1 简介

Hi，大家好，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

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

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。

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

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：

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。

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

3.4 实现效果

3.5 部分相关代码


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;
}

4 最后

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