代码收藏家技术教程 2024-05-27

基于Proteus的STM32F401RE温度检测控制仿真系统–西安电子科技大学大二微控制器个人项目

温度检测控制仿真系统

平台：stm32cubemx，Keil，proteus8.17

芯片：proteus-stm32f401re，cubemx-stm32f411retx

注意：两个平台芯片种类是不一样的，一样的话会仿真不了（我的电脑是这样，也有看别人的用的芯片型号一样可以仿真，见仁见智吧，提供一种方向）

可参考7.4任务实践STM32F401RE ：中断方式检测按键

文章目录

温度检测控制仿真系统

系统要求

建立proteus工程

驱动LM061L

proteus原理图

cubemx操作

LCD1602的c和h文件

若要修改管脚

验证效果

Keil生成hex文件

添加hex文件到芯片里

开始仿真

效果

驱动LM35

proteus原理图

cubemx操作

驱动串口

下载虚拟串口软件

proteus原理图

cubemx操作

晶振设置

若串口初始化后LCD不显示了

驱动l298

理论知识

proteus原理图

cubemx操作

motor的c和h文件

最终整理

原理图

main函数

几处设计

整型数转字符串

显示在LCD1602上

从串口打印

设置标志位

避免串口重复发送

系统要求

建立proteus工程

这个芯片不需要配置供电网

驱动LM061L

proteus原理图

cubemx操作

详情可参考CubeMx+Keil+Proteus仿真STM32-LCD1602

LCD1602的c和h文件

LCD1602.c

#include "LCD1602.h"


//D0-D7设定方向：I-输入；O-输出
void DataDir(char dir)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, D0_Pin|D1_Pin|D2_Pin|D3_Pin|D4_Pin|D5_Pin|D6_Pin|D7_Pin, GPIO_PIN_SET);
	GPIO_InitStruct.Pin = D0_Pin|D1_Pin|D2_Pin|D3_Pin|D4_Pin|D5_Pin|D6_Pin|D7_Pin;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
	if(dir == 'I')
	{
		GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
	}
	else if(dir == 'O')
	{
		GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
		GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	}
	HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
}

//D0-D7读数据
uint8_t ReadData()
{
	uint8_t dat=0;
	//DataDir('I');
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D0_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x01;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D1_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x02;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D2_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x04;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D3_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x08;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D4_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x10;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D5_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x20;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D6_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x40;
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, D7_Pin)==GPIO_PIN_SET) dat|=0x80;
	return dat;
}

//D0-D7写数据
void WriteData(uint8_t dat)
{
	uint16_t Set_Pins = 0, Rst_Pins = 0;
	//DataDir('O');
	if(dat & 0x01) Set_Pins |= D0_Pin;
	else Rst_Pins |= D0_Pin;
	if(dat & 0x02) Set_Pins |= D1_Pin;
	else Rst_Pins |= D1_Pin;
	if(dat & 0x04) Set_Pins |= D2_Pin;
	else Rst_Pins |= D2_Pin;
	if(dat & 0x08) Set_Pins |= D3_Pin;
	else Rst_Pins |= D3_Pin;
	if(dat & 0x10) Set_Pins |= D4_Pin;
	else Rst_Pins |= D4_Pin;
	if(dat & 0x20) Set_Pins |= D5_Pin;
	else Rst_Pins |= D5_Pin;
	if(dat & 0x40) Set_Pins |= D6_Pin;
	else Rst_Pins |= D6_Pin;
	if(dat & 0x80) Set_Pins |= D7_Pin;
	else Rst_Pins |= D7_Pin;
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, Set_Pins, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, Rst_Pins, GPIO_PIN_RESET);
}

//LCD忙等待
void LCD_Busy_Wait()
{
	uint8_t status;
	DataDir('I');
	RS_InstructionR();
	RW_Read();
	do
	{
		E_Set();
		__NOP();
		status = ReadData();
		E_Rst();
	}
	while(status & 0x80);
}

//写LCD指令
void LCD_Write_Cmd(uint8_t cmd)
{
	DataDir('O');
	WriteData(cmd);
	RS_InstructionR();
	RW_Write();
	E_Rst();
	RS_InstructionR();
	RW_Write();
	E_Set();
	__NOP();
	E_Rst();
	LCD_Busy_Wait();
}

//写LCD数据寄存器
void LCD_Write_Data(uint8_t dat)
{
	DataDir('O');
	WriteData(dat);
	RS_DataR();
	RW_Write();
	E_Set();
	__NOP();
	E_Rst();
	LCD_Busy_Wait();
}

//LCD初始化
void LCD_Init()
{
	LCD_Write_Cmd(0x38);
	HAL_Delay(2);
	LCD_Write_Cmd(0x01);
	HAL_Delay(2);
	LCD_Write_Cmd(0x06);
	HAL_Delay(2);
	LCD_Write_Cmd(0x0c);
	HAL_Delay(2);
}

//在x行（0-1），y列（0-15）显示字符串
void LCD_ShowString(uint8_t x, uint8_t y, char *str)
{
	uint8_t i=0;
	//设置显示起始位置
	if(x == 0)
		LCD_Write_Cmd(0x80|y);
	else if(x == 1)
		LCD_Write_Cmd(0xc0|y);
	//输出字符串
	for(i=0; i<16 && str[i]!='\0'; i++)
	{
		LCD_Write_Data(str[i]);
		HAL_Delay(2);
	}
}

LCD1602.h

#ifndef INC_LCD1602_H_
#define INC_LCD1602_H_
#include "main.h"

//选择数据寄存器
#define RS_DataR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RS_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define RS_InstructionR() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RS_Pin, GPIO_PIN_RESET)

//选择指令寄存器
//读操作
#define RW_Read() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RW_Pin, GPIO_PIN_SET)
//写操作
#define RW_Write() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RW_Pin, GPIO_PIN_RESET)

//Enable操作：高电平-读取信息；下降沿-执行指令
#define E_Set() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, E_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define E_Rst() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, E_Pin, GPIO_PIN_RESET)


void LCD_Init(void);

void LCD_ShowString(uint8_t x, uint8_t y, char *str);




#endif //INC_LCD1602_H_

注意#endif之后要空一行，否则会报错

若要修改管脚

修改这几处即可。

验证效果

Keil生成hex文件

添加hex文件到芯片里

双击芯片后：

开始仿真

效果

在main函数里添加：

char str1[]="TEMPRATURE:";
LCD_Init();  //初始化LCD1602
LCD_ShowString(0,0,str1);  //LCD 显示设定字符串

仿真得到：

驱动LM35

proteus原理图

cubemx操作

详细见HAL LM35单通道温度采集

注意！

这里应该是500而不是330，因为lm35的驱动电压是5v：

驱动串口

下载虚拟串口软件

详细见串口模拟器VSPD（附VSPD安装包）

proteus原理图

cubemx操作

详细见STM32学习：串口通讯（proteus仿真）

注意文章给的代码里回调函数名字写错了，修改为正确的即可

晶振设置

如果乱码的话，尽量cubemx里也设置成32m（看具体情况吧，我的没有乱码），即：

若串口初始化后LCD不显示了

配置完串口后，记得打开微库！

驱动l298

理论知识

proteus原理图

cubemx操作

motor的c和h文件

motor.c

#include "motor.h"
#include "main.h"

void SZhun()
{
	HAL_GPIO_WritePin(IN1_GPIO_Port,IN1_Pin,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(IN2_GPIO_Port,IN2_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_GPIO_WritePin(ENA_GPIO_Port,ENA_Pin,GPIO_PIN_SET);
}

void NZhun()
{
	HAL_GPIO_WritePin(IN1_GPIO_Port,IN1_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_GPIO_WritePin(IN2_GPIO_Port,IN2_Pin,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(ENA_GPIO_Port,ENA_Pin,GPIO_PIN_SET);
}

void Stop()
{
	HAL_GPIO_WritePin(IN1_GPIO_Port,IN1_Pin,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(IN2_GPIO_Port,IN2_Pin,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(ENA_GPIO_Port,ENA_Pin,GPIO_PIN_SET);
}

motor.h

#ifndef __motor_H_
#define __motor_H_

void SZhun(void);//顺时针转动
void NZhun(void);//逆时针转动
void Stop(void);//停止转动

#endif

最终整理

原理图

main函数

/* 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 "adc.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "LCD1602.h"
#include <stdio.h>
#include "motor.h"
#include <stdlib.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 */
	uint32_t AD_value;
	int temp;
	int last_temp=0;
	char str[20];
	uint8_t Rx_data = 0;
	int Flag=0;
	
	char str1[]="TEMPRATURE:";
	uint8_t str2[] = "OK!\r\n";
	char str3[] = "";
	
	





/* 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 */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart->Instance == USART2)
	{
		if(Rx_data == '!')
		{			
			HAL_UART_Transmit(&huart2,str2,sizeof(str2),1000);
			Flag = 1;
			HAL_UART_Receive_IT(&huart2,&Rx_data,1);
		}
	}
}
	
/* 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_ADC1_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  
  

	LCD_Init();  //初始化LCD1602
	LCD_ShowString(0,0,str1);  //LCD 显示设定字符串

  HAL_UART_Receive_IT(&huart2,&Rx_data,1);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  HAL_ADC_Start(&hadc1);
	  HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,50);
	  if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1),HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
	  {
		  AD_value=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
		  temp=(int)AD_value*500/4095.0;		 
	  }
	  
	  if(Flag == 1)
	  {
		  if(temp<25)
		  {
			  Stop();
			  sprintf(str3, "%d", temp);
			  LCD_ShowString(1,0,str3);
			  
		  }
		  else if(temp>=25 && temp != last_temp)
		  {
			 SZhun();
			 sprintf(str3, "%d℃\r\n", temp);
			 sprintf(str1, "%d", temp);
			 LCD_ShowString(1,0,str1);
				HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)str3, strlen(str3), HAL_MAX_DELAY);	
				last_temp = temp;
			 
		  }
	  }
	  
	  
	  
	  
	  
    /* 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};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

  /** 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_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* 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 */

几处设计

整型数转字符串

显示在LCD1602上

char str3[] = "";
temp=(int)AD_value*500/4095.0;	
sprintf(str3, "%d", temp);//把temp转化成字符串，存储在str3里
LCD_ShowString(1,0,str3);

从串口打印

char str3[] = "";
sprintf(str3, "%d℃\r\n", temp);
HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)str3, strlen(str3), HAL_MAX_DELAY);

这种方式可以减少显示数字的困扰，字符串显示和打印都非常方便。

设置标志位

为了发送运行命令后整个流程再运行，选择了设置标志位。

避免串口重复发送

举个例子，当温度一直是26℃时，很容易让串口一直发送26℃，稍显混乱，那能不能只发一次，等到升温了或者降温了，再发下一个呢？

这样可以很好的达到效果：

保证了每次相同的温度只发送一次。

作者：愚蠢小熊猫

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驱动LM061L

proteus原理图

cubemx操作

LCD1602的c和h文件

若要修改管脚

验证效果

Keil生成hex文件

添加hex文件到芯片里

开始仿真

效果

驱动LM35

proteus原理图

cubemx操作

驱动串口

下载虚拟串口软件

proteus原理图

cubemx操作

晶振设置

若串口初始化后LCD不显示了

驱动l298

理论知识

proteus原理图

cubemx操作

motor的c和h文件

最终整理

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整型数转字符串

显示在LCD1602上

从串口打印

设置标志位

避免串口重复发送

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