STM32温湿度采集与OLED显示

已于 2024-12-13 14:02:48 修改
阅读量943 收藏 27
点赞数 13
文章标签： stm32 单片机 嵌入式硬件
于 2024-12-13 13:59:14 首次发布
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2203_75562054/article/details/144448130
版权

STM32温湿度采集与OLED显示

一、温湿度采集

题目：学习I2C总线通信协议，使用STM32F103完成基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集，并将采集的温度-湿度值通过串口输出

1.学习I2C总线通信协议

硬件 I2C
  1. 基本概念
    硬件 I2C 是指微控制器（如单片机等）内部集成了专门用于实现 I2C 通信协议的硬件模块。这个硬件模块由芯片厂商设计并集成在芯片内部，它能自动按照 I2C 协议规定的时序来产生时钟信号（SCL，Serial Clock Line）、控制数据传输线（SDA，Serial Data Line）的电平变化，从而完成数据的发送和接收操作。
  2. 工作原理及特点
    • 时序控制精确：硬件 I2C 模块内部的电路按照标准的 I2C 协议时序逻辑来运行，例如起始条件（SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变）、停止条件（SCL 为高电平时，SDA 由低电平向高电平跳变）以及数据位的采样和发送等操作，其时间控制都非常精准，由硬件电路本身的时钟驱动来保证符合协议要求，能够可靠地实现高速稳定的数据传输。
    • 减轻 CPU 负担：因为整个 I2C 通信过程中的复杂时序操作都由硬件模块自动处理，不需要 CPU 频繁地介入去手动控制引脚电平变化以及进行严格的时间延迟控制等，CPU 只需要配置好相关寄存器（如设置 I2C 通信的从机地址、通信速率等参数），然后发起传输请求以及在传输完成后去读取接收到的数据或者检查传输状态等，所以大大节省了 CPU 资源，使得 CPU 可以有更多精力去处理其他任务，比如同时进行数据运算、控制其他外设等。
    • 通信速率相对较高：由于硬件电路的优化设计，硬件 I2C 通常能支持较高的通信速率，在一些高性能微控制器中可以达到较高的时钟频率，实现快速的数据交换，满足对实时性要求较高、数据量较大的应用场景，像在一些传感器数据的快速采集以及存储设备快速读写等应用中比较有优势。
软件 I2C
  1. 基本概念
    软件 I2C 则是通过软件编程的方式，利用微控制器普通的通用输入输出引脚（GPIO 引脚）来模拟 I2C 协议规定的时序进行数据通信。也就是说，它并没有使用芯片内部专门的 I2C 硬件模块，而是完全依靠 CPU 执行程序代码，手动控制相应 GPIO 引脚的电平高低变化以及精确的时间延迟来模仿 I2C 的各种操作，比如产生起始信号、停止信号、发送和接收每一位数据等。
  2. 工作原理及特点
    • 灵活度高：可以在任何没有内置硬件 I2C 模块的微控制器上或者即使有硬件 I2C 但需要额外特殊功能的情况下实现 I2C 通信。只要微控制器有可用的 GPIO 引脚，就能通过编程来模拟 I2C 时序，方便移植到不同的硬件平台上。比如一些比较简单的、资源有限的 8 位单片机，如果本身不带硬件 I2C，就能用软件模拟的方式来实现与 I2C 设备通信。
    • 对硬件资源要求低：不需要芯片内部有专门的 I2C 硬件电路支持，仅利用 GPIO 引脚就可以开展，尤其适用于引脚资源相对丰富但功能集成度不是特别高的微控制器，降低了对特定硬件模块的依赖，节约了硬件成本。
    • 实现相对复杂且速率受限：由于所有的 I2C 协议时序都是靠软件代码控制 GPIO 引脚电平变化来实现的，这就需要编写大量精确的延时函数来保证每个操作符合 I2C 协议的时间要求，比如要精确控制 SCL 时钟信号的高低电平持续时间、SDA 数据信号在合适时间变化等。而且 CPU 需要花费较多时间在控制这些引脚电平以及等待合适的延迟时间上，这就导致整体通信速率相对硬件 I2C 来说会比较低，不太适合对高速通信要求较高的应用场景。

2.将采集的温度-湿度值通过串口输出

1.首先打开stm32CubeMX，建立新工程选择自己使用的芯片类型，然后开始配置

配置RCC

在这里插入图片描述

配置SYS

在这里插入图片描述

配置12C1，连接温湿度传感器，其使用的引脚在CubeMX中，如下图

在这里插入图片描述

配置USART

在这里插入图片描述

配置时钟树

在这里插入图片描述

配置工程

在这里插入图片描述

打开keil工程

在这里插入图片描述

2.keil代码编写和烧录

首先创建一个左侧的文件，命名为AHT20

在这里插入图片描述

然后添加自己的文件，点击右键选择添加新的文件

在这里插入图片描述

选择文件类型，我们需要添加一个.c和.h，所以需要操作两次，给文件自己命名

在这里插入图片描述

然后aht20.c中代码

#include "aht20.h"

#define AHT20_ADDRESS 0x70 // 从机地址
//AHT20 的驱动程序
 void AHT20_Init () //AHT20初始化函数  记住要在"aht20.h"中声明
{
  uint8_t readBuffer;//用于接收状态信息
  HAL_Delay(40);
  HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, AHT20_ADDRESS, &readBuffer, 1, HAL_MAX_DELAY);//I2C读取函数，读数据函数 readBuffer此时获得了一个字节的状态字。
  if((readBuffer & 0x08) == 0x00) //判断第三位是否为0 发送0xBE命令初始化
  {
	  uint8_t sendBuffer [3] = {0xBE , 0x08 , 0x00};
	  HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AHT20_ADDRESS, sendBuffer, 3, HAL_MAX_DELAY);//I2C发送函数
  }

}

 void AHT20_Read(float *Temperature , float *Humidity) //AHT20读取温度湿度函数  记住要在"aht20.h"中声明
{
	uint8_t sendBuffer [3] = {0xAC , 0x33 , 0x00};
	uint8_t readBuffer [6];
	HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AHT20_ADDRESS, sendBuffer, 3, HAL_MAX_DELAY);
	HAL_Delay(75);
	HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, AHT20_ADDRESS, readBuffer, 6, HAL_MAX_DELAY);
	if((readBuffer[0] & 0x80) == 0x00)
	{
		uint32_t date = 0;//接收温湿度需要2个半字节 所以要32
		date = ((uint32_t )readBuffer[3] >> 4) + ((uint32_t )readBuffer[2] << 4) + ((uint32_t )readBuffer[1] << 12);//对数据进行移位拼接.
		*Humidity = date * 100.0f / (1 << 20);//(1 << 20) 意为2的20次方. 乘100.0可以表示为百分数

		date = (((uint32_t )readBuffer[3] & 0x0F)<< 16) + ((uint32_t )readBuffer[4] << 8) + (uint32_t )readBuffer[5];//& 0x0F: 将这个无符号整数与十六进制数0x0F进行按位与操作。0x0F的二进制表示为00001111，这个操作会保留readBuffer[3]的低四位，即将高四位清零。
		*Temperature = date * 200.0f / (1 << 20) - 50;
	}
}

aht20.h中代码

/*
 * aht20.h
 *
 *  Created on: Apr 25, 2024
 *      Author: lenovo
 */

#ifndef INC_AHT20_H_
#define INC_AHT20_H_

#include "i2c.h"
 void AHT20_Init (void);

 void AHT20_Read(float *Temperature , float *Humidity);
#endif /* INC_AHT20_H_ */

找到文件的位置创建AHT20文件夹，然后将创建的两个文件剪切到里面

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

然后在keil中添加读取文件的路径，

在这里插入图片描述

重新打开下面的页面，用右面的❌将两个文件删除，重新点击下面的添加文件，找到文件所在位置重新添加进去

在这里插入图片描述

修改main函数为

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "i2c.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "i2c.h"
#include <stdio.h>
#include "string.h"
#include "aht20.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  AHT20_Init ();//初始化AHT20

  float temperature , humidity ;
  char message [50];
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  AHT20_Read( &temperature , &humidity); //读取AHT20
	  sprintf(message ,"温度: %f℃ , 湿度: %f.\r\n",temperature , humidity);//拼接
	  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)message,strlen(message) , HAL_MAX_DELAY);//串口发???函??
	  HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInit
最低0.47元/天 解锁文章
zx@zx
关注
基于STM32的温湿度监控系统
stm32d1219的博客
08-04 2427
本文将介绍如何使用STM32微控制器设计和实现一个温湿度监控系统，通过DHT11温湿度传感器实时监测环境温度和湿度，并通过LCD显示屏显示数据。温湿度监控系统的基本工作原理是通过DHT11传感器实时采集温度和湿度数据，并将数据通过LCD显示屏显示出来。本系统可以应用于家居环境的温湿度监控，实时监测室内温湿度，并通过LCD显示屏显示数据，便于用户掌握室内环境状况。本系统还可以应用于工业环境的温湿度监控，实时监测生产环境的温湿度，防止设备过热或湿度过高，提高生产安全性和效率。⬇帮大家整理了单片机的资料。
【STM32】温湿度采集与OLED显示
normog的博客
06-23 1026
I2C 通讯协议 (Inter － Integrated Circuit) 是由 Phiilps 公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单， 可扩展性强，不需要 USART、CAN 等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路 (IC) 间的通讯。通过本次实验，详细了解到了I2C总线协议，以及AHT20温湿度传感器的使用。以上为此次学习成果，如有问题，烦请指正。
基于STM32的温湿度采集——OLED显示
热门推荐
Harriet的博客
12-25 2万+
文章目录一、实现温湿度通过串口显示二、实现将温湿度采集数据显示到OLED三、小结四、参考资料 本过程采用的是STM32野火mini开发板，AHT20温湿度传感器，0.96寸OLED显示屏。 一、实现温湿度通过串口显示 此步骤的目的是为了查看能否实现温湿度的采集 具体操作请参考下面链接 https://blog.youkuaiyun.com/qq_43279579/article/details/111597278 二、实现将温湿度采集数据显示到OLED 本过程是基于上面实现串口显示的工程上，进行添加相关OLE
STM32F103C8T6 驱动 0.96 寸 OLED (SSD1306, I2C 接口) 教程
最新发布
h050210的博客
02-28 4521
本教程详细介绍如何使用 STM32F103C8T6 微控制器（常见为 “蓝色飞线板” Blue Pill）通过 I2C 接口驱动 0.96 寸 OLED 显示屏（SSD1306 控制器），使用 STM32 HAL 库进行开发。内容从基础知识开始，一步步带领初学者完成 OLED 显示从初始化到显示文字、图形和图片的完整过程。
STM32-温湿度采集与OLED显示
gqiaos524的博客
12-13 1256
STM32的I2C外设可用作通讯的主机及从机，支持标准速度模式（高达100Kbit/s）、快速模式（高达400Kbit/s）、超快速模式（高达1Mbit/s），支持7位、10位设备地址，支持DMA数据传输，并具有数据校验功能。它的I2C外设还支持SMBus2.0协议，SMBus协议与I2C类似，主要应用于笔记本电脑的电池管理中，本教程不展开，感兴趣的读者可参考《SMBus2.0》文档了解。OLED（Organic Light - Emitting Diode）即有机发光二极管。
stm32 温湿度( DTH11)
06-10
stm32f103系列 DTH11温湿度传感器，通过串口打印数值。基于3.5库函数开发的。GPIO引脚随意配置，（jtag引脚需要特殊处理的），修改dht11.c 和.h文件的驱动即可。
STM32驱动AHT10&OLED显示温湿度
优信电子的博客
09-09 5302
文章中使用的显示方式为0.96寸OLED模块显示，驱动MCU使用的为STM32F103C8T6，在使用AHT10的过程中也可以自己根据AHT10的驱动代码所得到的温湿度值去做其他的接口应用，例如做温控风扇，或者其他温湿度控制系统案例均可移植使用，需要完整工程的可下方留言邮箱获取。
【STM32开发入门】温湿度监测系统实战：SPI LCD显示、HAL库应用、GPIO配置、UART中断接收、ADC采集与串口通信全解析
LKHzzzzz的博客
08-29 2486
SPI的LCD、HAL库、GPIO、UART的接收中断、ADC、串口通信。1.可以在LCD屏幕上显示温湿度、电压、还有加热片、冷凝片、风机的开关。3.可以通过五向按键去控阈值，例如向上则令加热片的阈值加1，向下减1。我是在这个的代码基础上去写的（网上买的温湿度传感器都会带）2.可以通过串口助手去控制加热片、冷凝片、风机的开关。根据个人的板子不同去创建新的工程 我这里是G030C8。然后去看LED灯的电路图找到对应的串口。首先是配置STM32CubeMX。其他两个等则是PB1和PB0。
【stm32】——温湿度采集与OLED显示
2201_75518371的博客
06-23 1216
I2C总线是一种主从结构（Master/Slave）总线，I2C总线上每一个设备都可以作为主设备或从设备，但一个总线上一般只有一个主设备，可以带多个从设备。其中主设备用来产生允许传输的时钟信号，并初始化总线的数据传输，所以主设备通常是CPU；而从设备只能被动响应主设备发起的通信请求，所以各种I2C接口芯片将作为从设备使用。I2C具有以下特点：I2C总线由两根线组成，即SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）。SDA线用于数据传输，SCL线用于同步数据传输。
stm32通过I2C接口实现温湿度（AHT20）的采集
”一只特立独行的猪“的博客
11-21 5757
stm32通过I2C接口实现温湿度（AHT20）的采集一、I2C总线协议详解（一）I2C总线物理拓扑结构（二)I2C总线协议（三）硬件I2C和模拟I2C1.硬件I2C2.模拟I2C3.区别二、实现AHT20采集程序（一）了解AHT20芯片的相关信息（二）具体代码添加过程（三）主要代码的分析（四）线路接法（五）运行结果三、总结四、参考资料 一、I2C总线协议详解 （一）I2C总线物理拓扑结构 I2C 总线在物理连接上非常简单，分别由SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)及上拉电阻组成。通信原理是通过对S
基于STM32的温湿度检测和无线的传输 20181125
11-25
基于STM32的温湿度检测和无线的传输 .
stm32f103+AM2320温湿度采集（直接编译运行）
12-19
stm32f103+AM2320温湿度采集（直接编译运行），IIC总线，支持温湿度结果通过串口打印，利用嘀嗒定时器（systick）精确定时。
STM32 SHT30温湿度检测
03-09
STM32F103单片机， SHT30温湿度检测，从工程中抽出; 有相关资料，及原厂例程；连接图片，及工作中的小经验分享；
STM32单片机之温湿度检测系统（DTH11、OLED、LCD1602）
weixin_54076783的博客
02-26 1万+
用户发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集, 用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集, 如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
初识STM32---基于STM32的室内温湿度检测
zy2018A14118的博客
06-15 1万+
一、项目介绍 本项目采用ARM结构中最为代表的Cortex-M4系列的芯片，选用STM32F407ZGT6开发板进行项目开发，选用的传感器为常见通用的DHT11温湿度传感器。传感器将采集到的数据传输到STM32（MCU）主控进行数据处理，最后通过串口打印出来。 二、前期准备 硬件： 1、STM32F407ZGT6 2、DHT11温湿度传感器 软件： 1 Keil5 官方下载链接如下：http://www.keil.com/demo/eval/arm.htm 2 STM32f407固件库 官方下载链接如下：h
STM32温度湿度采集（AHT20)
m0_51969935的博客
11-04 3341
本文主要介绍I2C总线通信协议，STM32基于I2C协议实现AHT20温湿度传感器上位机数据采集
STM32实战项目-温湿度传感器
weixin_45476980的博客
04-16 4062
通过SHT30数字温湿度传感器复盘 IIC通信知识
STM32温湿度监测与OLED显示系统设计
资源摘要信息: "基于STM32单片机的温湿度监测与OLED显示系统，该系统主要涉及硬件组件DHT11温湿度传感器和OLED显示屏，通过STM32单片机进行数据处理和控制。DHT11传感器负责实时采集环境的温度和湿度数据，然后通过...
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值