毕设&课设&项目&实训-基于stm32，时间片论结构，驱动OLED显示温度历史曲线警.zip

# STM32数字网络温度计 ShaoBing-No.1 ***本项目所有源码文件包括原理图PCB已开源到GitHub上 供大家学习讨论-> [ShaoBing-No.1](https://github.com/firestaradmin/ShaoBing-No.1)*** ***视频实况已上传至BiliBili [点我观看](https://www.bilibili.com/video/av80249560)*** --- ## 项目概括 - **项目简介：stm32项目，时间片论询结构，驱动OLED显示温度历史曲线，具备物联网功能发送数据至手机APP，可PI计算输出控制温度方案** -  - **项目起因：**     大学专业课程设计，需设计一款基于DS18B20 的数字温度计 - **项目要求：** 1. 实现测温范围 -5~125℃，误差+-0.1℃ 2. 实时采集温度数据，并实时显示记录温度曲线 3. 设置控制的期望值范围，超出范围则声光报警 - **扩展要求：** 4. 可与计算机进行通讯 ，可上传温度数据 5. 具有PI控制算法，可计算输出值 6. 具有物联网功能，将数据传递至服务器，手机显示温度曲线 基于ESP8266-01S 7. 位式或连续温度调节 - **项目器件：** 1. STM32F103C8T6 主控芯片*1 2. DS18B20 测温*1 3. OLED_IIC 屏幕*1 4. ESP8266-01S WIFI模块*1 5. LED灯 6. 蜂鸣器 7. etc.. --- ## 项目实现 ​ ### 1. 原理图设计:     首先进行原理图设计，基于最基础的STM32F103C8T6芯片，将需要用到的元器件模块等等，连接至主控。 具体可以参考以下原理图。(如有错误请指正 谢谢)  ### 2. PCB设计：     将原理图画成PCB文件，并找一个商家发板。     每次发板子，等待都是漫长的过程。但是还好，嘉立创每月可以发两次5元的板子，算是对学生和工程师的优惠了     PCB设计如下：(如有错误请指正 谢谢)  ### 3. Code 代码部分     板子到手后，就急急忙忙的焊完了，通电测试正常后，开始编写程序。 - 程序部分分为两块：主控STM32的程序和ESP8266-01S的固件 主控采用Keil编写，ESP采用Arduino编写，因为Arduino的Wifi库真的很好用。 #### STM32F103主控部分：     主控的思路基本就是，一个循环里做各任务的调用，如按键扫描键值处理，屏幕的动态更新，等等 每个任务都是采用Void形式，不返回数值，全部使用全局变量的标志来实现各函数间的通讯信息传递。 这样的好处就是不会阻塞程序的运行，使得程序的每一个部分都会被执行到。与RTOS等时间片论相比 就有那味儿了！！     主控部分我的大部分精力都花在了OLED的刷新速率优化和按键处理上     OLED最后采用硬件IIC + DMA 的行为传送，在主控RAM里模拟一个1024B的显存，每次显存有变化则刷新至OLED，以OLED-IIC 400Kpbs的速率下，刷新整屏幕只需要 *0.02332s* 理论上刷新率可以达到42帧，而采用DMA传输，还不浪费CPU的资源。     主循环中的进程主要有下面四个 ```c //while(1)主循环里 顺序执行以下进程，进程基本无阻碍，使用全局变量消息传递机制，可保证实时性。 myKey_GetKeyValue();//获取键值 app_Handle_KeyState();//键值处理 app_Updata_Interface();//界面更新 app_Dynamic_Display();//动态显示 ```     先硬件层上，中断处理按键，是否有按键按下，然后调用 ```c myKey_GetKeyValue();//获取键值 ``` 根据按下的时间更新按键消息。再根据按键消息来执行各个函数功能。 具体按键处理机制，可以参考我的另一篇博客 *[STM32按键处理机制](https://blog.csdn.net/yougeng123/article/details/103733592)*     之后是界面更新函数进程和动态更新函数进程。 界面更新函数进程主要根据当前页面序号与上次页面序号是否相同，来决定是不是要更新界面，具体定义如下： ```c //界面显示 typedef enum { No_Interface = 256, Main_Interface = 0, Menu_Interface = 1, Menu_ENTER_Interface = 2, Input_Interface = 3 }Interface_Num_enumTypedef;//页面序号定义 Interface_Num_enumTypedef now_Interface_Num = No_Interface ; //当前的页面序号 Interface_Num_enumTypedef next_Interface_Num = Main_Interface; //下次需要更新到的页面序号 ``` 页面静态更新函数： ```c //静态显示 aka 静态页面更新进程 void app_Updata_Interface() { if(now_Interface_Num != next_Interface_Num) { OLED_RamClear(); switch (next_Interface_Num) { case Main_Interface: OLED_ShowBMP(0,0,127,63, (u8 *)Interface_Main); now_Interface_Num = Main_Interface; break; case Menu_Interface: OLED_ShowBMP(0,0,127,63, (u8 *)Interface_Menu); now_Interface_Num = Menu_Interface; break; case Menu_ENTER_Interface: OLED_ShowBMP(0,0,127,63, (u8 *)MENU_ENTER_INTERFACE); ············省略 ``` 动态更新每一个主循环进行一次，就会动态更新一次，以便于显示按键动画，温度曲线等动态效果。当处于哪个页面就会更新相应的效果，具体应用具体设计。篇幅过大就不贴出来了。源码已上传至Github     那么界面显示最主要的还是OLED的驱动显示，OLED驱动好了，更新速率上去了，动画才会更加流畅。可以参考 *[ STM32 DMA-IIC刷新OLED屏(理论可达42+帧率)](https://blog.csdn.net/yougeng123/article/details/103734303)* #### ESP8266-01S部分：     ESP的程序相对来说简单了很多，需要做的只是连接WIFI然后串口接受温度数据，并HTTP-POST请求上传数据置服务器即可。（其实可以做的复杂点，就是自己设计一个通讯协议，这样通讯更严谨，但由于时间问题，就草草的设计了简单的通讯，无帧头帧尾和校验位）     //本来打算加个选择连接WIFI的功能，并且增加软键盘输入密码等功能，但是学期末了，时间不太够了，想想觉得很麻烦，就算了，直接将WIFI名和密码写在了程序里。     ESP的程序编写用到了Arduino的ESP8266的库，网上可以下载到，也可以到我的GitHub上下载。     思路：先连接WIFI 然后一直循环在串口接收的函数里，判断是否有正确的温度数据被接受，有则POST请求至服务器 ```cpp char* getValue() { while (true) { if (Serial.available() > 0) { inByte = Serial.read(); //Serial.print(inByte); if (inByte == '[') { isCommand = true; rxBuffer_tail = 0; //rxBuffer[0] = 0; } else if (inByte == ']') { isCommand = false; rxBuffer[rxBuffer_tail] = '\0'; return rxBuffer; } else if (isCommand) { rxBuffer[rxBuffer_tail++] = inByte; } } } } ```     具体代码已开源至GitHub。 @firestaradmin