21ic电子技术开发论坛 › 单片机与嵌入式系统 › 雅特力AT32 MCU › 【AT-START-M412测评】+ ④夏季室内温控系统 ...
返回列表 发新帖我要提问本帖赏金: 50.00元(功能说明)

[AT32M412] 【AT-START-M412测评】+ ④夏季室内温控系统

[复制链接]
 楼主| yinwuqing110 发表于 2025-6-22 19:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
评测, 降温控制, L298N电机驱动, AT-START-M412, 温控系统
本帖最后由 yinwuqing110 于 2025-6-22 19:30 编辑

一、引言        
          前面帖子也分享了正常驱动DS18B20模块，今天分享一下，在上期工程的基础上，增加驱动电机模块，实现一个简易的夏季降温控制装置。夏季到来，南方室内温度过高，很难入睡。一整晚开着空调觉得太费电，整夜开着吊扇又怕着凉感冒，那如果使用一套自动控温装置，既能实现节能减排，又能达到精准降温，非常适用。
二、电机驱动模块
      原本使用42步进电机驱动器去驱动42步进电机，结果没有相应的风扇叶，驱动演示效果不怎么理想。然后选择采用L298N电机驱动模块，连接12V直流电机，并拧紧风扇叶片，驱动效果非常不错。
      下面介绍一下L298N模块的基本资料。
L298N模块.png
      由上图可知，该驱动板可驱动两路直流电机，使能端ENA，ENB为高电平有效，控制方式及直流电机状态表如下所示：
逻辑关系.png
       若要对直流电机进行PWM调速控制，则需要设置IN1和IN2,确定电机的转动方向，然后对使能端输出PWM脉冲，即可实现调速。注意当使能信号为0时，电机处于自动停止状态；当使能信号为1，且IN1和IN2为00或11时，电机处于制动状态，阻止电机转动。
三、硬件接口
      根据《DS_AT32M412_416_V2.01_ZH.pdf》数据手册，结合《AT_START_M412_V1.0_SCH.pdf》原理图，管脚复用关系，选择相应IO口。为了更好的交互体验，这里还引入蜂鸣报警器模块，占用一个GPIO口。综上情况，实验中使用到的硬件接口关系列表如下：
管脚使用列表.png
     因为电机是12V直流电机，因此L298N模块采用12V供电。结合板上的VCC与GND管脚分布，硬件实物连接图见如下：
硬件实物连接图.jpg
四、驱动源码
     原本使用GPIO中断方式触发电机启动，然而LCD屏显示温度变的没那么流畅，因此直接采用循环检测模式，体验效果还不错。之前也分享了LCD、DS18B20的驱动源码，今儿就不再分享这部分代码，有需要的网友请翻阅前期发布的帖子。
L298N与Beep初始化驱动部分代码如下：
motor.h
复制
  1. #ifndef __MOTOR_H
    

  2. #define __MOTOR_H
    


  3. 

  4. #include "at32m412_416_board.h"
    

  5. #include "at32m412_416_clock.h"
    


  6. 

  7. void motor_crm_configuration(void);
    

  8. void motor_gpio_configuration(void);
    

  9. void beep_gpio_configuration(void);
    


  10. 

  11. #endif        /* __MOTOR_H */
motor.c
复制
  1. #include "motor.h" 
    

  2. #include <stdio.h>
    


  3. 

  4. void motor_crm_configuration(void)
    

  5. {
    

  6.   /* tmr3 clock enable */
    

  7.   crm_periph_clock_enable(CRM_TMR3_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    


  8. 

  9.   /* gpioa gpiob clock enable */
    

  10.   crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  11.   crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  12. }
    


  13. 

  14. void motor_gpio_configuration(void)
    

  15. {
    

  16.   gpio_init_type gpio_init_struct;
    


  17. 

  18.   gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    


  19. 

  20.   gpio_init_struct.gpio_pins =  GPIO_PINS_1;
    

  21.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  22.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  23.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;
    

  24.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    


  25. 

  26.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  27.   gpio_pin_mux_config(GPIOB, GPIO_PINS_SOURCE1, GPIO_MUX_2);
    

  28.         
    

  29.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_10;
    

  30.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    

  31.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  32.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  33.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  34.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  35. }
    


  36. 

  37. void beep_gpio_configuration(void)
    

  38. {
    

  39.   gpio_init_type gpio_init_struct;
    


  40. 

  41.   gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    


  42. 

  43.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_5;
    

  44.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    

  45.   gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  46.   gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  47.   gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  48.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  49.   gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_5);
    

  50. }
main.c
复制
  1. #include "at32m412_416_board.h"
    

  2. #include "at32m412_416_clock.h"
    

  3. #include <math.h>
    

  4. #include "lcd_st7735.h"
    

  5. #include "DS18B20.h"
    

  6. #include "motor.h"
    


  7. 

  8. #define TEMP_THRESHOLD 31.8
    


  9. 

  10. tmr_output_config_type tmr_oc_init_structure;
    

  11. crm_clocks_freq_type crm_clocks_freq_struct = {0};
    


  12. 

  13. volatile float temperature = 0;
    

  14. uint16_t ccr1_val = 333;
    

  15. uint16_t ccr2_val = 444;
    

  16. uint16_t ccr3_val = 555;
    

  17. uint16_t ccr4_val = 666;
    

  18. uint16_t prescalervalue = 0;
    


  19. 

  20. int main(void)
    

  21. {
    

  22.    uint8_t i, DS18B20ID[8];
    

  23.    char str[50];
    

  24.         
    

  25.   system_clock_config();
    

  26.   at32_board_init();
    

  27.   motor_crm_configuration();
    

  28.   crm_clocks_freq_get(&crm_clocks_freq_struct);
    

  29.   motor_gpio_configuration();
    

  30.   beep_gpio_configuration();
    

  31.   uart_print_init(115200);
    

  32.         
    

  33. /* compute the prescaler value */
    

  34.   prescalervalue = (uint16_t) ((crm_clocks_freq_struct.apb1_freq) / 24000000) - 1;
    


  35. 

  36.   /* tmr3 time base configuration */
    

  37.   tmr_base_init(TMR3, 665, prescalervalue);
    

  38.   tmr_cnt_dir_set(TMR3, TMR_COUNT_UP);
    

  39.   tmr_clock_source_div_set(TMR3, TMR_CLOCK_DIV1);
    


  40. 

  41.   tmr_output_default_para_init(&tmr_oc_init_structure);
    

  42.   tmr_oc_init_structure.oc_mode = TMR_OUTPUT_CONTROL_PWM_MODE_A;
    

  43.   tmr_oc_init_structure.oc_idle_state = FALSE;
    

  44.   tmr_oc_init_structure.oc_polarity = TMR_OUTPUT_ACTIVE_HIGH;
    

  45.   tmr_oc_init_structure.oc_output_state = TRUE;
    


  46. 

  47.   tmr_output_channel_config(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_4, &tmr_oc_init_structure);
    

  48.   tmr_channel_value_set(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_4, ccr1_val);
    

  49.   tmr_output_channel_buffer_enable(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_4, TRUE);
    

  50.   tmr_period_buffer_enable(TMR3, TRUE);
    


  51. 

  52.   /* tmr enable counter */
    

  53.   tmr_counter_enable(TMR3, TRUE);
    

  54.   tmr_output_enable(TMR3, TRUE);
    

  55.         
    

  56.   LcdInit();
    

  57.   printf("DS18B20温度传感器信息读取\n");
    

  58.   LcdFill(0,0,128,160,BLACK);
    

  59.   LcdShowString(2,24,"DS18B20",RED, BLACK,16);
    

  60.   LcdShow16x16Hz(60, 24, 10, YELLOW, BLACK);
    

  61.   LcdShow16x16Hz(76, 24, 11, YELLOW, BLACK);
    

  62.   LcdShow16x16Hz(92, 24, 12, YELLOW, BLACK);
    

  63.   LcdShow16x16Hz(108, 24, 13, YELLOW, BLACK);
    

  64.   LcdShow16x16Hz(2, 48, 14, YELLOW, BLACK);
    

  65.   LcdShow16x16Hz(18, 48, 15, YELLOW, BLACK);
    

  66.   LcdShow16x16Hz(34, 48, 16, YELLOW, BLACK);
    

  67.   LcdShow16x16Hz(50, 48, 17, YELLOW, BLACK);
    

  68.   LcdShow16x16Hz(66, 48, 18, YELLOW, BLACK);
    

  69.   delay_ms(2000);
    

  70.   while(DS18B20_Init())        
    

  71.   {
    

  72.     printf("DS18B20温度传感器不存在\n");
    

  73.     LcdFill(0,0,128,160,BLACK);
    

  74.     LcdShowString(2,24,"DS18B20",RED, BLACK,16);
    

  75.     LcdShow16x16Hz(60, 24, 10, YELLOW, BLACK);
    

  76.     LcdShow16x16Hz(76, 24, 11, YELLOW, BLACK);
    

  77.     LcdShow16x16Hz(92, 24, 12, YELLOW, BLACK);
    

  78.     LcdShow16x16Hz(108, 24, 13, YELLOW, BLACK);
    

  79.     LcdShow16x16Hz(2, 48, 14, YELLOW, BLACK);
    

  80.     LcdShow16x16Hz(18, 48, 19, YELLOW, BLACK);
    

  81.     LcdShow16x16Hz(34, 48, 20, YELLOW, BLACK);
    

  82.     LcdShow16x16Hz(50, 48, 21, YELLOW, BLACK);
    

  83.     delay_ms(1000);
    

  84.   }
    

  85.   printf("检测到DS18B20温度传感器，并初始化成功\n");
    

  86.   LcdFill(0,0,128,160,BLACK);
    

  87.   LcdShow16x16Hz(2, 24, 22, YELLOW, BLACK);
    

  88.   LcdShow16x16Hz(18, 24, 23, YELLOW, BLACK);
    

  89.   LcdShow16x16Hz(34, 24, 24, YELLOW, BLACK);
    

  90.   LcdShowString(50,24,"DS18B20",RED, BLACK,16);
    

  91.   LcdShow16x16Hz(108, 24, 10, YELLOW, BLACK);
    

  92.   LcdShow16x16Hz(2, 48, 11, YELLOW, BLACK);
    

  93.   LcdShow16x16Hz(18, 48, 12, YELLOW, BLACK);
    

  94.   LcdShow16x16Hz(34, 48, 13, YELLOW, BLACK);
    

  95.   LcdShow16x16Hz(50, 48, 14, YELLOW, BLACK);
    

  96.   LcdShowString(66,48,",",YELLOW, BLACK,16);
    

  97.   LcdShow16x16Hz(74, 48, 25, YELLOW, BLACK);
    

  98.   LcdShow16x16Hz(90, 48, 26, YELLOW, BLACK);
    

  99.   LcdShow16x16Hz(106, 48, 27, YELLOW, BLACK);
    

  100.   LcdShow16x16Hz(2, 72, 28, YELLOW, BLACK);
    

  101.   LcdShow16x16Hz(18, 72, 29, YELLOW, BLACK);
    

  102.   LcdShow16x16Hz(34, 72, 30, YELLOW, BLACK);
    

  103.  
    

  104.   DS18B20_ReadId(DS18B20ID);
    

  105.   printf("DS18B20的序列号是： 0x");  
    

  106.   for ( i = 0; i < 8; i ++ )             
    

  107.        printf ( "%.2X", DS18B20ID[i]);
    

  108.   printf("\n");
    

  109.         
    

  110.   sprintf(str,"0x%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X",DS18B20ID[0],DS18B20ID[1],DS18B20ID[2],DS18B20ID[3],
    

  111.                                                                      DS18B20ID[4],DS18B20ID[5],DS18B20ID[6],DS18B20ID[7]);
    

  112.   
    

  113.   LcdShowString(8,96,"DS18B20",RED, BLACK,12);
    

  114.   LcdShow16x16Hz(50, 96, 32, YELLOW, BLACK);
    

  115.   LcdShow16x16Hz(66, 96, 33, YELLOW, BLACK);
    

  116.   LcdShow16x16Hz(82, 96, 34, YELLOW, BLACK);
    

  117.   LcdShow16x16Hz(98, 96, 35, YELLOW, BLACK);
    

  118.   LcdShow16x16Hz(114, 96, 40, YELLOW, BLACK);
    

  119.   LcdShowString(8,120,str,RED,BLACK,12);
    

  120.   delay_ms(2000);
    

  121.   while(1)
    

  122.   {
    

  123.     temperature = DS18B20_GetTemp_MatchRom(DS18B20ID);
    

  124.     /* 打印通过 DS18B20 序列号获取的温度值 */
    

  125.     printf("获取该序列号器件的温度：%.1f\n",temperature);
    

  126.     LcdFill(0,0,128,160,BLACK);
    

  127.     LcdShow16x16Hz(2, 8, 36, YELLOW, BLACK);
    

  128.     LcdShow16x16Hz(18, 8, 37, YELLOW, BLACK);
    

  129.     LcdShow16x16Hz(34, 8, 10, YELLOW, BLACK);
    

  130.     LcdShow16x16Hz(50, 8, 11, YELLOW, BLACK);
    

  131.     LcdShow16x16Hz(66, 8, 38, YELLOW, BLACK);
    

  132.     LcdShow16x16Hz(82, 8, 39, YELLOW, BLACK);
    

  133.     LcdShow16x16Hz(98, 8, 40, YELLOW, BLACK);
    

  134.     LCD_ShowFloatNum1(8,32,temperature,4,RED, BLACK,24);
    

  135.     LcdShow16x16Hz(70, 36, 41, RED, BLACK);
    

  136.     delay_ms(200);
    

  137.     if(temperature <= TEMP_THRESHOLD) {
    

  138.            tmr_output_enable(TMR3, FALSE);
    

  139.            gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_5);
    

  140.            gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_2);
    

  141.            gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_10);        
    

  142.      }else if (temperature-TEMP_THRESHOLD <= 0.5) {
    

  143.            // 启动风机逆时针旋转
    

  144.            gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_10);
    

  145.            gpio_bits_set(GPIOB,GPIO_PINS_2);
    

  146.            tmr_output_enable(TMR3, FALSE);
    

  147.            tmr_channel_value_set(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_4, ccr1_val);
    

  148.            tmr_output_enable(TMR3, TRUE);
    

  149.            gpio_bits_toggle(GPIOB,GPIO_PINS_5);
    

  150.            delay_ms(500);
    

  151.       }else if(temperature-TEMP_THRESHOLD <= 1.5) {
    

  152.             tmr_output_enable(TMR3, FALSE);
    

  153.             tmr_channel_value_set(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_4, ccr2_val);
    

  154.             tmr_output_enable(TMR3, TRUE);
    

  155.             gpio_bits_toggle(GPIOB,GPIO_PINS_5);
    

  156.             delay_ms(200);
    

  157.        }else if(temperature-TEMP_THRESHOLD <= 2.5) {
    

  158.             tmr_output_enable(TMR3, FALSE);
    

  159.             tmr_channel_value_set(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_4, ccr3_val);
    

  160.             tmr_output_enable(TMR3, TRUE);
    

  161.             gpio_bits_toggle(GPIOB,GPIO_PINS_5);
    

  162.             delay_ms(50);
    

  163.         }else if(temperature-TEMP_THRESHOLD <= 3.5) {
    

  164.              tmr_output_enable(TMR3, FALSE);
    

  165.              tmr_channel_value_set(TMR3, TMR_SELECT_CHANNEL_4, ccr4_val);
    

  166.              tmr_output_enable(TMR3, TRUE);
    

  167.              gpio_bits_toggle(GPIOB,GPIO_PINS_5);
    

  168.              delay_ms(10);
    

  169.          }
    

  170.          else {
    

  171.               tmr_output_enable(TMR3, FALSE);
    

  172.               gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_5);
    

  173.               gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_2);
    

  174.               gpio_bits_reset(GPIOB,GPIO_PINS_10);        
    

  175.          }
    

  176.     }
    

  177. }
        根据以上代码可知，温度门限控制在31.8℃以下，高于该温度0.5℃内为一等级预警；高于1.5℃为二等级报警；高于2.5℃为三等级鸣警；高于3.5℃为四等级超温告警。每等级驱动的PWM占空比不同，因此驱动电机的转速也不同，蜂鸣器告警的频率也不同。
五、效果演示
        使用手指触摸DS18B20给温度传感器加温，当温度超过限定阀值时，则启动风机，并唤起蜂鸣器报警提示，吹风给DS18B20模块降温；当温度还持续加热，则启动更高等级的风速与报警频率，等级越高，风速越快越大，因此降温越快。风吹着降温明显，正如演示视频当中，用手指加温的同时，风机启动了加温进度明显减慢了。
视频演示见B站：https://www.bilibili.com/video/BV1kHNRzsEDh/



回复 赏

举报

打赏榜单

ArteryMCU 打赏了 50.00 元 2025-07-04
理由：[M412开发板评测活动]内容优质

相关帖子
梦境漫游者 发表于 2025-8-21 11:16 | 显示全部楼层
这个电机模块看上去好古老啊，应该是有刷电机驱动
回复 赏

举报

NebulaHaven 发表于 2025-8-21 11:58 | 显示全部楼层
这个电机就是用来散热对吧，温度一高就转起来。
回复 赏

举报

 楼主| yinwuqing110 发表于 2025-8-21 14:14 | 显示全部楼层
梦境漫游者 发表于 2025-8-21 11:16
这个电机模块看上去好古老啊，应该是有刷电机驱动

是有刷直流电机，无刷不是这样的。
回复 赏

举报

 楼主| yinwuqing110 发表于 2025-8-21 14:15 | 显示全部楼层
NebulaHaven 发表于 2025-8-21 11:58
这个电机就是用来散热对吧，温度一高就转起来。

是的，是这个原理
回复 赏

举报

返回列表 发新帖
高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

yinwuqing110

106

主题

1098

帖子

7

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部