本帖最后由 一路向北lm 于 2019-3-31 17:47 编辑
本次DIY视频链接如下：
https://v.youku.com/v_show/id_XNDExOTg1NjgwOA==.html?spm=a2hzp.8253869.0.0
本次设计的所有资料（代码工程 、引脚分配 工具 调试助手 ）打包分享给大家！
先来个段子：
学妹：学长，最近闲吗？有个事情想麻烦你一下？
我：还好吧，不是很忙，学妹有什么需要帮忙的吗？
学妹：我不会单片机，我们老师让我做一个有关单片机的毕业设计，这个该如何是好？我：交给我吧，没有你学长做不到的。（在女生面前吹牛，大家可以原谅！）
学妹：好啊！嗖嗖嗖，一堆文件飞了过来！
我：什么？ stm32？ 还联网？ 还要远程控制？ 还要监控？ 厉害了我的学妹！
学妹：我就选的是这个题目，感觉不难吧？
我：还可以吧，是需要费些时日。
学妹：伟大的学长，你就是我的左手右脚，我一步也离不开你。
我：我评估了下，这个东西得做二十年了。
学妹：什么？你要纠缠我20年啊！
我：如果注定你是我的，还在乎这20年，一个指令就可以收了你！
学妹：你要干嘛？
我：我先送你的礼物，两颗心，选一个？
学妹：哇！！好厉害，我都要了！
我：没出息的样子！哈哈哈！
学妹：哼，别扯这么多没用的，开始做吧！
我：好的，正式开始DIY之旅！！！
题目：基于STM32单片机远程控制与监控系统
1.写在前面的话：本次DIY也是为了提高自己的动手能力，虽然自我感觉良好。在二姨家的这段岁月感觉自己也参加了几个类似的活动，期间收获很大，读研期间虽然老师布置的东西多，任务中，但我依然不负使命，积极参加二姨家的活动，学习大家的经验，这个比什么都重要，此贴也可以为感兴趣的初学者的一个参考！
2.初步规划： （模块选型）
从学妹的角度从发，我决定选择：STM32F103C8T6 作为主控芯片（大学期间学的都是F1系列，大家接触到的第一个都应该是F103ZET6吧），这里选择C8T6 可以节约成本，引脚数更少，不至于资源浪费。说到远程呢？必须要有一个WIFI模块，这样可以一键连接我们的Internet，说到一键入网，哈哈哈！我自己都会觉得很牛的！然后就是需要一些传感器了，这里我选择了两个传感器：1. DHT11温湿度传感器，可以实时监测当前环境的温湿度（主要是便宜，也可以满足要求！） 2. MQ-2 可燃气体监测，这个模块可以监测环境中是否有可燃气体存在，接口处有模拟量和数字量，为了方便这里我们直接用单片机的GPIO去检测该模块的数字量端口，发生电平突变时，就意味着存在可燃气体。 接下来就是输出端口的控制，本次DIY尽可能的满足生活需要，在一些宿舍和房间布置该diy装置，实时的查看效果，选择了带光耦隔离的继电器模块，这样可以消除交流市电带来的干扰，进一步保护单片机。选择三路继电器输出，可以外接三路家庭控制电路。
3.购买模块： 3.1 STM32F103C8T6最小系统，买回来就是这个样子，不是很贵，但是很多外设足够我们自己使用。焊接好排针如下图，这里预留了SWD下载调试接口，使用STlink 或者Jlink下载还是美滋滋的！
3.2这个是联网的wifi模块，采用ESP8266 MOD 可以支持多台APP同时连接控制，模块还加入了CH340下载芯片，可以轻松实现各种云端的SDK固件烧写。
4.焊接组装：
底板采用万用洞洞板+排针引出（可以拆拔），我们再需要最小系统的时候可以将从底板上取下，可以重复利用，人性化设计理念
整体焊接图如下：
可燃气体检测模块局部图：
温湿度传感器局部图：
继电器模块局部图：
串口打印信息口输出，可以连接至PC端输出信息。
5.电路原理图部分： STM32F103C8T6 最小原理图如下, 包括下载调试SWD接口 所有的IO 排针引出，BOOT选择电路， 电源滤波稳压电路，电源指示灯，调试指示灯电路 晶振电路 复位电路 RTC时钟电路等。附上PDF文件
6.调试部分：（注：调试代码仅供大家参考，可下载最终工程代码）
STM32F103c8t6的调试：
附上测试程序，通过ST-link 或者Jlink烧写到STM32 最小系统即可完成对PC13 引脚 LED指示灯闪烁。
- //头文件
- #include "stm32f10x.h"
- #include "GPIOLIKE51.h"
- //函数声明
- void GPIO_Configuration(void);
- //=============================================================================
- //文件名称：Delay
- //功能概要：延时
- //参数说明：nCount：延时长短
- //函数返回：无
- //=============================================================================
- void Delay(uint32_t nCount)
- {
- for(; nCount != 0; nCount--);
- }
- //=============================================================================
- //文件名称：main
- //功能概要：主函数
- //参数说明：无
- //函数返回：int
- //=============================================================================
- int main(void)
- {
- GPIO_Configuration();
- while (1)
- {
- PCout(13)=1;
- Delay(0xfffff);
- // Delay(0xfffff);
- // Delay(0xfffff);
- // Delay(0xfffff);
- PCout(13)=0;
- Delay(0xfffff);
- // Delay(0xfffff);
- // Delay(0xfffff);
- // Delay(0xfffff);
- }
- }
- //=============================================================================
- //文件名称：GPIO_Configuration
- //功能概要：GPIO初始化
- //参数说明：无
- //函数返回：无
- //=============================================================================
- void GPIO_Configuration(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
-
- RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);
- //=============================================================================
- //LED -> PC13
- //=============================================================================
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
- GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
- }
- #include "led.h"
- void LED_Init(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
- }
- #ifndef __LED_H
- #define __LED_H
- #include "stm32f10x.h"
- #define K3_ON GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13)
- #define K3_OFF GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13)
- #define K2_ON GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_14)
- #define K2_OFF GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_14)
- #define K1_ON GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_15)
- #define K1_OFF GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_15)
- void LED_Init(void);
- #endif
- #ifndef __DHT11_H
- #define __DHT11_H
- #include "stm32f10x.h"
- #include "bsp_SysTick.h"
- #define HIGH 1
- #define LOW 0
- #define DHT11_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
- #define DHT11_PIN GPIO_Pin_11
- #define DHT11_PORT GPIOB
- //带参宏，可以像内联函数一样使用,输出高电平或低电平
- #define DHT11_DATA_OUT(a) if (a) \
- GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);\
- else \
- GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10)
- //读取引脚的电平
- #define DHT11_DATA_IN() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_10)
- typedef struct
- {
- uint8_t humi_int; //湿度的整数部分
- uint8_t humi_deci; //湿度的小数部分
- uint8_t temp_int; //温度的整数部分
- uint8_t temp_deci; //温度的小数部分
- uint8_t check_sum; //校验和
-
- }DHT11_Data_TypeDef;
- void DHT11_GPIO_Config(void);
- static void DHT11_Mode_IPU(void);
- static void DHT11_Mode_Out_PP(void);
- uint8_t Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data);
- static uint8_t Read_Byte(void);
- #endif /* __DHT11_H */
- #include "bsp_dht11.h"
- /*
- * 函数名：DHT11_GPIO_Config
- * 描述 ：配置DHT11用到的I/O口
- * 输入 ：无
- * 输出 ：无
- */
- void DHT11_GPIO_Config(void)
- {
- /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- /*开启DHT11_PORT的外设时钟*/
- RCC_APB2PeriphClockCmd(DHT11_CLK, ENABLE);
- /*选择要控制的DHT11_PORT引脚*/
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_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DHT11_PORT*/
- GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);
- /* 拉高GPIOB10 */
- GPIO_SetBits(DHT11_PORT, GPIO_Pin_10);
- }
- /*
- * 函数名：DHT11_Mode_IPU
- * 描述 ：使DHT11-DATA引脚变为上拉输入模式
- * 输入 ：无
- * 输出 ：无
- */
- static void DHT11_Mode_IPU(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- /*选择要控制的DHT11_PORT引脚*/
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_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DHT11_PORT*/
- GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);
- }
- /*
- * 函数名：DHT11_Mode_Out_PP
- * 描述 ：使DHT11-DATA引脚变为推挽输出模式
- * 输入 ：无
- * 输出 ：无
- */
- static void DHT11_Mode_Out_PP(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- /*选择要控制的DHT11_PORT引脚*/
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_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DHT11_PORT*/
- GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);
- }
- /*
- * 从DHT11读取一个字节，MSB先行
- */
- static uint8_t Read_Byte(void)
- {
- uint8_t i, temp=0;
- for(i=0;i<8;i++)
- {
- /*每bit以50us低电平标置开始，轮询直到从机发出 的50us 低电平 结束*/
- while(DHT11_DATA_IN()==Bit_RESET);
- /*DHT11 以26~28us的高电平表示“0”，以70us高电平表示“1”，
- *通过检测 x us后的电平即可区别这两个状 ，x 即下面的延时
- */
- Delay_us(40); //延时x us 这个延时需要大于数据0持续的时间即可
- if(DHT11_DATA_IN()==Bit_SET)/* x us后仍为高电平表示数据“1” */
- {
- /* 等待数据1的高电平结束 */
- while(DHT11_DATA_IN()==Bit_SET);
- temp|=(uint8_t)(0x01<<(7-i)); //把第7-i位置1，MSB先行
- }
- else // x us后为低电平表示数据“0”
- {
- temp&=(uint8_t)~(0x01<<(7-i)); //把第7-i位置0，MSB先行
- }
- }
- return temp;
- }
- /*
- * 一次完整的数据传输为40bit，高位先出
- * 8bit 湿度整数 + 8bit 湿度小数 + 8bit 温度整数 + 8bit 温度小数 + 8bit 校验和
- */
- uint8_t Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data)
- {
- /*输出模式*/
- DHT11_Mode_Out_PP();
- /*主机拉低*/
- DHT11_DATA_OUT(LOW);
- /*延时18ms*/
- Delay_ms(18);
- /*总线拉高 主机延时30us*/
- DHT11_DATA_OUT(HIGH);
- Delay_us(30); //延时30us
- /*主机设为输入 判断从机响应信号*/
- DHT11_Mode_IPU();
- /*判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出，响应则向下运行*/
- if(DHT11_DATA_IN()==Bit_RESET)
- {
- /*轮询直到从机发出 的80us 低电平 响应信号结束*/
- while(DHT11_DATA_IN()==Bit_RESET);
- /*轮询直到从机发出的 80us 高电平 标置信号结束*/
- while(DHT11_DATA_IN()==Bit_SET);
- /*开始接收数据*/
- DHT11_Data->humi_int= Read_Byte();
- DHT11_Data->humi_deci= Read_Byte();
- DHT11_Data->temp_int= Read_Byte();
- DHT11_Data->temp_deci= Read_Byte();
- DHT11_Data->check_sum= Read_Byte();
- /*读取结束，引脚改为输出模式*/
- DHT11_Mode_Out_PP();
- /*主机拉高*/
- DHT11_DATA_OUT(HIGH);
- /*检查读取的数据是否正确*/
- if(DHT11_Data->check_sum == DHT11_Data->humi_int + DHT11_Data->humi_deci + DHT11_Data->temp_int+ DHT11_Data->temp_deci)
- return SUCCESS;
- else
- return ERROR;
- }
- else
- {
- return ERROR;
- }
- }
-
- /*************************************END OF FILE******************************/
这个模块操作很简单，类似于按键操作，只需要去检测相应的GPIO管脚的电平高低即可！这里和按键一起驱动，因为我们需要一个按键来连接网络，调 试的驱动代码如下。- static void MX_GPIO_Init(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
- /* GPIO Ports Clock Enable */
- __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
- __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
- __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
- __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
- /*Configure GPIO pin : KEY1_Pin */
- GPIO_InitStruct.Pin = KEY1_Pin;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
- GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
- HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
- /*Configure GPIO pin : KEY2_Pin */
- GPIO_InitStruct.Pin = KEY2_Pin;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
- GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
- HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
-
- GPIO_InitStruct.Pin =K1_Pin;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
- GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
- GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //key1
- HAL_GPIO_Init(K1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
-
- GPIO_InitStruct.Pin =K2_Pin;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
- GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
- GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //key2
- HAL_GPIO_Init(K2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
-
- GPIO_InitStruct.Pin =K3_Pin;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
- GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
- GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; // MQ
- HAL_GPIO_Init(K3_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
-
-
- GPIO_InitStruct.Pin =MQ_Pin;
- GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
- GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
- HAL_GPIO_Init(MQ_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
-
-
- HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
- HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET);
- HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
- }
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