STM32学习-基于STM32F1具有控制菜单的温控小风扇

一、前言

本文仅作个人学习记录，非教程，内容不完整，仅供参考，请勿用于商业用途。

二、概述

使用ADC读取环境温度，根据环境温度设置PWM占空比，从而控制FAN转速。控制菜单功能：1.设置特定转速，2.切换为手动模式任意控制FAN转速。

三、系统框图

整个系统并不复杂：MCU负责运行代码并输出信号；NTC是温变电阻，阻值随温度变化；电位器用于手动任意控制FAN转速；按键；L298N是电机驱动模块，单片机IO口无法直接驱动Motor；Motor。

四、软硬件设计

4.1 设置定时器输出PWM&驱动电机

4.1.1 软件设置

使用TIM3的CH1输出PWM

频率计算公式：

占空比计算公式：

__HAL_TIM_SetCompare(&htimx,TIM_CHANNEL_x,xx);    //占空比设置函数

这里频率设很高是因为低于16kHz时电机的电感会响并且无法工作

只设置PSC & ARR & 初始占空比，其他默认即可

4.1.2 硬件连接

L298N共4个逻辑输入& 2个输出通道，IN1、IN2控制A OUT，IN3、IN4控制B OUT，

控制逻辑如下，B同，输入接12V位置，IN2接地，只用高电平接IN1控制正转

Note：L298N与MCU要共地以获得相同的参考电位，否则会异常，例如MCU输出100%占空比的PWM，但实际电压却不到

L298N输出电压计算公式：

信泰微电子淘宝截图，侵删

4.1.3 控制代码

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc3);               //使用前先校正
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);           //使能TIM3的PWM输出
__HAL_TIM_SetCompare(&htim3,TIM_CHANNEL_1,Duty);   //设置占空比为Duty

4.2 读取MCU温度传感器温度，自动控制FAN

4.2.1 软件设置

温度传感器也是一个温变电阻，使用ADC读取其电压值，根据官方公式转化为温度值。

ADC设置方法：【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程九---ADC

使用ADC1的温度传感器，使用扫描模式，使用DMA传输，这样可以将读取到的电压值全部保存到一个数组里，在中断服务函数里输出；开启传输完成中断。

Note：DMA Request Mode需设置为Normal，否则会陷入中断里一直读电压值出不来

4.2.2 代码

ADC实际电压值计算公式： (12位ADC，3.3V参考电压)

内部温度传感器温度计算公式：

V25：Vsence在25℃时的数值，典型值1.43

Avg_Slope：温度与Vsence曲线的平均斜率，mv/℃，典型值4.3 mv/℃

uint16_t ADC_Voltage[1];             //储存读取的ADC值
float Voltage=0;                     //ADC值转化后的电压值
float Temp=0;                        //转化后的温度值
uint16_t PWMValue = 0;               //初始化占空比

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);                    //校准ADC
int main()
{
     while(1)
      {
         HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC_Voltage,1); //读取ADC值，读完会跳到中断处理函数
      }
}

//ADC DMA传输完成中断回调函数
//DMA Request Mode要设置为Normal,否则陷入中断
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
 {
     //内部温度传感器
     if(hadc == &hadc1)
     {
         Voltage = (float)ADC_Voltage[0]*3.3/4096;                 //计算电压值，实际读出来1.42
         Temp = ((1.43-Voltage)/0.0043+25);                        //计算温度值
         printf("Temp=%.2f C\r\n",Temp); 
     }
 }

到这里，自动读温控制已经完成

4.3 按键电路

4.3.1 电路原理图

将IO口设置为上拉模式，直接接开关，按键识别低电平有效。

上拉电阻：上电高电平 下拉电阻：上电低电平

4.3.2 代码

HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_5);         //读取IO口点评状态

4.4 手动控制转速设计

串联电阻分压原理，通过ADC读取电位器的电压值判断此时设置了多少转速。

4.5 菜单设计

采用索引法，具体实现方法：STM32简易多级菜单(数组查表法)

菜单设计这方面没有特别的好讲，方法的差异而已

五、最后效果

总览

上电初始菜单，自动读温控速

进入菜单

选择特定转速

使用电位器任意改变转速

手上没有电位器，直接接高电平了

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