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STM32单片机简易光控温控系统 HAL库程序+原理图PCB文件

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楼主
ID:302883 发表于 2022-5-2 21:20 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
之前做的项目整理了一下，基于STM32（HAL库）简易光控温控系。相互学习，资料仅供参考 谢谢。
        本设计系统虽然是一个简易桌面系统，而且其中硬件功能比较单一，但是其中开发流程还是比较齐全的，过程涉及到软件比较通用，对于想入门的stm32的初学者也是比较友好的。其中涉及，硬件电路设计，程序设计，HAL库使用，STM32CubeMX软件使用。
       作品还有许多可以地方可以完善的，由于个人能力和经验的不足，作品还存在着或多或少的缺陷，比如可添加摄像头功能用于检测坐姿或者是家长监督等。若是与语音模块结合可起到监督小孩坐姿不端正等好处。还可以添加无线模块，能起到远程控制功能等。程序可以加入算法，能更好的达到自动控制效果，程序继续优化可以使作品更稳定些。
制作出来的实物图如下：

Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)


主程序流程图



单片机源程序如下:
  1. #include "regulation/regulation.h"

  3. /********************************************************
  4.         本文件用于编写有需要进行多个外设联合调控的程序
  5. *********************************************************/

  7. //创建一个温度调控的结构体变量，方便温度调控的配置
  8. Temperature_SetTypeDef Tem_Regula_Set;
  9. //创建一个亮度调控的结构体变量，方便温度调控的配置
  10. Brightness_SetTypeDef Bri_Regula_Set;

  12. /*
  13. 函数名称：Regulation_Init()
  14. 函数功能：初始化需要调控的数据，避免初始值过于混乱
  15. 输入参数：无
  16. 输出参数：无
  17. 备 注  ：
  18. */
  19. void Regulation_Init(void)
  20. {
  21.         //温度调控初始化值
  22.         Tem_Regula_Set.Mode = 0;                        //温度调控初始为手动模式
  23.         Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit = 25;        //温度调控的下限值为23
  24.         Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit = 27;        //温度调控的上限值为24
  25.         Tem_Regula_Set.Moto_Pwm_Val = 0;        //输出调控值为0
  26.         
  27.         //亮度调控初始化值
  28.         Bri_Regula_Set.Mode = 0;                        //亮度调控初始化为手动模式
  29.         Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit = 20;        //亮度调控下限值为20
  30.         Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit = 70;        //亮度调控上限值为50
  31.         Bri_Regula_Set.Bri_Median = 50;                //亮度调控的中值为50
  32.         Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val = 0;                //LED照明控制输出为0
  33.         Bri_Regula_Set.Work_Flag = 0;                //复位LED灯的工作状态
  34.         Bri_Regula_Set.Resolution = 1;                //初始化LED控制的分辨率为1
  35.         Bri_Regula_Set.offset = 5;                        //初始化LED的偏移值为5
  36. }
  37.         

  39. /*
  40. 函数名称：Temperature_Set()
  41. 函数功能：用于对温度控制的配置更新
  42. 输入参数：无
  43. 输出参数：无
  44. 备 注  ：
  45. */
  46. void Temperature_Set(void)
  47. {
  48.         if(Tem_Regula_Set.Mode == 1)                //手动模式
  49.         {
  50.                 Moto.PwmVal = Tem_Regula_Set.Moto_Pwm_Val;                //将设定好的值赋予到电机的控制变量中
  51.                 Moto_Control_Update();                                                        //刷新电机控制输出的值
  52.         }
  53.         else if(Tem_Regula_Set.Mode == 0)        //自动模式
  54.         {
  55.                 if((DS18B20_Tem.Tem/10) < Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit)                //判断读取到的温度值是否低于下限值
  56.                 {
  57.                         Moto.PwmVal = 0;                        //停止电机的工作
  58.                         Moto_Control_Update();                //刷新电机控制输出的值
  59.                 }
  60.                 else if((DS18B20_Tem.Tem/10) > Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit)        //判断读取到的温度值是否大于上限值
  61.                 {
  62.                         Moto.PwmVal = ((DS18B20_Tem.Tem/10) - Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit) + 6;                //计算电机的输出速度
  63.                         Moto_Control_Update();                //刷新电机控制输出的值
  64.                 }
  65.         }
  66.         if(Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit > Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit)                //判断下限值是否大于上限值
  67.                 Tem_Regula_Set.Tem_Low_Limit = (Tem_Regula_Set.Tem_Up_Limit - 1);
  68. }



  72. /*
  73. 函数名称：Brightness_Set()
  74. 函数功能：用于对亮度调控的配置更新
  75. 输入参数：无
  76. 输出参数：无
  77. 备 注  ：
  78. */
  79. void Brightness_Set(void)
  80. {
  81. if(Bri_Regula_Set.Mode == 1)                //手动模式
  82.         {
  83.                 if(Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val != 0)
  84.                         Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val--;
  85.                 LED_Pwm_Val = Bri_Regula_Set.LED_Pwm_Val;                //将设定好的亮度值赋予到LED照明输出端口中
  86.                 LED_PWM_Update();                                                                //刷新LED控制输出的值
  87.         }
  88.         else if(Bri_Regula_Set.Mode == 0)        //自动模式
  89.         {
  90.                 if(brightness.BriVal > Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit)                //判断读取到的亮度值是否高于上限值
  91.                 {
  92.                         Bri_Regula_Set.Work_Flag = 0;        //复位LED灯的工作状态
  93.                         LED_Pwm_Val = 0;                        //停止LED照明的工作
  94.                         LED_PWM_Update();                        //刷新LED照明控制输出的值
  95.                 }
  96.                 else if(brightness.BriVal < Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit)        //判断读取到的亮度值是否小于下限值
  97.                 {
  98.                         Bri_Regula_Set.Work_Flag = 1;        //置位LED灯的工作状态                        
  99.                 }
  100.                 if(Bri_Regula_Set.Work_Flag)                //LED灯处于工作状态
  101.                 {
  102.                         if((Bri_Regula_Set.Bri_Median - brightness.BriVal) > Bri_Regula_Set.offset)                                //判断读取到的亮度值与设置的中间值差大于5(当读取的亮度值小于中间值时)
  103.                                 LED_Pwm_Val+=Bri_Regula_Set.Resolution;                                                                                                                                                //如果读取到的亮度值，小于设置的中间值，那么增加LED的控制端口量（这样做是为了不会在一瞬间使LED的控制值太大）
  104.                         else if((brightness.BriVal - Bri_Regula_Set.Bri_Median) > Bri_Regula_Set.offset)                //判断读取到的亮度值与设置的中间值差大于5(当读取的亮度值大于中间值时)
  105.                                 LED_Pwm_Val-=Bri_Regula_Set.Resolution;                                                                                                                                                //如果读取到的亮度值，大于设置的中间值，那么减少LED的控制端口量（这样做是为了不会在一瞬间直接关闭LED的控制）
  106.                         
  107.                         if(LED_Pwm_Val > 100)                                                                                        //判断LED_Pwm_Val是否超出控制范围
  108.                                 LED_Pwm_Val = 100;
  109.                         if(LED_Pwm_Val < 0)                                                                                                //判断LED_Pwm_Val是否超出控制范围
  110.                                 LED_Pwm_Val = 0;
  111.                         
  112.                         LED_PWM_Update();                        //刷新LED照明控制输出的值
  113.                 }
  114.         }
  115.         if(Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit > Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit)                //判断下限值是否大于上限值（下限值不能大于上限值）
  116.                 Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit = (Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit - 1);
  117.         if(Bri_Regula_Set.Bri_Median > Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit)                        //判断中值是否大于上限值
  118.                 Bri_Regula_Set.Bri_Median = (Bri_Regula_Set.Bri_Up_Limit - 1);
  119.         if(Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit > Bri_Regula_Set.Bri_Median)                        //判断下限值不能大于中间值
  120.                 Bri_Regula_Set.Bri_Low_Limit = (Bri_Regula_Set.Bri_Median - 1);
  121. }
复制代码
  1. #include "task_list/task_list.h"


  4. //创建一个任务结构类型的数组，用于存放不同的任务，方便时间片的计时处理
  5. //在这里添加你需要增加的任务
  6. TASK_StatusTypeDef TaskComps[TASK_NUM] =
  7. {
  8.         {0,50,50,DS18B20_Update},                        //更新DS18B20的数据
  9.         {0,500,500,Brightness_Update},                        //更新亮度的数据
  10.         
  11.         //{0,100,100,Temperature_Set},                        //更新温度调节
  12.         //{0,100,100,Brightness_Set},                        //更新亮度调节
  13.         
  14.         {0,50,50,Dis_Mark},                                                //更新界面的数据
  15. //        {0,200,200,Beep_Toggle},                                //更新蜂鸣器翻转状态
  16.         {0,500,500,LED1_Toggle}                                        //翻转LED1，确认程序一直在工作
  17. //        {0,500,500,LED2_Toggle}
  18.         //在这里添加需要执行的任务，请根据任务的数量修改TASK_NUM的值
  19. };

  21. /*
  22. 函数名称：Init_Sys()
  23. 函数功能：将所有外设需要的初始化放到这个函数底下，方便统一管理
  24.                         本函数在主函数中被调用
  25. 输入参数：无
  26. 输出参数：无
  27. 备 注  :
  28. */
  29. void Init_Sys(void)
  30. {
  31.         
  32.         delay_init(84);                //初始化滴答时钟，使用内部时钟这里设置成84，如果使用外部时钟，这里可设置成12
  33.         
  34.         OLED_Init();                        //初始化OLED，先初始化OLED用于显示初始化的进度
  35.         Flip_Screnn(1);        
  36.         
  37.         LED_Init();                                                        //LED端口初始化
  38.         LED_PWM_Init();
  39.                
  40.         DS18B20_Init();

  42.         Moto_Init();                        //电机初始化

  44.         Beep_GPIO_Init();
  45.         
  46.         Beep_Pwm_Init();                        //初始化蜂鸣器PWM控制
  47. //        Regulation_Init();                        //调控值初始化
  48.         
  49.         Mark_Sign.Interface_Mark = Main_Interface;
  50. }

复制代码

  1. #include "architecture/architecture.h"



  5. /*
  6. 函数名称：Time_Slice()
  7. 函数功能：任务标志位的处理，也是时间片的计时，
  8.                         本函数在计时器中断中被调用，实现
  9.                         一个时间梯度进行一次递减
  10. 输入参数：无
  11. 输出参数：无
  12. 备 注  ：
  13. */
  14. void Time_Slice(void)
  15. {
  16.         uint8_t i;                        //定义一个变量用于循环计数来处理不同任务的时间记录
  17.         for(i=0;i<TASK_NUM;i++)                //逐个任务时间处理
  18.         {
  19.                 if(TaskComps[i].Timer)        //判断当前任务的时间片不为0
  20.                 {
  21.                         TaskComps[i].Timer--;                //减去一个节拍
  22.                         if(TaskComps[i].Timer==0)        //如果时间片减到0
  23.                         {
  24.                                 TaskComps[i].Timer = TaskComps[i].ItvTime;        //恢复时间片值，从新下一次计算
  25.                                 TaskComps[i].Run = 1;        //使能任务运行
  26.                         }                        
  27.                 }
  28.         }
  29. }

  31. /*
  32. 函数名称：Task_Process()
  33. 函数功能：任务处理函数，在主函数中被调用，用于判断各个任务是否需要被运行
  34. 输入参数：无
  35. 输出参数：无
  36. 备 注  ：
  37. */
  38. void Task_Process(void)
  39. {
  40.         uint8_t i;                //创建一个变量，用于循环任务的计数
  41.         for(i=0;i<TASK_NUM;i++)                //逐个任务处理
  42.         {
  43.                 if(TaskComps[i].Run)        //如果运行标志位不为0
  44.                 {
  45.                         TaskComps[i].TaskHook();        //运行任务
  46.                         TaskComps[i].Run = 0;                //清除标志位
  47.                 }
  48.         }
  49. }
  50. /*
  51. 函数名称：
  52. 函数功能：
  53. 输入参数：
  54. 输出参数：
  55. 备 注  ：
  56. */

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