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STM32 环境监测与控制系统的设计与实现

news 2025/6/25 11:53:33

        一个基于 STM32 微控制器的环境监测与控制系统的设计与实现。该系统能够实时采集温湿度数据，通过 OLED 屏幕显示环境参数，并提供用户交互界面进行阈值设置。系统还具备 PWM 电机控制、状态指示和异常报警功能，适合应用于智能家居、温室大棚等环境监测场景。

代码下载地址：编译前需要将main.c中中文转位gb2312编码存储，否则会报编码错误https://wwp.lanzoul.com/iGKFS2zhoxif

project1.zip - 蓝奏云

系统功能概述

该环境监测与控制系统主要实现以下功能：

  • 温湿度数据采集与显示（使用 DHT11 传感器）
  • 128x64 OLED 屏幕信息显示
  • 阈值设置与 Flash 存储功能
  • 四档 PWM 电机速度控制
  • 状态指示（LED 灯光）与异常报警（蜂鸣器）
  • 火焰检测功能
  • 按键短按与长按处理

系统工作流程如下：STM32 微控制器通过 DHT11 传感器采集温湿度数据，与预设阈值比较后控制相应的执行器（如风扇、加湿器等），并通过 OLED 屏幕显示实时数据和系统状态。用户可以通过按键设置温度和湿度阈值，系统将阈值保存在 Flash 中以便掉电保存。

硬件设计与选型

核心控制器

系统采用 STM32F103 系列微控制器作为核心，该系列芯片具有以下特点：

  • 32 位 Cortex-M3 内核，最高 72MHz 工作频率
  • 丰富的外设资源：ADC、I2C、TIM、GPIO 等
  • 内置 Flash 和 SRAM，满足程序存储和数据处理需求
  • 低功耗设计，适合电池供电或节能场景
传感器与执行器
  • DHT11 温湿度传感器：低成本、单总线接口，可同时测量温度和湿度
  • OLED 显示屏：128x64 分辨率，I2C 接口，显示效果清晰
  • 按键模块：4 个独立按键，用于人机交互
  • LED 指示灯：4 个 LED，用于状态指示
  • 蜂鸣器：用于异常情况报警
  • 电机控制：通过 PWM 信号控制电机速度
  • 火焰传感器：用于检测环境中的火焰信号
硬件接口设计

系统硬件接口设计如下：

  • DHT11 传感器：连接到 GPIOA_PIN_1（单总线接口）
  • OLED 显示屏：通过 I2C1 接口连接（SCL: PB6, SDA: PB7）
  • 按键输入：K1-K4 连接到 GPIOB_PIN_0-3（上拉输入）
  • LED 输出：LED1-LED4 连接到 GPIOA_PIN_4-7 和 GPIOB_PIN_0-1
  • 蜂鸣器：连接到 GPIOA_PIN_3
  • 电机控制：通过 TIM3 的 PWM 输出（CH2-CH4）控制
  • 火焰传感器：连接到 GPIOA_PIN_6（ADC 输入）

软件架构分析

系统软件采用模块化设计，主要包括以下模块：

  1. 硬件驱动模块：包含 GPIO、I2C、TIM、ADC 等底层驱动
  2. 传感器模块：DHT11 温湿度传感器驱动
  3. 显示模块：OLED 显示屏驱动与界面显示
  4. 按键模块：按键检测与长按处理
  5. 存储模块：Flash 数据存储与读取
  6. 控制模块：PWM 电机控制、LED 与蜂鸣器控制
  7. 主控制模块：系统初始化与主循环控制
/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file           : main.c* @brief          : Main program body******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2025 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"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include "OLED.h"
#include "dht11.h"
#include "config.h"
#include "stm32f1xx_hal_flash.h"
#include "flash.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 ---------------------------------------------------------*/
ADC_HandleTypeDef hadc1;I2C_HandleTypeDef hi2c1;TIM_HandleTypeDef htim3;/* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);
static void MX_TIM3_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
DHT11_TypeDef myDHT11;
bool dht11_flag = false;
bool key_flag = false;
bool auto_Flag = false; // 自动模式
bool set_ui = false;	//设置界面
bool cursor = false;  //光标位置标志位（false为第一行，true为第二行)// 存储需要保存到Flash的数据
uint8_t TT=30;//温度阈值（单位：℃）
uint8_t HT=70;//湿度阈值（单位：%RH）uint16_t motorIndex = 0;                    // motorSpeedIndex
uint16_t motorSpeed[] = {0, 200, 400, 999}; // Speed//显示DHT11数据并更新OLED屏幕 128*64
void dht11_show(void)
{OLED_Clear();//清屏OLEDchar str[16];if(set_ui == false){OLED_ShowString(1, 1, "工位: 11", OLED_8X16);if (DHT11_ReadData(&myDHT11) == 0){//温度处理 + LED1控制if(myDHT11.Temperature>TT){HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);//LED1motorIndex=3;HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);OLED_ShowString(112, 16, "H", OLED_8X16);//温度过高显示"H"}else{HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);//LED1motorIndex=0;HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);OLED_ShowString(112, 16, "L", OLED_8X16);//温度正常显示"L"}sprintf(str, "温度:%d.0℃", myDHT11.Temperature);OLED_ShowString(1, 16, str, OLED_8X16);//湿度处理if(myDHT11.Humidity>HT){HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);//LED2OLED_ShowString(112, 32, "H", OLED_8X16);//湿度过高显示"H"}else{HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);OLED_ShowString(112, 32, "L", OLED_8X16);//湿度正常显示"L"}sprintf(str, "湿度:%dRH%%", myDHT11.Humidity);OLED_ShowString(1, 32, str, OLED_8X16);}//状态显示//电机档位//sprintf(str, "D:%d", motorIndex);//OLED_ShowString(100, 16, str, OLED_8X16);//TIM3->CCR2=motorSpeed[motorIndex];//光照强度检测//	HAL_ADC_Start(&hadc1);//	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);//	uint16_t ADC_Value=0;//	ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);   //读取AD值//	sprintf(str, "ADC%d", ADC_Value);//    OLED_ShowString(1, 48, str, OLED_8X16);if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6)==GPIO_PIN_RESET){OLED_ShowString(1, 48, "火焰:有", OLED_8X16);//蜂鸣器翻转HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_3);//HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);//LED3//HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port, LED3_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_TogglePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin);}else{OLED_ShowString(1, 48, "火焰:无", OLED_8X16);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);//蜂鸣器关HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port, LED3_Pin, GPIO_PIN_RESET);}//自动模式处理}else{// 设置界面显示OLED_ShowString(1, 1, "参数设置", OLED_8X16);sprintf(str, "温度阈值:%d℃", TT);OLED_ShowString(1, 16, str, OLED_8X16);sprintf(str, "湿度阈值:%dRH%s", HT, "%");OLED_ShowString(1, 32, str, OLED_8X16);//光标显示if(cursor==false){OLED_Invert(72,16,32,16);//第一行高亮}else{OLED_Invert(72,32,48,16);//第二行高亮}}OLED_Update();
}// 按键
bool KeyCheck(GPIO_TypeDef *gpio_port, uint16_t gpio_pin)
{if (HAL_GPIO_ReadPin(gpio_port, gpio_pin) == GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(gpio_port, gpio_pin) == GPIO_PIN_RESET){while (HAL_GPIO_ReadPin(gpio_port, gpio_pin) == GPIO_PIN_RESET);return true;}}return false;
}
// 检查按键是否被长按
bool KeyCheck_LongPress(GPIO_TypeDef *gpio_port, uint16_t gpio_pin, uint32_t *press_time)
{if (HAL_GPIO_ReadPin(gpio_port, gpio_pin) == GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(20); //消抖延时if (HAL_GPIO_ReadPin(gpio_port, gpio_pin) == GPIO_PIN_RESET){if(*press_time == 0) {*press_time = HAL_GetTick(); // 记录按下开始时间}// 检查是否达到长按时间，这里设定为500mselse if(HAL_GetTick() - *press_time > 500) {return true; // 长按确认}return false; // 短按状态}}*press_time = 0; // 重置按下时间return false;
}
/* 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_TIM3_Init();MX_ADC1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *///LED//HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);//HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);//HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port, LED3_Pin, GPIO_PIN_SET);//HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port, LED4_Pin, GPIO_PIN_SET);// 加载Flash数据LoadThresholdsFromFlash();TT= thresholdData.TemperatureThreshold;HT= thresholdData.HumidityThreshold;if(TT==0 || HT==0){TT=30;HT=70;}SaveThresholdsToFlash();//ADC// DHT11DHT11_Init(&myDHT11, GPIOA, GPIO_PIN_1);// OLEDOLED_Init();// PWM	CH2 CH3 CH4HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_4);TIM3->CCR2 = 500;TIM3->CCR3 = 600;TIM3->CCR4 = 999;//HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);//TIM3->CCR3 = 0;//HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);//蜂鸣器HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){static uint32_t k3_press_time = 0, k4_press_time = 0; // 记录按键按下时间if (dht11_flag == true){dht11_flag = false;//dht11_show();}if (key_flag == true){key_flag = false;if (KeyCheck(K1_GPIO_Port, K1_Pin) == 1){// 电机档位+开机//if(++motorIndex==(sizeof(motorSpeed)/sizeof(motorSpeed[0]))) motorIndex=0;// 电机档位+UIset_ui = !set_ui;thresholdData.TemperatureThreshold=TT;thresholdData.HumidityThreshold=HT;SaveThresholdsToFlash();}if (KeyCheck(K2_GPIO_Port, K2_Pin) == 1){if(set_ui==true){cursor=!cursor;}}if (KeyCheck(K3_GPIO_Port, K3_Pin) == 1){// 增减if(cursor==false){if(TT<99 && TT>0){TT++;}}else{if(HT<99 && HT>0){HT++;}}}if (HAL_GPIO_ReadPin(K3_GPIO_Port, K3_Pin) == GPIO_PIN_RESET) {bool is_long = KeyCheck_LongPress(K3_GPIO_Port, K3_Pin, &k3_press_time);int step = is_long ? 1 : 1; // 长按+5，短按+1if(set_ui == true) {if(cursor == false && TT < 99) TT += step;else if(HT < 99) HT += step;}HAL_Delay(100); // 防止重复触发}if (KeyCheck(K4_GPIO_Port, K4_Pin) == 1){// 减少if(cursor==false){if(TT<99 && TT>0){TT--;}}else{if(HT<99 && HT>0){HT--;}}}// K4长按if (HAL_GPIO_ReadPin(K4_GPIO_Port, K4_Pin) == GPIO_PIN_RESET) {bool is_long = KeyCheck_LongPress(K4_GPIO_Port, K4_Pin, &k4_press_time);int step = is_long ? 1 : 1; // 长按-5，短按-1if(set_ui == true) {if(cursor == false && TT > 0) TT -= step;else if(HT > 0) HT -= step;}HAL_Delay(100); // 防止重复触发}}/* 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};RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/*** @brief ADC1 Initialization Function* @param None* @retval None*/
static void MX_ADC1_Init(void)
{/* USER CODE BEGIN ADC1_Init 0 *//* USER CODE END ADC1_Init 0 */ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};/* USER CODE BEGIN ADC1_Init 1 *//* USER CODE END ADC1_Init 1 *//** Common config*/hadc1.Instance = ADC1;hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Configure Regular Channel*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_2;sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 *//* USER CODE END ADC1_Init 2 */}/*** @brief I2C1 Initialization Function* @param None* @retval None*/
static void MX_I2C1_Init(void)
{/* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 *//* USER CODE END I2C1_Init 0 *//* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 *//* USER CODE END I2C1_Init 1 */hi2c1.Instance = I2C1;hi2c1.Init.ClockSpeed = 400000;hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 *//* USER CODE END I2C1_Init 2 */}/*** @brief TIM3 Initialization Function* @param None* @retval None*/
static void MX_TIM3_Init(void)
{/* USER CODE BEGIN TIM3_Init 0 *//* USER CODE END TIM3_Init 0 */TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};/* USER CODE BEGIN TIM3_Init 1 *//* USER CODE END TIM3_Init 1 */htim3.Instance = TIM3;htim3.Init.Prescaler = 72-1;htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim3.Init.Period = 1000-1;htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK){Error_Handler();}sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim3) != HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse = 0;sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK){Error_Handler();}if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK){Error_Handler();}if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN TIM3_Init 2 *//* USER CODE END TIM3_Init 2 */HAL_TIM_MspPostInit(&htim3);}/*** @brief GPIO Initialization Function* @param None* @retval None*/
static void MX_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 *//* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 *//* GPIO Ports Clock Enable */__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(dht11_GPIO_Port, dht11_Pin, GPIO_PIN_SET);/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, BUZZ_Pin|LED1_Pin|LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED3_Pin|LED4_Pin, GPIO_PIN_RESET);/*Configure GPIO pin : dht11_Pin */GPIO_InitStruct.Pin = dht11_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(dht11_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pins : BUZZ_Pin LED1_Pin LED2_Pin */GPIO_InitStruct.Pin = BUZZ_Pin|LED1_Pin|LED2_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pin : PA6 */GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pins : LED3_Pin LED4_Pin */GPIO_InitStruct.Pin = LED3_Pin|LED4_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pins : K1_Pin K2_Pin K3_Pin K4_Pin */GPIO_InitStruct.Pin = K1_Pin|K2_Pin|K3_Pin|K4_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 *//* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */
}/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 *//*** @brief  This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();while (1){}/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/*** @brief  Reports the name of the source file and the source line number*         where the assert_param error has occurred.* @param  file: pointer to the source file name* @param  line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

Flash 存储操作需要注意以下几点：

  1. Flash 写入前需要先擦除
  2. 避免频繁擦写，延长 Flash 寿命
  3. 数据存储格式要合理，确保读写一致
  4. 增加数据有效性检查，防止无效数据

技术难点与解决方案

DHT11 时序控制

DHT11 采用严格的单总线时序，对时序要求非常高。在 STM32 上实现时，由于 Cortex-M3 内核的中断响应和任务调度可能影响时序精度，导致数据读取失败。

解决方案：

  1. 优化 DHT11 驱动代码，减少非必要操作
  2. 在数据读取期间禁用中断，确保时序准确
  3. 增加重试机制，当读取失败时重新尝试
  4. 精确控制延时，使用 CPU 周期计数代替 HAL_Delay
OLED 显示缓冲区管理

128x64 的 OLED 显示屏需要较大的显示缓冲区，而 STM32F103 的 SRAM 资源有限，直接分配全屏缓冲区可能导致内存不足。

解决方案：

  1. 采用分页显示方式，每次只更新需要变化的部分
  2. 动态分配显示缓冲区，只在需要时申请内存
  3. 优化显示数据结构，减少内存占用
  4. 实现高效的显示更新算法，减少重绘区域
按键消抖与长按检测

机械按键存在抖动问题，长按检测需要准确的时间测量，处理不当会导致按键响应不灵敏或误触发。

解决方案：

  1. 采用软件消抖，通过延时和多次采样确认按键状态
  2. 使用 HAL_GetTick () 获取精确的时间戳，实现准确的长按检测
  3. 设计合理的按键状态机，处理按下、抖动、长按和释放等状态
  4. 增加防重复触发机制，避免短时间内多次响应

总结与改进方向

系统特点
  1. 功能完整：实现了环境监测、数据显示、用户交互和设备控制等功能
  2. 人机交互友好：支持按键短按和长按操作，OLED 显示清晰直观
  3. 数据持久化：使用 Flash 存储阈值数据，实现掉电保存
  4. 可扩展性强：模块化设计便于功能扩展和维护
改进方向
  1. 增加通信接口：添加 WiFi 或蓝牙模块，实现远程监控和控制
  2. 优化低功耗：增加睡眠模式，降低系统功耗，适合电池供电场景
  3. 增强数据处理：添加数据滤波和趋势分析功能，提高数据准确性
  4. 扩展传感器：增加光照、气压等传感器，实现更全面的环境监测
  5. 完善报警功能：添加多种报警方式，如短信报警、APP 推送等
应用场景

该系统可广泛应用于以下场景：

  • 智能家居环境监测与控制
  • 温室大棚温湿度监控
  • 仓储物流环境监测
  • 实验室环境监控
  • 小型气象站
http://www.lryc.cn/news/574650.html

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