基于STM32+SHT30设计的环境温度与湿度检测系统(IIC模拟时序) |
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基于STM32+SHT30设计的环境温度与湿度检测系统(IIC模拟时序)
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一、项目功能介绍
当前介绍基于STM32F103ZCT6芯片设计的环境温度与湿度检测系统设计过程。当前系统通过SHT30温湿度传感器采集环境温度和湿度数据，并通过模拟IIC时序协议将数据传输到STM32芯片上。然后，STM32芯片通过处理这些数据并将它们显示在0.91寸OLED显示屏上，以便用户能够方便地观察环境温度和湿度的变化情况。 系统的主控芯片采用了STM32F103ZCT6，这是一款高性能的32位ARM Cortex-M3微控制器，具有丰富的外设和存储器资源，可满足各种应用的需求。温湿度检测传感器采用了SHT30，这是一款高精度的数字式温湿度传感器，具有快速响应、低功耗、高可靠性等特点。 为了实现数据的显示，系统采用了0.91寸OLED显示屏，驱动芯片是SSD1306，接口是IIC协议。OLED显示屏也是通过模拟IIC时序进行驱动，这种方式具有简单、可靠、低功耗等优点。 （1）开发板连接SHT30实物图
（2）OLED显示屏
（3）测量的温度湿度串口打印
主控芯片采用STM32F103ZCT6，该芯片具有72MHz主频，具有丰富的外设资源，包括多个定时器、多个串口、多个I2C接口等。温湿度传感器采用IIC接口的SHT30，该传感器具有高精度、低功耗、数字输出等特点，可提供温度和湿度数据。OLED显示屏采用0.91寸OLED显示屏，驱动芯片是SSD1306，接口也是是IIC协议。 2.2 系统软件设计系统软件设计采用STM32CubeMX和Keil MDK-ARM工具进行开发。 实现步骤： （1）使用STM32CubeMX进行芯片引脚配置和初始化代码生成。 （2）编写SHT30温湿度传感器的IIC通信驱动程序。 （3）编写SSD1306 OLED显示屏的IIC通信驱动程序。 （4）编写温湿度检测程序，通过SHT30传感器读取温度和湿度数据，并将数据显示在OLED显示屏上。 （5）编写主程序，将以上各个程序整合在一起，并进行系统初始化和数据处理。 2.3 系统实现（1）系统硬件实现 系统硬件实现包括主控板、SHT30传感器模块和OLED显示屏模块。主控板上连接了STM32F103ZCT6主控芯片和IIC总线电路，SHT30传感器模块和OLED显示屏模块通过IIC总线连接到主控板上。 （2）系统软件实现 系统软件实现主要包括SHT30传感器的IIC通信驱动程序、SSD1306 OLED显示屏的IIC通信驱动程序、温湿度检测程序和主程序。其中，SHT30传感器的IIC通信驱动程序和SSD1306 OLED显示屏的IIC通信驱动程序都是基于STM32的硬件IIC接口实现的，温湿度检测程序通过SHT30传感器读取温度和湿度数据，并将数据显示在OLED显示屏上。主程序将以上各个程序整合在一起，并进行系统初始化和数据处理。 三、代码实现 3.1 主程序代码以下是基于STM32设计的环境温度与湿度检测系统的主函数main.c的代码实现： #include "stm32f10x.h" #include "systick.h" #include "sht30.h" #include "i2c.h" #include "oled.h" #define OLED_ADDR 0x78 #define SHT30_ADDR 0x44 uint8_t oled_buf[128][8]; void show_temp_humi(float temp, float humi) { char str[20]; int temp_int = (int)(temp * 10); int humi_int = (int)(humi * 10); sprintf(str, "Temp: %d.%d C", temp_int / 10, temp_int % 10); oled_show_chinese16x16(0, 0, oled_buf, "温度"); oled_show_chinese16x16(32, 0, oled_buf, "："); oled_show_string16x16(48, 0, oled_buf, str); sprintf(str, "Humi: %d.%d %%", humi_int / 10, humi_int % 10); oled_show_chinese16x16(0, 2, oled_buf, "湿度"); oled_show_chinese16x16(32, 2, oled_buf, "："); oled_show_string16x16(48, 2, oled_buf, str); oled_refresh(0, 7, oled_buf); } int main(void) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); i2c_init(); systick_init(72); sht30_init(SHT30_ADDR); oled_init(); while(1) { float temp, humi; sht30_read_temp_humi(&temp, &humi); show_temp_humi(temp, humi); delay_ms(1000); } }代码中主要实现了以下功能： （1）初始化IIC总线、SHT30传感器和OLED显示屏。 （2）定时读取SHT30传感器的温度和湿度数据。 （3）将温度和湿度显示在OLED显示屏上。 代码中使用了systick.h、sht30.h、i2c.h和oled.h等库文件，需要将这些文件添加到工程中。其中oled.h文件提供了显示中文、字符串和刷新缓冲区等接口，可以在OLED显示屏上显示信息。具体代码实现可以参考oled.c文件。 测试时，需要将OLED显示屏和SHT30传感器按照对应的引脚连接好，并将代码烧录到STM32F103ZCT6芯片中。如果一切正常，OLED显示屏上就会不断地显示当前温度和湿度值。 3.2 SHT30驱动代码以下是SHT30的驱动代码： sht30.h: #ifndef __SHT30_H #define __SHT30_H #include "stm32f10x.h" void sht30_init(uint8_t addr); void sht30_read_temp_humi(float *temp, float *humi); #endif /* __SHT30_H */sht30.c: #include "sht30.h" #include "i2c.h" #define SHT30_CMD_HIGH 0x2C #define SHT30_CMD_MIDDLE 0x06 void sht30_init(uint8_t addr) { uint8_t cmd[] = { 0x22, 0x36 }; i2c_write_data(addr, cmd, sizeof(cmd)); } void sht30_read_temp_humi(float *temp, float *humi) { uint8_t buf[6]; uint16_t temp_raw, humi_raw; i2c_start(); i2c_write_byte(SHT30_ADDR |
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