基于STM32设计的数显热水器

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI3, ENABLE); // 打开SPI3时钟
SPI_InitTypeDef spi_init_type;
spi_init_type.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
spi_init_type.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
spi_init_type.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
spi_init_type.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
spi_init_type.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
spi_init_type.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
spi_init_type.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_32; // 设置 SPI 时钟频率为 72 MHz / 32 = 2.25MHz
spi_init_type.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_Init(SPI3, &spi_init_type);
SPI_Cmd(SPI3, ENABLE);

void OLED_Init(void) {
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);   //RST SET
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6); //RST RESET
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);   //RST SET

    write_command(0xAE); // 关闭显示
    write_command(0xD5); // 设置时钟分频因子,震荡频率
    write_command(0x80); // 分频因子=1 ,震荡频率(fosc)=8MHz
    write_command(0xA8); // 设置驱动路数：MUX(复用方式)
    write_command(0x1F); // 1/32 duty (0x0F~0x3F)
    write_command(0xD3); // 设置显示偏移
    write_command(0x00); // 不偏移
    write_command(0x40); // 设置显示开始行[5:0], 对于设置了32行的液晶，
    // 这里的值为0表示从0行开始显示
    write_command(0x8D); // 对比度设置
    write_command(0x14); // AHB参考电压256等分 移位[3:0]100[n,1/256]
    write_command(0x20); // 水平方向上的寻址模式
    write_command(0x00); // 垂直方向上的寻址模式
    write_command(0xA1); // 设置段再映射
    write_command(0xC0); // 设置COM扫描方向
    write_command(0xDA); // 设置COM引脚硬件配置
    write_command(0x12);
    write_command(0x81); // 对比度设置
    write_command(0xBF); // 设置电荷泵电压
    write_command(0xD9); // 设置预充电周期
    write_command(0xF1);
    write_command(0xDB); // 设置VCOMH电压倍率
    write_command(0x40);
    write_command(0xAF); // 打开显示

    OLED_Clear(); // 清屏
}

void OLED_show_string(uint8_t x, uint8_t y, char *str) {
    uint8_t i = 0;
    while (str[i] != '\0') {
        OLED_show_char(x, y + i * 8, str[i]);
        ++i;
    }
}

void OLED_show_char(uint8_t x, uint8_t y, char ch) {
    uint8_t c = ch - 32;
    if (c >= 96) return;
    uint8_t* buffer = (uint8_t*)oled_buffer;
    uint8_t cx, cy;
    for (cy = 0; cy < 8; cy++) {
        uint8_t line = font[c][cy];
        for (cx = 0; cx < 6; cx++) {
            if (line & 0x1) {
                buffer[(y + cy) * OLEDWIDTH + x + cx] = 1;
            } else {
                buffer[(y + cy) * OLEDWIDTH + x + cx] = 0;
            }
            line >>= 1;
        }
    }
    OLED_Draw_Pixel(x + 6, y, 0);
    OLED_Draw_Pixel(x + 6, y + 1, 0);
    OLED_Draw_Pixel(x + 6, y + 6, 0);
    OLED_Draw_Pixel(x + 6, y + 7, 0);
}

OLED_Init();
OLED_Clear();
OLED_show_string(0, 0, "HELLO WORLD!");
OLED_show_string(0, 16, "TEMP:20 C");

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); // 设置 ADC 时钟为 PCLK2 的 1/6
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); // 打开 ADC1 时钟
ADC_DeInit(ADC1); // 初始化 ADC1
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); // 开启 ADC1

Rt = (Vref - Vpt) / Ipt // Rt 为 PT100 的阻值，Vref 为基准电压，Vpt 为 PT100 输出电压，Ipt 为 PT100 驱动电流
Temp = a * Rt + b // Temp 为温度值，a 和 b 为经过拟合后的系数

float PT100_Get_Temperature(float Rt)
{
    float a = 3.9083e-3f, b = -5.775e-7f, R0 = 100.0f; // 根据实际数据进行拟合得到 a、b 和 R0 的值
    float Tem, delta;
    delta = pow(Rt / R0, 2) + a * (Rt / R0) + b;
    Tem = (delta > 0) ? (-R0*a + sqrt(delta)) / (2 * b) : 0;
    return Tem;
}

float ADC_Get_Voltage(void)
{
    float voltage = 0;
    uint16_t adc_val = 0;
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5); // 配置 ADC 通道5
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 使能软件触发 ADC 转换
    while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); // 等待转换结束
    adc_val = ADC_GetConversionValue(ADC1); // 读取 ADC 转换结果
    voltage = (float)adc_val * 3.3f / 4096; // 计算基准电压
    return voltage;
}

float PT100_Get_Rt(float Vpt)
{
    float Rsource = 10e3f, Rpt = 100.0f; // Rsource 为差分放大器输出电阻，Rpt 为 PT100 阻值
    float Ipt = (3.3f - Vpt) / Rsource; // 计算 PT100 驱动电流
    float Rt = (3.3f - Vpt) / Ipt; // 根据欧姆定律计算出 PT100 阻值
    return Rt;
}

void USART1_Send_Float(float f)
{
    char buf[32];
    sprintf(buf, "%.1f\r\n", f); // 转换为字符串
    while (*buf)
    {
        USART_SendData(USART1, *buf);
        while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
        buf++;
    }
}

int main(void)
{
    ...
    while (1)
    {
        float Vpt = ADC_Get_Voltage(); // 获取差分放大器输出电压
        float Rt = PT100_Get_Rt(Vpt); // 计算 PT100 阻值
        float Temp = PT100_Get_Temperature(Rt); // 根据阻值计算温度
        USART1_Send_Float(Temp); // 将温度值打印到串口
        delay_ms(500);
    }
    ...
}