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手把手教你写stm32f103智能风扇

10月前 作者：嵌入式进阶之路 分类：Toy博客 阅读(65) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了手把手教你写stm32f103智能风扇。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.系统实现目标

本系统可以分为两个模式来进行运行，分别为手动模式和自动模式，同时，在上电进入系统后，还会有一个模式选择的界面产生。

  • 模式选择：在此界面中，可以通过按键K1来控制模式选择，两个模式分别为手动模式和自动模式；通过按键K2可以进入模式。
  • 手动模式：在手动模式中，可以通过K1来进行速度调整，分为低速、中速和高速，可以通过K3来控制是否为摇头状态。
  • 自动模式：在自动模式下，可以通过红外传感器来检测周围是否有人，通过温湿度传感器来测试周围环境温度和湿度，若达到条件就会触发风扇进行运转，风速也有低速模式、中速模式、高速模式。
    所有没写出的代码都太长，所以都在链接里面，可以自己下载，积分都设置为0了.

2.硬件选型和软件准备

2.1.硬件选型

1.最小系统板
这次项目使用的板子是stm32f103c8t6最小系统板，这个板子在tb上都能够买到，随便一个最小系统板都可以。
手把手教你写stm32f103智能风扇
2.显示模块
显示模块是使用的0.96英寸的OLED屏幕，注意是使用的IIC通信协议的OLED屏幕，不是使用SPI总线协议的。买的时候要看清楚。
手把手教你写stm32f103智能风扇
3.温度传感器
温湿度传感器使用的是DHT11温湿度传感器，用来采集环境的温湿度，最主要是用来采集温度。
手把手教你写stm32f103智能风扇
4.红外模块
红外模块是用来检测风扇前是否有人的。
手把手教你写stm32f103智能风扇
5.电机驱动模块
本次实验用的电机驱动模块是使用的大功率MOS管。
手把手教你写stm32f103智能风扇
6.舵机
舵机这个元器件主要是用来实现风扇摆头这个功能。
手把手教你写stm32f103智能风扇
7.电机
这次的电机是使用的空心杯这个电机，转速快，功率小。
手把手教你写stm32f103智能风扇
以上的元件就是这次项目用到的主要元器件。

2.2.软件准备

当我们把所有的硬件都准备完活以后，就要开始编写软件代码，编写软件代码之前，需要进行软件环境的准备，如果没有软件环境，我把软件环境放在了以下连接中：
https://download.csdn.net/download/nbbskk/87239099

3.硬件的连接电路

手把手教你写stm32f103智能风扇
硬件的连接电路如上
其中大功率MOS管需要注意，需要外接电源，不能使用单片机提供的5V引脚，因为如果这个mos管直接连接单片机中的5V引脚的话，就会造成程序的崩溃。

4.各个模块的驱动程序

4.1.红外传感器的驱动程序

红外传感器模块主要是用来检测前方是否有人存在，主要是用在自动模式下的。
.c文件

  #include "stm32f10x.h"                  // Device header



void Infrared_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	
//	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}

//PB10口来检测红外避障模块的功能，如果检测到障碍物返回1，未检测到障碍物返回2
uint16_t  Get_Sign(void)
{
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_10)==0)
	{
		return 1;
	}
	else 
	{
		return 2;
	}
}

.h文件

#ifndef  __INFRARED_H
#define __INFRARED_H

void Infrared_Init(void);
uint16_t  Get_Sign(void);




#endif

4.2.DHT11温湿度传感器的驱动程序

DHT11温湿度传感器主要是用来检测环境温度的。
.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "dht11.h"
#include  "oled.h"
#include  "delay.h"


extern uint8_t dat[5];

void dht11_package_show(void)//DHT11显示模式打包
{
	//显示温度和湿度字符
	OLED_ShowChinese(10,0,9,16,1);
	OLED_ShowChinese(26,0,8,16,1);
	OLED_ShowString(42,0,":",16,1);
	OLED_ShowChinese(10,16,10,16,1);
	OLED_ShowChinese(26,16,8,16,1);
	OLED_ShowString(42,16,":",16,1);
	OLED_Refresh();
	if(DHT_Read())
   {
	   //显示湿度
	   OLED_ShowNum(52,16,dat[0],2,16,1);
	   OLED_ShowString(70,16,"%",16,1);
//	   OLED_ShowNum(50,0,dat[1],5,16,1);
	   //显示温度
	   OLED_ShowNum(52,0,dat[2],2,16,1);  
	   OLED_DrawPoint(70,12,1);
	   OLED_ShowNum(74,0,dat[3],1,16,1);
	   
	   OLED_Refresh();
	   delay_ms(10);
   }
}

.h文件

#ifndef  __DHT11_PACKAGE_H
#define __DHT11_PACKAGE_H

void dht11_package_show(void);






#endif

4.3.OLED显示模块

OLED显示模块主要是用来显示和调试用的

OLED显示程序包括字库程序太大，放到以下连接中去下载。
https://download.csdn.net/download/nbbskk/87238933

4.4.舵机的驱动

舵机主要是用在切换风扇扫风和不扫风模式的
.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header


void  SG90_Init(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef     TIM_OCInitTypeDefStrucutre;
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6 ;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

	TIM_InternalClockConfig(TIM3);//选择内部时钟
	
	//时基单元配置
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=20000-1;              //ARR自动装载值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=72-1;            //PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	//输出比较器初始化
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_OCPolarity= TIM_OCPolarity_High;
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable   ;
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_Pulse=0;	                                                //CCR
	 TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitTypeDefStrucutre);


	 TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

}


void  setccr(uint16_t   crrnum)
{
	TIM_SetCompare1(TIM3,crrnum);//设置舵机的旋转，舵机旋转的crrnum最大为2500，最小为500
}

.h文件

#ifndef  __SG90_H
#define __SG90_H

void SG90_Init(void);
void  setccr(uint16_t   crrnum);





#endif

4.5.电机的驱动

电机用来充当风扇

.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header




void  key_PWM_Init(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef     TIM_OCInitTypeDefStrucutre;
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0 ;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//你
	
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

	TIM_InternalClockConfig(TIM3);//选择内部时钟
	
	//时基单元配置
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=20000-1;              //ARR自动装载值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=72-1;            //PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	//输出比较器初始化
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_OCPolarity= TIM_OCPolarity_High;
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_OutputState= TIM_OutputState_Enable   ;
	 TIM_OCInitTypeDefStrucutre.TIM_Pulse=0;	                                                //CCR
	 TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitTypeDefStrucutre);


	 TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}


void  setccr3(uint16_t   crrnum3)
{
	TIM_SetCompare3(TIM3,crrnum3);//设置风扇的转速
}

.h文件

#ifndef    __KEY_PWM_H
#define   __KEY_PWM_H

void  key_PWM_Init(void);
void  setccr3(uint16_t   crrnum3);





#endif

5.不同的工作模式

5.1.选择模式

当各个模块的驱动程序写好以后，就可以进行模式的选择了，通过对手动模式和自动模式的选择来进入到不同的模式当中。
模式选择功能的实现主要是通过按键和标志位来进行实现的，这个项目是通过四个按钮来进行控制的。
其中，当在模式选择界面的时候，需要两个按钮，分别接到GPIOA_2和GPIOA_3上，一端接低电平，另一端接IO口。
选择模式是通过以下的代码来实现的

show_words3();//显示选择界面
		option();//进行模式选择
		if(flago==0)//显示手动模式
		{
			OLED_ShowChinese(50,30,4,16,1);
			OLED_ShowChinese(66,30,5,16,1);
			OLED_Refresh();
			
		}
		else if(flago==1)//显示自动模式
		{
			OLED_ShowChinese(50,30,6,16,1);
			OLED_ShowChinese(66,30,5,16,1);
			OLED_Refresh();	
		}	
		action();//接收进入模式信息
		if(flago==0&&go==1)//进入手动模式
		{
			manual_mode_Init();//手动模式初始化
			while(1)
			{
//				manual_go();
				if(flag_go2==0) //进入循环后，未按下按键跳回选择界面
				{
					manual_go();//进入手动模式
				}
				else if(flag_go2==1)//跳出循环界面
				{
					OLED_Clear();
					flago=0;
					go=0;
					flag_go2=0;
					break;
				}
				
			}
		}
		else if(flago==1&&go==1)//进入自动模式
		{
			auto_mode_Init();//自动模式初始化
			while(1)
			{
//				auto_go();
				if(flag_go2==0)
				{
					auto_go();
				}
				else if(flag_go2==1)
				{
					OLED_Clear();
					flag_go2=0;
					flago=1;
					go=0;
					break;
				}
				
			}
		}

其中单片机上电以后就会进入模式选择界面，通过option函数来实现手动模式和自动模式的选择，此时液晶屏上会显示是手动模式还是自动模式。
option函数通过以下代码来实现的

//给PA2输入低电平进行模式的选择
void option(void)
{
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)==0)
	{
		delay_ms(30);
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)==0)
		{
			delay_ms(30);
			u++;
			flago=u%2;
			
		}
	}
//	return flago;
}

option函数主要是通过连接到PA2口的按钮来实现的。

当选择到合适的模式的时候，那么就通过action函数来进入这个模式。
action函数是由以下程序来实现的

//给PA3输入低电平，进入此模式
void action(void)
{
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_3)==0)
	{
		delay_ms(30);
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_3)==0)
		{
			delay_ms(30);
			go=1;
			
		}
	}
//	return go;
}

主要是通过PA3口来控制进入。

5.2.手动模式

进入手动模式以后，主要就是通过按钮来实现风扇是否扫风、风扇转速控制主要是通过PA2口的按钮和PB11口的按钮来实现。

  • 当PA2口的按钮按下后，可以实现停止->低速->中速->高速->停止的切换，如此可以进行循环，这一步并没有加上减速的操作，是为了降低按钮的使用量。
  • 当PB11口的按钮按下以后，可以实现扫风和不扫风的切换。
  • 同时如果按下PA8口的按键的话，程序就会跳回选择模式的界面。

手动模式是由以下程序来实现的

uint16_t mo=0;
uint16_t deg=0;
uint8_t flags_it=0;
void manual_mode_Init(void)
{
	key_PWM_Init();
	add_init();
	delay_init();
	OLED_Init();
	key_it_Init();
	SG90_Init();
	setccr(1500);
	//显示风速两个字
	OLED_ShowChinese(20,0,12,16,1);
	OLED_ShowChinese(36,0,7,16,1);
	OLED_ShowString(51,0,":",16,1);
	OLED_Refresh();

}


void manual_go(void)
{
	uint16_t i=0;
	flags_it=Get_key_it_flag();//得到是否让风扇转动信号
//	mo=add_sub1 ();
//	OLED_ShowNum(40,0,flags_it,2,16,1);
	if(flags_it==1)//进入扫风的模式
	{
		//如果扫风，显示扫风模式四个字
		OLED_ShowChinese(22,25,11,16,1);
		OLED_ShowChinese(38,25,12,16,1);
		OLED_ShowChinese(54,25,0,16,1);
		OLED_ShowChinese(70,25,1,16,1);
		OLED_Refresh();
		//正向扫风
		for(i=500;i<2500;i+=100)
		{
			mo=add_sub1 ();//控制风扇转速
			flags_it=Get_key_it_flag();
			if(flags_it==0)
			{
				break;
			}
			mo=add_sub1 ();//控制风扇的转速
			deg=mo*830;
			setccr3(deg);//设置风扇转速
			setccr(i);
			delay_ms(100);
			mo=add_sub1 ();
			if(mo==0)
			{
				//显示停止两个字
				OLED_ShowChinese(58,0,16,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,17,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==4)
			{
				//显示低速两个字
				OLED_ShowChinese(58,0,13,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==8)
			{
				//显示中速两个字
				OLED_ShowChinese(58,0,14,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==12)
			{
				//显示高速两个字
				OLED_ShowChinese(58,0,15,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
//			OLED_ShowNum(0,0,mo,2,16,1);
//			OLED_ShowNum(20,0,i,2,16,1);
//			OLED_ShowNum(0,16,deg,6,16,1);
//			OLED_Refresh();
			
		}
		//反向扫风
		for(i=2500;i>500;i-=100)
		{
			mo=add_sub1 ();
			flags_it=Get_key_it_flag();
			if(flags_it==0)
			{
				break;
			}
			mo=add_sub1 ();
			deg=mo*830;
			setccr3(deg);
			setccr(i);
			delay_ms(100);
			mo=add_sub1 ();
			if(mo==0)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,16,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,17,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==4)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,13,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==8)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,14,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==12)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,15,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
//			OLED_ShowNum(0,0,mo,2,16,1);
//			OLED_ShowNum(20,0,i,2,16,1);
//			OLED_ShowNum(0,16,deg,6,16,1);
//			OLED_Refresh();
			
		}
	}
	else if(flags_it==0)//风扇不扫风
	{
		OLED_ShowString(22,25,"             ",16,1);
		OLED_Refresh();
		mo=add_sub1 ();
		deg=mo*830;
		setccr3(deg);
			if(mo==0)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,16,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,17,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==4)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,13,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==8)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,14,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
			else if(mo==12)
			{
				OLED_ShowChinese(58,0,15,16,1);
				OLED_ShowChinese(74,0,7,16,1);
				OLED_Refresh();
			}
//		OLED_ShowNum(0,32,mo,6,16,1);
//		OLED_ShowNum(0,48,deg,6,16,1);
//		OLED_Refresh();
	}

	

}

5.3.自动模式

自动模式我设计的比较复杂。

  • 首先会检测左前是否有人，如果左前有人，就只会在左半边进行扫风；
  • 如果检测到左前没人，会检测右前是否有人，如果右前有人，只会在右半边进行扫风；
  • 如果左前和右前都有人，才会180度扫风；
  • 如果左前和右前都没人，那就不会扫风。
    同时，也会进行环境温度的检测
  • 如果环境温度>27度，那么就会进入低速模式；
  • 如果环境温度>29度，那么就会进入中速模式；
  • 如果环境温度>31度，那么就会进入高速模式；

同时，每隔10分钟就会检测一次周围是否有人，进行扫风模式的刷新。
同样，如果按下PA8口的按键，程序会跳回选择模式。
其中自动模式是由以下程序实现的

void auto_mode_Init(void)
{
	speed_control_Init();
	//显示速度两个字
	OLED_ShowChinese(10,32,7,16,1);
	OLED_ShowChinese(26,32,8,16,1);
	OLED_ShowString(42,32,":",16,1);
	OLED_Refresh();
	setccr(1500);
	
}

void auto_go(void)
{
	
	dht11_package_show();//温湿度的获取和显示
   if(dat[2]>=27&&dat[2]<29)//温度大于27度，进入低转速模式
   {
	   low_speed();
   }
      if(dat[2]>=29&&dat[2]<31)//温度大于29度，进入中等转速模式
   {
	   medium_speed();
   }
      if(dat[2]>=31)//温度大于31度，进入高转速模式
   {
	   high_speed();
	}
}

其中low_speed()、medium_speed()、high_speed()就是我具体实现的自动转速实现的代码。
这些代码太大，放到以下连接中去下载。

https://download.csdn.net/download/nbbskk/87238938

6.总结

智能风扇系统的代码和设计思路就如上所示，如果想获得软件设计流程，可以参考我账号中的另一篇博客。
如果想要完整的源码，可以私信我。

注： 其中的汉字显示的代码都在oled.c、oled.h和oledfont.h中，如果想要显示自己想要的汉字，需要在字体生成软件中进行生成，字体生成软件我放在下面的连接中了。
https://download.csdn.net/download/nbbskk/87239085

其中的使用方法如下：
手把手教你写stm32f103智能风扇
然后将生成的代码插入到oledfont.h中
手把手教你写stm32f103智能风扇
格式和上面的代码保持一致即可文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-416205.html

到了这里，关于手把手教你写stm32f103智能风扇的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

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    作为一名Android开发，经常要跟后端同事联调接口，那么总避免不了要格式化接口返回值，将其转换为清晰直观高亮的UI样式以及折叠部分内容，方便我们查看定位关键的信息。 一直以来都是打开Google 搜索json格式化，然后选择Google推荐的前三名的网址，比如 bejson网站

    2024年02月08日
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  • 【Java】手把手教你写学生信息管理系统（窗口化+MYSQL）

    【Java】手把手教你写学生信息管理系统（窗口化+MYSQL）

                （本项目使用到了数据库的可视化软件DataGrip，需要同学们自行下载并配置环境） 首先我们需要在DataGrip中建立一个student的框架                                                         然后建立一个studenttable表                   

    2024年02月04日
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  • [Kotlin]手把手教你写一个安卓APP（第一章注册登录）

    [Kotlin]手把手教你写一个安卓APP（第一章注册登录）

    开发软件：Android Studio 1.创建项目默认选择Empty Activity                                                                      点击Next  2.生成项目设置包名选择开发语言（这里我用的是kotlin）  在生成项目后我们要做的就是添加需要的配置打开我们的app目录下的 buil

    2023年04月23日
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  • 手把手教你开发stm32——系统时钟（基于hal库）

    手把手教你开发stm32——系统时钟（基于hal库）

    概念： 时钟系统是由振荡器（信号源）、定时唤醒器、倍频器、分频器等组成的电路。常用的信号源有晶体振荡器和RC振荡器。 意义： 时钟是嵌入式系统的脉搏，处理器啮合在时钟的驱动下完成指令执行，状态转换等等动作，外设部件在时钟的驱动下完成各种工作，比如串

    2024年02月06日
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  • 动手实践丨手把手教你用STM32做一个智能鱼缸

    动手实践丨手把手教你用STM32做一个智能鱼缸

    摘要： 本文基于STM32单片机设计了一款基于物联网的智能鱼缸。 本文分享自华为云社区《基于STM32+华为云IOT设计的物联网鱼缸【玩转华为云】》，作者： DS小龙哥 。 为了缓解学习、生活、工作带来的压力，提升生活品质，许多人喜欢在家中、办公室等场所养鱼。为节省鱼友

    2024年01月16日
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