該智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用STMF103R4為主控MCU單元，主要外設(shè)有LCD1602，DHT11，EEPROM 24C02以及LDR光電檢測(cè)單元，采用Proteus作為仿真平臺(tái)用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)初步的驗(yàn)證，采用CubMX和Keil作為程序編輯軟件，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的主要參數(shù)的功能。

第一，先介紹一下Proteus上搭建的硬件電路圖。

首先是STMF103R4單元，如下圖所示：

然后是LCD1602模塊：

然后是EEPROM 24C02模塊：

然后是DHT11模塊：

最后是LDR光電檢測(cè)部分，用于轉(zhuǎn)換光強(qiáng)數(shù)據(jù)：

最最后，再來(lái)一張整體的圖。

第二，對(duì)功能進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的概括

LCD1602實(shí)時(shí)顯示測(cè)量的溫度與濕度；

對(duì)光照強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在LCD1602上顯示AD_Value，

設(shè)置AD_Value在一定值的時(shí)候輸出不同占空比的PWM波給LED燈；

將最近的5個(gè)溫濕度數(shù)據(jù)輸入進(jìn)24C02中，存儲(chǔ)起來(lái)，按下按鍵后在LCD1602上顯示最近的5個(gè)濕度溫度數(shù)據(jù)，

再按一次按鍵就顯示實(shí)時(shí)的溫度濕度以及AD_Value。

第三，簡(jiǎn)單介紹一下Keil中的程序

首先是溫濕度采集顯示功能，相關(guān)程序如下圖所示，剛開始調(diào)用DHT11_Read_Data函數(shù)將溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)分別賦給temp和humi兩個(gè)變量，然后將它們賦值給要存儲(chǔ)進(jìn)24C02中的數(shù)組，最后調(diào)用sprintf格式化函數(shù)和LCD_WRITE_StrDATA顯示函數(shù)將溫濕度數(shù)據(jù)顯示再LCD1602中。

然后是ADC采集功能以及PWM占空比設(shè)置功能，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，AD采集的電壓越小，需要LED的亮度也要越暗些，所以PWM的占空比要小一些，所以AD_Value與PWM的占空比P_Value成一種正關(guān)系，即AD_Value越大，P_Value越大，設(shè)置P_Value=AD_Value/50就行，因?yàn)锳D_Value最大值是4096，不要讓P_Value超過(guò)100就可以了。程序如下圖所示。剛開始掉用HAL_ADC_Start函數(shù)啟動(dòng)32單片機(jī)內(nèi)部ADC，之前已經(jīng)初始化了，然后判斷是否轉(zhuǎn)換完成和檢測(cè)完成，都沒問(wèn)題之后再用HAL_ADC_GetValue函數(shù)獲取ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后計(jì)算出PWM占空比，再進(jìn)行格式化并在LCD1602上顯示。最后將新的占空比寫進(jìn)__HAL_TIM_SET_COMPARE函數(shù)中，從而改變輸出的PWM波形占空比，改變LED燈的亮度。

還有就是存儲(chǔ)最近的5次溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)24C02中，程序如下圖所示，首先復(fù)位一下寫地址，然后一個(gè)for循環(huán)調(diào)用AT_24C02_write_data寫入函數(shù)分別將5個(gè)溫度數(shù)據(jù)和5個(gè)濕度數(shù)據(jù)寫入24C02中以供備用。

最后就是一個(gè)按鍵切換的功能，先提前設(shè)置好一個(gè)標(biāo)志位flag，主要程序如下圖所示，當(dāng)檢測(cè)到按鍵正常按下后，取反標(biāo)志位flag，然后給LCD1602清一次屏。

最最后在while循環(huán)里面判斷標(biāo)志位并設(shè)置標(biāo)志位為不同值時(shí)的功能即可。程序如下圖所示，flag為1的時(shí)候讀取24C02中的數(shù)據(jù)并在LCD1602上顯示。

反之，flag為0的時(shí)候則將前三個(gè)功能一起應(yīng)用起來(lái)即可。

第四，進(jìn)入實(shí)際檢驗(yàn)階段

將程序編譯好然后在Proteus中顯示出來(lái)。實(shí)際現(xiàn)象如下圖所示。

LCD1602第一行顯示溫度和濕度，第二行顯示AD_Value和PWM占空比。

按下一次按鍵后，將24C02存儲(chǔ)的最近的5次溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)顯示在LCD1602上。

其實(shí)還是仿真還是有點(diǎn)問(wèn)題的，可能調(diào)用的資源比較多，Proteus仿真的時(shí)候比較慢，且容易卡住，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該在實(shí)際的板子上能夠消除。

補(bǔ)充一下CubMX的配置：