)
{
	uint8_t c=0,i=0,z =0;
	z = x*6;	//获取起始位置
		c =k-32;
	if(z>126){z=0;y++;}
		OLED_Set_Pos(z,y); //设置地址
		/*一个ascii显示需要68bit数据*/
		for(i=0;i<6;i++)
		OLED_send_data(F6x8[c][i]);
}

 
void OLED_P6x8Str(uint8_t x,uint8_t y,int8_t ch[])
{
	uint8_t c=0,i=0,j=0,z =0;
	z = x*6;	//
	while (ch[j]!='\0')
	{
		c =ch[j]-32;
		if(z>126){z=0;y++;}
		OLED_Set_Pos(z,y);
		for(i=0;i<6;i++)
		OLED_send_data(F6x8[c][i]);
		z+=6;
		j++;
	}
}
void OLED_P8x16Str(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t *chr)
{
	uint8_t j=0;
	uint8_t c = 0, i = 0;
	while (chr[j]!='\0')
	{
		c = chr[j] - ' ' ;
		OLED_Set_Pos(x,y);
		for(i=0;i<8;i++)
		OLED_send_data(F8X16[c*16+i]);
		OLED_Set_Pos(x,y+1);
		for(i=0;i<8;i++)
		OLED_send_data(F8X16[c*16+i+8]);
		x+=8;
		if(x>120){x=0;y+=2;}
		j++;	
	}
	
}



DHT11.c

#include "dht11.h"
#include "main.h"
#include "oled.h"





void delay_uss(unsigned int us)
{       
  uint32_t delay = (HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 4000000 * us);
	while(delay--)
	{
		;
	}
}
void DHT11_Rst(void)	   
{    	
	DHT11_IO_OUT(); 	//SET OUTPUT
    DHT11_DQ_OUT=0; 	//拉低DQ
    HAL_Delay(25);    	//拉低至少18ms
    DHT11_DQ_OUT=1; 	//DQ=1 
	delay_uss(30);     	//主机拉高20~40us
}

//等待DHT11的回应
//返回1:未检测到DHT11的存在
//返回0:存在
u8 DHT11_Check(void) 	   
{   
	u8 retry=0;
	DHT11_IO_IN();//SET INPUT	 
    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us
	{
		retry++;
		delay_uss(1);
	};	 
	if(retry>=100)return 1;
	else retry=0;
    while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us
	{
		retry++;
		delay_uss(1);
	};
	if(retry>=100)return 1;	    
	return 0;
}
//从DHT11读取一个位
//返回值:1/0
u8 DHT11_Read_Bit(void) 			 
{
 	u8 retry=0;
	while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平
	{
		retry++;
		delay_uss(1);
	}
	retry=0;
	while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平
	{
		retry++;
		delay_uss(1);
	}
	delay_us(40);//等待40us
	if(DHT11_DQ_IN)return 1;
	else return 0;		   
}
//从DHT11读取一个字节
//返回值:读到的数据
u8 DHT11_Read_Byte(void)    
{        
    u8 i,dat;
    dat=0;
	for (i=0;i<8;i++) 
	{
   		dat<<=1; 
	    dat|=DHT11_Read_Bit();
    }						    
    return dat;
}
//从DHT11读取一次数据
//temp:温度值(范围:0~50°)
//humi:湿度值(范围:20%~90%)
//返回值:0,正常;1,读取失败
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)    
{        
 	u8 buf[5];
	u8 i;
	DHT11_Rst();
	if(DHT11_Check()==0)
	{
		for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据
		{
			buf[i]=DHT11_Read_Byte();
		}
		if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
		{
			*humi=buf[0];
			*temp=buf[2];
		}
	}else return 1;
	return 0;	    
}
//初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在    	 
u8 DHT11_Init(void)
{	 
 	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
	
 	GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_11;				 //PG11端口配置
 	GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; 		 //推挽输出
 	GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	//GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
 	 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);		 //初始化IO口
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_11 ,GPIO_PIN_SET);						 //PG11 输出高
			    
	DHT11_Rst();  //复位DHT11
	return DHT11_Check();//等待DHT11的回应
} 

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