基于STM32嬰兒床檢測控制系統(tǒng)及源程序

ID:190577 · 發(fā)表于 2023-11-16 19:31

一、系統(tǒng)方案

1、本設(shè)計(jì)采用STM32單片機(jī)作為主控器。

2、DHT11檢測濕度，液晶OLED顯示，聲音檢測聲音，有聲音或尿床，蜂鳴器報(bào)警。

3、手機(jī)APP可以控制音樂播放。

二、硬件設(shè)計(jì)

原理圖如下：

三、單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)

1、首先是系統(tǒng)初始化

void LED_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PA,PD端口時(shí)鐘

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //LED0-->PA.8 端口配置

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度為50MHz

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根據(jù)設(shè)定參數(shù)初始化GPIOA.8

GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_2); //PA.8 輸出高

}

2、液晶顯示程序

/************************************************************************************

* Copyright (c), 2014, HelTec Automatic Technology co.,LTD.

*

* File name: OLED_I2C.c

* Project : HelTec.uvprij

* Processor: STM32F103C8T6

* Compiler : MDK fo ARM

*

* Author : 小林

* Version: 1.00

* Date : 2014.4.8

* Modification: none

*

* Description:128*64點(diǎn)陣的OLED顯示屏驅(qū)動(dòng)文件，僅適用于惠特自動(dòng)化的SD1306驅(qū)動(dòng)IIC通信方式顯示屏

*

* Others: none;

*

* Function List:

* 1. void I2C_Configuration(void) -- 配置CPU的硬件I2C

* 2. void I2C_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data) -- 向寄存器地址寫一個(gè)byte的數(shù)據(jù)

* 3. void WriteCmd(unsigned char I2C_Command) -- 寫命令

* 4. void WriteDat(unsigned char I2C_Data) -- 寫數(shù)據(jù)

* 5. void OLED_Init(void) -- OLED屏初始化

* 6. void OLED_SetPos(unsigned char x, unsigned char y) -- 設(shè)置起始點(diǎn)坐標(biāo)

* 7. void OLED_Fill(unsigned char fill_Data) -- 全屏填充

* 8. void OLED_CLS(void) -- 清屏

* 9. void OLED_ON(void) -- 喚醒

* 10. void OLED_OFF(void) -- 睡眠

* 11. void OLED_ShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch[], unsigned char TextSize) -- 顯示字符串(字體大小有6*8和8*16兩種)

* 12. void OLED_ShowCN(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char N) -- 顯示中文(中文需要先取模，然后放到codetab.h中)

* 13. void OLED_DrawBMP(unsigned char x0,unsigned char y0,unsigned char x1,unsigned char y1,unsigned char BMP[]) -- BMP圖片

*

* History: none;

*

*************************************************************************************/

#include "OLED_I2C.h"

#include "delay.h"

#include "codetab.h"

void I2C_Configuration(void)

{

I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

/*STM32F103C8T6芯片的硬件I2C: PB6 -- SCL; PB7 -- SDA */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;//I2C必須開漏輸出

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

I2C_DeInit(I2C1);//使用I2C1

I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;

I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;

I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30;//主機(jī)的I2C地址,隨便寫的

I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;

I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;

I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;//400K

I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);

I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);

}

void I2C_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data)

{

while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));

I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);//開啟I2C1

while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));/*EV5,主模式*/

I2C_Send7bitAddress(I2C1, OLED_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//器件地址 -- 默認(rèn)0x78

while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

I2C_SendData(I2C1, addr);//寄存器地址

while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

I2C_SendData(I2C1, data);//發(fā)送數(shù)據(jù)

while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);//關(guān)閉I2C1總線

}

void WriteCmd(unsigned char I2C_Command)//寫命令

{

I2C_WriteByte(0x00, I2C_Command);

}

void WriteDat(unsigned char I2C_Data)//寫數(shù)據(jù)

{

I2C_WriteByte(0x40, I2C_Data);

}

void OLED_Init(void)

{

delay_ms(100); //這里的延時(shí)很重要

WriteCmd(0xAE); //display off

WriteCmd(0x20); //Set Memory Addressing Mode

WriteCmd(0x10); //00,Horizontal Addressing Mode;01,Vertical Addressing Mode;10,Page Addressing Mode (RESET);11,Invalid

WriteCmd(0xb0); //Set Page Start Address for Page Addressing Mode,0-7

WriteCmd(0xc8); //Set COM Output Scan Direction

WriteCmd(0x00); //---set low column address

WriteCmd(0x10); //---set high column address

WriteCmd(0x40); //--set start line address

WriteCmd(0x81); //--set contrast control register

WriteCmd(0xff); //亮度調(diào)節(jié) 0x00~0xff

WriteCmd(0xa1); //--set segment re-map 0 to 127

WriteCmd(0xa6); //--set normal display

WriteCmd(0xa8); //--set multiplex ratio(1 to 64)

WriteCmd(0x3F); //

WriteCmd(0xa4); //0xa4,Output follows RAM content;0xa5,Output ignores RAM content

WriteCmd(0xd3); //-set display offset

WriteCmd(0x00); //-not offset

WriteCmd(0xd5); //--set display clock divide ratio/oscillator frequency

WriteCmd(0xf0); //--set divide ratio

WriteCmd(0xd9); //--set pre-charge period

WriteCmd(0x22); //

WriteCmd(0xda); //--set com pins hardware configuration

WriteCmd(0x12);

WriteCmd(0xdb); //--set vcomh

WriteCmd(0x20); //0x20,0.77xVcc

WriteCmd(0x8d); //--set DC-DC enable

WriteCmd(0x14); //

WriteCmd(0xaf); //--turn on oled panel

}

void OLED_SetPos(unsigned char x, unsigned char y) //設(shè)置起始點(diǎn)坐標(biāo)

{

WriteCmd(0xb0+y);

WriteCmd(((x&0xf0)>>4)|0x10);

WriteCmd((x&0x0f)|0x01);

}

void OLED_Fill(unsigned char fill_Data)//全屏填充

{

unsigned char m,n;

for(m=0;m<8;m++)

{

WriteCmd(0xb0+m); //page0-page1

WriteCmd(0x00); //low column start address

WriteCmd(0x10); //high column start address

for(n=0;n<128;n++)

{

WriteDat(fill_Data);

}

void OLED_CLS(void)//清屏

{

OLED_Fill(0x00);

}

//--------------------------------------------------------------

// Prototype : void OLED_ON(void)

// Calls :

// Parameters : none

// Description : 將OLED從休眠中喚醒

//--------------------------------------------------------------

void OLED_ON(void)

{

WriteCmd(0X8D); //設(shè)置電荷泵

WriteCmd(0X14); //開啟電荷泵

WriteCmd(0XAF); //OLED喚醒

}

//--------------------------------------------------------------

// Prototype : void OLED_OFF(void)

// Calls :

// Parameters : none

// Description : 讓OLED休眠 -- 休眠模式下,OLED功耗不到10uA

//--------------------------------------------------------------

void OLED_OFF(void)

{

WriteCmd(0X8D); //設(shè)置電荷泵

WriteCmd(0X10); //關(guān)閉電荷泵

WriteCmd(0XAE); //OLED休眠

}

//--------------------------------------------------------------

// Prototype : void OLED_ShowChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch[], unsigned char TextSize)

// Calls :

// Parameters : x,y -- 起始點(diǎn)坐標(biāo)(x:0~127, y:0~7); ch[] -- 要顯示的字符串; TextSize -- 字符大小(1:6*8 ; 2:8*16)

// Description : 顯示codetab.h中的ASCII字符,有6*8和8*16可選擇

//--------------------------------------------------------------

void OLED_ShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch[], unsigned char TextSize)

{

unsigned char c = 0,i = 0,j = 0;

switch(TextSize)

{

case 1:

{

while(ch[j] != '\0')

{

c = ch[j] - 32;

if(x > 126)

{

x = 0;

y++;

}

OLED_SetPos(x,y);

for(i=0;i<6;i++)

WriteDat(F6x8[c][ i]);

                              x += 6;
                              j++;
                     }
            }break;
            case 2:
            {
                     while(ch[j] != '\0')
                     {
                              c = ch[j] - 32;
                              if(x > 120)
                              {
                                    x = 0;
                                    y++;
                              }
                              OLED_SetPos(x,y);
                              for(i=0;i<8;i++)
                                    WriteDat(F8X16[c*16+i]);
                              OLED_SetPos(x,y+1);
                              for(i=0;i<8;i++)
                                    WriteDat(F8X16[c*16+i+8]);
                              x += 8;
                              j++;
                     }
            }break;
      }
}

//--------------------------------------------------------------
// Prototype    : void OLED_ShowCN(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char N)
// Calls       :
// Parameters    : x,y -- 起始點(diǎn)坐標(biāo)(x:0~127, y:0~7); N:漢字在codetab.h中的索引
// Description : 顯示codetab.h中的漢字,16*16點(diǎn)陣
//--------------------------------------------------------------
void OLED_ShowCN(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char N)
{
      unsigned char wm=0;
      unsigned int  adder=32*N;
      OLED_SetPos(x , y);
      for(wm = 0;wm < 16;wm++)
      {
            WriteDat(F16x16[adder]);
            adder += 1;
      }
      OLED_SetPos(x,y + 1);
      for(wm = 0;wm < 16;wm++)
      {
            WriteDat(F16x16[adder]);
            adder += 1;
      }
}

//--------------------------------------------------------------
// Prototype    : void OLED_DrawBMP(unsigned char x0,unsigned char y0,unsigned char x1,unsigned char y1,unsigned char BMP[]);
// Calls       :
// Parameters    : x0,y0 -- 起始點(diǎn)坐標(biāo)(x0:0~127, y0:0~7); x1,y1 -- 起點(diǎn)對角線(結(jié)束點(diǎn))的坐標(biāo)(x1:1~128,y1:1~8)
// Description : 顯示BMP位圖
//--------------------------------------------------------------
void OLED_DrawBMP(unsigned char x0,unsigned char y0,unsigned char x1,unsigned char y1,unsigned char BMP[])
{
      unsigned int j=0;
      unsigned char x,y;

  if(y1%8==0)
            y = y1/8;
  else
            y = y1/8 + 1;
      for(y=y0;y<y1;y++)
      {
            OLED_SetPos(x0,y);
for(x=x0;x<x1;x++)
            {
                     WriteDat(BMP[j++]);
            }
      }
}

3、按鍵程序
void KEY_Init(void)
{

      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能PORTA,PORTC時(shí)鐘

      GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);//關(guān)閉jtag，使能SWD，可以用SWD模式調(diào)試

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_1;//PA15
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //設(shè)置成上拉輸入
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA15

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_2;//PC5
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //設(shè)置成上拉輸入
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOC5

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;//PA0
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0設(shè)置成輸入，默認(rèn)下拉
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.0

}
//按鍵處理函數(shù)
//返回按鍵值
//mode:0,不支持連續(xù)按;1,支持連續(xù)按;
//返回值：
//0，沒有任何按鍵按下
//KEY0_PRES，KEY0按下
//KEY1_PRES，KEY1按下
//WKUP_PRES，WK_UP按下
//注意此函數(shù)有響應(yīng)優(yōu)先級,KEY0>KEY1>WK_UP!!
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{
      static u8 key_up=1;//按鍵按松開標(biāo)志
      if(mode)key_up=1;  //支持連按
      if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1))
      {
            delay_ms(10);//去抖動(dòng)
            key_up=0;
            if(KEY0==0)return KEY0_PRES;
            else if(KEY1==0)return KEY1_PRES;
            else if(WK_UP==1)return WKUP_PRES;
      }else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1;
      return 0;// 無按鍵按下
}
4、核心算法程序
int main(void)
{

      u8 t=0,num=0,cnt;
      u8 temperature;
      u8 humidity;
      u8 hh=60;
      delay_init();                   //延時(shí)函數(shù)初始化
      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級
      uart_init(9600);       //串口初始化為9600

      I2C_Configuration();
      OLED_Init();
               KEY_Init();                //初始化與按鍵連接的硬件接口
                     OLED_Fill(0xFF);//全屏點(diǎn)亮
            delay_ms(2);

      OLED_Fill(0x00);//全屏滅
      delay_ms(2);
               while(DHT11_Init())       //DHT11初始化
      {

      }
      LED_Init();
      HW_Init();
      while(1){

            if(Res=='1')
            {

LED0=0;

            }
            if(Res=='2')
            {
      LED0=1;
            }

                     num=KEY_Scan(0);             //得到鍵值
            switch(num)
            {
                     case KEY0_PRES:
                        if(hh>=1) hh--;
                              break;
                              break;

                     case KEY1_PRES:

                     case WKUP_PRES:
                  hh++;
                        if(hh>100) hh=99;

                              break;

            }

            OLED_ShowStr(0,0,"TEMP:",2);                               //測試8*16字符
            OLED_ShowStr(0,2,"HUMI:",2);                               //測試8*16字符
            OLED_ShowStr(0,4,"Alar:",2);                               //測試8*16字符
            if(hw==0)
            {
            OLED_ShowStr(80,4,"sound",2);                               //測試8*16字符
                     printf("sound\n");
            }
            else

            {
                     OLED_ShowStr(80,4,"    ",2);                               //測試8*16字符
            }
            if(humidity>=hh)
            {
                              OLED_ShowStr(0,6,"bed-wetting",2);                               //測試8*16字符
                        printf("bed-wetting\n");
            }
            else
                              OLED_ShowStr(0,6,"          ",2);                               //測試8*16字符
            delay_ms(2);
            if(t%5==0)//每100ms讀取一次
            {
                     DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);             //讀取溫濕度值
   display(40,0,temperature/10);
                     display(48,0,temperature%10);
                     display(40,2,humidity/10);
                     display(48,2,humidity%10);
                     display(40,4,hh/10);
                     display(48,4,hh%10);

                     printf("TEMP:%d\n",temperature);
                     printf("HUMI:%d\n",humidity);

                     //LCD_ShowNum(60+40,150,temperature,2,16);             //顯示溫度

                     //LCD_ShowNum(60+40,170,humidity,2,16);                      //顯示濕度
            }
               delay_ms(10);
            t++;
            if(t==10)
            {
                     t=0;

            }

      //printf("t:%d\n",t);
      //delay_ms(500);
      //t++;
      }
}

四、 proteus仿真設(shè)計(jì)

Proteus軟件是一款應(yīng)用比較廣泛的工具，它可以在沒有硬件平臺的基礎(chǔ)上通過自身的軟件仿真出硬件平臺的運(yùn)行情況，這樣就可以通過軟件仿真來驗(yàn)證我們設(shè)計(jì)的方案有沒有問題，如果有問題，可以重新選擇器件，連接器件，直到達(dá)到我們設(shè)定的目的，避免我們搭建實(shí)物的時(shí)候，如果當(dāng)初選擇的方案有問題，我們器件都已經(jīng)焊接好了，再去卸載下去，再去焊接新的方案的器件，測試，這樣會浪費(fèi)人力和物力，也給開發(fā)者帶來一定困惑，Proteus仿真軟件就很好的解決這個(gè)問題，我們在設(shè)計(jì)之初，就使用該軟件進(jìn)行模擬仿真，測試，選擇滿足我們設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。最后根據(jù)測試沒問題的仿真圖紙，焊接實(shí)物，調(diào)試，最終完成本設(shè)計(jì)的作品。

ID:16255 · 發(fā)表于 2023-11-17 16:23

寶寶尿床
   ↓
寶寶哭了↖
   ↓    ↑
檢測到了  ↑
   ↓    ↑
蜂鳴器響↗

ID:190577 · 發(fā)表于 2023-11-18 10:38

mengsiu 發(fā)表于 2023-11-17 16:23
寶寶尿床
↓
寶寶哭了↖

對的，沒錯(cuò)，還可以手機(jī)控制播放音樂

ID:914077 · 發(fā)表于 2023-11-19 21:29

非常不錯(cuò)

ID:914077 · 發(fā)表于 2023-11-19 21:30

功率電子保護(hù)技術(shù)

ID:16255 · 發(fā)表于 2023-11-20 21:13

mengsiu 發(fā)表于 2023-11-17 16:23
寶寶尿床
↓
寶寶哭了↖

還有一個(gè)問題！
使用DHT11檢測寶寶尿床，難道是要把DHT11塞到寶寶紙尿褲里？還是說整臺機(jī)器塞進(jìn)去？

ID:343102 · 發(fā)表于 2023-11-21 00:08

搞這么復(fù)雜？
用2個(gè)三極管組成音頻振蕩電路驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲（用1個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲也行），再用2層紗布縫入2根細(xì)銅絲檢測水分，控制發(fā)聲電路就ok了。
至于小孩哭不需要提醒吧？除非是遠(yuǎn)程。
必須尊重你的探索精神。

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基于STM32嬰兒床檢測控制系統(tǒng)及源程序

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