基于STM32的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)試5.1硬件調(diào)試DHT11溫濕度模塊調(diào)試，其通過(guò)PB15口與微控制器傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)微控制器接收到溫度數(shù)值小于30時(shí)，判斷沒(méi)有超出預(yù)設(shè)值，從PB14口輸出低電平，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)，LED不發(fā)出報(bào)警提示。如圖5-1所示。當(dāng)微控制器接收到的溫度數(shù)值大于30時(shí)，微控制器從PB14口輸出高電平，此時(shí)風(fēng)扇開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，LED一閃一閃的報(bào)警提醒。如圖5-2所示。圖5-1圖5-2MQ氣體濃度模塊調(diào)試，計(jì)算公式(氣體濃度=阻值*(3.4/4096)*33)，當(dāng)微控制器通過(guò)PA0口接收到氣體濃度數(shù)據(jù)并通過(guò)公式轉(zhuǎn)化后，微控制器判斷氣體濃度小于50時(shí)，從PB6口輸出低電平，蜂鳴器不報(bào)警，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖5-3所示。當(dāng)微控制器通過(guò)PA0口接收到氣體濃度數(shù)據(jù)并通過(guò)公式轉(zhuǎn)化后，微控制器判斷氣體濃度大于50時(shí)，從PB6口輸出高電平，蜂鳴器報(bào)警，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖5-4所示。圖5-3圖5-4時(shí)鐘與顯示模塊調(diào)試，DS1302通過(guò)內(nèi)部的晶體振蕩器特訂振蕩頻率來(lái)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，再經(jīng)由其內(nèi)部的邏輯控制電路控制數(shù)據(jù)的讀寫。通過(guò)PB11、PB12、PB13與微控制器相連接用于數(shù)據(jù)傳輸顯示時(shí)間(24小時(shí)制)；微控制器對(duì)顯示模塊定義，固定字符串顯示位置，微控制器讀取溫濕度、氣體濃度、光照強(qiáng)度后通過(guò)RS、RW、E、D0~D7接口傳輸數(shù)據(jù)與指令顯示模塊即開(kāi)始顯示溫濕度、氣體濃度、光照強(qiáng)度以及時(shí)間，顯示出來(lái)數(shù)據(jù)如圖5-5所示。圖5-5光照強(qiáng)度模塊，通過(guò)PA1口與微控制器來(lái)交互數(shù)據(jù)，微控制器模塊將從PA1口接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)公式將阻值轉(zhuǎn)換為光照強(qiáng)度并在顯示模塊進(jìn)行顯示。根據(jù)阻值變換為光照強(qiáng)度值并顯示，如圖5-6所示。圖5-65.2調(diào)試結(jié)果通過(guò)多次的硬件設(shè)備替換，軟件改寫，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)溫濕度模塊的溫度、濕度采集，并且在溫度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)報(bào)警提醒，并通過(guò)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)用來(lái)當(dāng)作模擬降溫設(shè)備；氣體濃度模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體濃度的模擬采集顯示所采集的數(shù)據(jù)，并且在氣體濃度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)實(shí)現(xiàn)蜂鳴報(bào)警，并開(kāi)啟風(fēng)扇通風(fēng)，光敏感模塊，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光照強(qiáng)度的模擬采集，并對(duì)采集的數(shù)值進(jìn)行顯示，DS1302時(shí)鐘模塊也可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘在顯示模塊的顯示。對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集范圍在-20~60℃之間，溫度的精度大約為±2℃，濕度的采集區(qū)間大約在5~95%RH左右，濕度采集精度在±5%左右，氣體濃度檢測(cè)范圍大于在10~100ppm這之間，檢測(cè)精度在±2ppm左右，光照強(qiáng)度模塊參數(shù)采集范圍在5~100ux，檢測(cè)精度在±20ux左右，微控制器模塊對(duì)各模塊的數(shù)據(jù)的采集頻率為1秒采集一次，大體上基本完成了設(shè)計(jì)的要求。

6結(jié)論6.1研究成果總結(jié)基于該主控芯片的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目是一項(xiàng)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究。該研究對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的優(yōu)質(zhì)掌管，減少實(shí)驗(yàn)室工作人員工作強(qiáng)度。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，該設(shè)計(jì)確定了監(jiān)測(cè)的參數(shù)和范圍。接著，設(shè)計(jì)了一套適合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的傳感器方案，并選擇了合適的傳感器模塊。在軟件設(shè)計(jì)方面，該研究利用了KeiluVision5軟件來(lái)進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)，利用Proteus8Professional軟件進(jìn)行硬件配置規(guī)劃和連接。該研究采用的核心控制器模塊，通過(guò)各種應(yīng)用模塊對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集和持續(xù)監(jiān)控，并將監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)傳遞給該主控芯片進(jìn)行處理，再通過(guò)主控芯片傳遞給LCD顯示模塊、蜂鳴器和LED報(bào)警模塊和電機(jī)模塊，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。該設(shè)計(jì)可以有效減輕實(shí)驗(yàn)室人員的工作強(qiáng)度和實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤率。未來(lái)，本研究將不斷優(yōu)化和改進(jìn)，提高系統(tǒng)的智能化水平，為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)提供更加高效優(yōu)質(zhì)地和智能的測(cè)量解決辦法方案。6.2存在問(wèn)題基于該芯片的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種應(yīng)用很多的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)特定空間的溫濕度、光照、氣體濃度等環(huán)境參數(shù),為實(shí)驗(yàn)室管理人員提供持續(xù)的數(shù)據(jù)反饋。然而,這種系統(tǒng)也存在一些問(wèn)題不足之處,例如:系統(tǒng)穩(wěn)定性不足、數(shù)據(jù)采集精度不足、存在數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)較大的問(wèn)題、沒(méi)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線傳輸通信?；谠撔酒膶?shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種重要監(jiān)控系統(tǒng),但也存在一些問(wèn)題與不足。為了提高系統(tǒng)的各種性能,需要針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究和探討,并采取有效的手段進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。6.3未來(lái)展望基于STM32的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在未來(lái)將面臨許多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。未來(lái)的預(yù)期,可以考慮以下幾點(diǎn):向智能化發(fā)展、無(wú)線通信方面發(fā)展、系統(tǒng)更加集成化、系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加優(yōu)化，還可以再進(jìn)一步添加各種傳感器模塊、各種高精度模塊?；赟TM32的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在未來(lái)將面臨許多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。在未來(lái)的發(fā)展中,可以考慮智能化、無(wú)線通信、傳感器技術(shù)的應(yīng)用和系統(tǒng)集成和優(yōu)化等方向,以實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)性能和更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

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附錄源代碼#include"stm32f10x.h"#include"CC.h"#include"1602.h"#include"math.h"#include"DS1302.h"http://位帶操作,實(shí)現(xiàn)51類似的GPIO控制功能//具體實(shí)現(xiàn)思想,參考<<CM3權(quán)威指南>>第五章(87頁(yè)~92頁(yè)).//IO口操作宏定義#defineBITBAND(addr,bitnum)((addr&0xF0000000)+0x2000000+((addr&0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))#defineMEM_ADDR(addr)*((volatileunsignedlong*)(addr))#defineBIT_ADDR(addr,bitnum)MEM_ADDR(BITBAND(addr,bitnum))//IO口地址映射#defineGPIOA_ODR_Addr(GPIOA_BASE+12)//0x4001080C#defineGPIOB_ODR_Addr(GPIOB_BASE+12)//0x40010C0C#defineGPIOC_ODR_Addr(GPIOC_BASE+12)//0x4001100C#defineGPIOD_ODR_Addr(GPIOD_BASE+12)//0x4001140C#defineGPIOE_ODR_Addr(GPIOE_BASE+12)//0x4001180C#defineGPIOF_ODR_Addr(GPIOF_BASE+12)//0x40011A0C#defineGPIOG_ODR_Addr(GPIOG_BASE+12)//0x40011E0C#defineGPIOA_IDR_Addr(GPIOA_BASE+8)//0x40010808#defineGPIOB_IDR_Addr(GPIOB_BASE+8)//0x40010C08#defineGPIOC_IDR_Addr(GPIOC_BASE+8)//0x40011008#defineGPIOD_IDR_Addr(GPIOD_BASE+8)//0x40011408#defineGPIOE_IDR_Addr(GPIOE_BASE+8)//0x40011808#defineGPIOF_IDR_Addr(GPIOF_BASE+8)//0x40011A08#defineGPIOG_IDR_Addr(GPIOG_BASE+8)//0x40011E08//IO口操作,只對(duì)單一的IO口!//確保n的值小于16!#definePAout(n)BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)//輸出#definePAin(n)BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)//輸入#definePBout(n)BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)//輸出#definePBin(n)BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)//輸入#definePCout(n)BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)//輸出#definePCin(n)BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)//輸入#definePDout(n)BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)//輸出#definePDin(n)BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)//輸入#definePEout(n)BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)//輸出#definePEin(n)BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)//輸入#definePFout(n)BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)//輸出#definePFin(n)BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)//輸入#definePGout(n)BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)//輸出#definePGin(n)BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)//輸入//毫秒級(jí)的延時(shí)voiddelay_ms(u16time){u16i=0;while(time--){i=800;//自己定義while(i--);}}/*****************DHT11********************/externvoidDHT11_receive(int*h,int*t);/*****************引腳配置********************/voidGPIO_Configuration(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE); //LCD1602管腳 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //DHT11GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //配置PA0ADC采集模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //配置PA1ADC采集模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //LEDGPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); }/*ADC配置*/voidADC_Set(void){ ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;//ADC結(jié)構(gòu)體變量//注意在一個(gè)語(yǔ)句快內(nèi)變量的聲明要放在可執(zhí)行語(yǔ)句的前面，否則出錯(cuò)，因此要放在ADC1_GPIO_Config();前面ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//ADC1和ADC2工作在獨(dú)立模式ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//使能掃描ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;//ADC轉(zhuǎn)換工作在連續(xù)模式ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//由軟件控制轉(zhuǎn)換,不使用外部觸發(fā)ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)右對(duì)齊ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;//轉(zhuǎn)換通道為1ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//初始化ADCADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_28Cycles5);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//使能ADC1ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);}intwendu,shidu,nongdu,guangzhao; //保存溫度濕度濃度光照intxiaoshi=70,fenzhong=20;//濕度設(shè)定光強(qiáng)設(shè)定u8time_data[8];//保存時(shí)間的數(shù)組 intshi=12,fen=34,miao=56;//保存//中斷優(yōu)先級(jí)配置voidNVICConfig(void){ NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI15_10_IRQn;//中斷源：[15:10]，位于“stm32f10x.h”中 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//搶占優(yōu)先級(jí)：1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//子優(yōu)先級(jí)：1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//使能中斷通道 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}voidDisplay(void){ charxxx=0,yyy=0; //T1溫度 WrByte1602(0,0,'T');//. WrByte1602(0,1,'=');//. WrByte1602(0,2,AsciiCode[wendu%100/10]); WrByte1602(0,3,AsciiCode[wendu%10]); WrByte1602(0,4,''); //T2濕度 WrByte1602(0,5,'H');//. WrByte1602(0,6,'=');//. WrByte1602(0,7,AsciiCode[shidu%100/10]); WrByte1602(0,8,AsciiCode[shidu%10]); WrByte1602(0,9,''); //T3濃度 WrByte1602(0,10,'N');//. WrByte1602(0,11,'=');//. WrByte1602(0,12,AsciiCode[nongdu%1000/100]); WrByte1602(0,13,AsciiCode[nongdu%100/10]); WrByte1602(0,14,AsciiCode[nongdu%10]); WrByte1602(0,15,'');//T4光照WrByte1602(0,20,'L');//. WrByte1602(0,21,'=');//. WrByte1602(0,22,AsciiCode[guangzhao%1000/100]); WrByte1602(0,23,AsciiCode[guangzhao%100/10]); WrByte1602(0,24,AsciiCode[guangzhao%10]); WrByte1602(0,25,''); xxx=0;yyy=1; WrByte1602(yyy,xxx++,AsciiCode[shi%100/10]); WrByte1602(yyy,xxx++,AsciiCode[shi%10]); WrByte1602(yyy,xxx++,':'); WrByte1602(yyy,xxx++,AsciiCode[fen%100/10]); WrByte1602(yyy,xxx++,AsciiCode[fen%10]); WrByte1602(yyy,xxx++,':'); WrByte1602(yyy,xxx++,AsciiCode[miao%100/10]); WrByte1602(yyy,xxx++,AsciiCode[miao%10]); }intmain(void){ chari=0; floatvol;//電壓 //時(shí)鐘配置 SystemInit(); SystemCoreClockUpdate();//引腳配置 GPIO_Configuration(); //LCD1602初