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#第九届立创电赛#多功能环境检测仪

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简介：本项目基于STM32G030K6T6，利用盛思锐SHT40温湿度传感器模块实现了温湿度检测。该桌面温湿度检测仪实现了实时检测、蓝牙监控当前温湿度的功能；定时进入停止模式保证了芯片的低功耗运行。

开源协议

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GPL 3.0

创建时间：2024-07-05 20:24:00更新时间：2024-07-29 10:27:08

描述

1. 项目功能介绍

本项目基于STM32G030K6T6，利用盛思锐SHT40温湿度传感器模块实现了温湿度检测，实现了温湿度实时检测和蓝牙监控，在一段时间不对检测器进行操作的情况下，芯片将进入停止模式以保证芯片的低功耗运行。

2. 硬件设计

主控芯片选用STM32G030K6T6

由于所有器件均为3.3V供电，而供电电源为2节3.7V的14500电池，因此需要对7.4V的电源进行降压，选用LM1117S对电源进行降压，电源与降压模块电路如下

考虑到芯片为了实现低功耗运行，因此需要启用RTC以保证时间的准确性，因此外接晶振，其电路如下

同时，需要有唤醒按键使芯片从停止模式切换为运行模式

SHT40温湿度传感器模块电路，该传感器与MCU的通信方式为IIC，其中SDA和SCL两根线需要连接上拉电阻

为了实现程序下载，SWD下载调试接口电路如下

四个用户自定义按键，此处我将其定义为页面的上翻下翻以及确认和取消

为了能存储温湿度数据和字库数据，需要一颗EEPROM，需要注意的是，EEPROM与MCU的通信连接方式也为IIC，因此SDA和SCL两根线也需要上拉电阻连接

LCD选用的使1.8寸TFT屏幕，该屏幕与MCU之间采用SPI通信，其电路为

其中我为了让MCU在停止模式下LCD能够熄屏，因此我在电源和LCD的VCC引脚之间加入了一个自锁开关，后来发现这其实是没必要的，因为通过更改背光引脚（BL）的电平即可实现屏幕的亮灭，因此可以将这个自锁开关去掉。当然，在之后的调试中发现，没有VCC供电的情况下LCD屏幕依然可以亮，但是亮度较暗，因此如果应用场景为夜晚，害怕屏幕太亮，也可以将这个自锁开关保留。

为了实现与手机APP的通信，我加入了一个蓝牙模块，蓝牙模块选用的使6328Ａ串口蓝牙模块，物料编号C20539408。由于该蓝牙模块EDA中没有模型，因此我选用1x5pin的排针代替，同时，由于该蓝牙模块为邮票孔连接，也可以将EDA中的模型改为表贴，从而降低蓝牙模块的高度，从而为LCD屏幕留出更多高度，降低温湿度检测仪的整体厚度。

最后，为了测试和监控MCU的工作状态，加入一个LED灯珠

在PCB设计时，为了减少电磁干扰和加工工艺的影响，需要将晶振底部的铺铜和形态尖锐的铺铜通过设置禁止区域去除

最终，得到最终电路板及相关器件如下

3. 软件设计

芯片引脚定义如下

其中，为了保证RTC的正常运行，需要首先配置RCC，设置LSE为外部晶振

接着配置RTC，在这里配置时间表示方法（二进制/BCD）以及初始时间

其他如I2C、SPI、USART等可以参照各种教程实现

特别需要注意的是，LCD屏幕虽为SPI通信，但是其实际为电平控制，因此不需要将引脚定义为SPI模式

代码编写部分，首先需要展示页面的实现，包括了日期、时间、当前温湿度、蓝牙状态以及供电电压

在日期、时间修改界面，实现了时间修改、光标闪烁等功能，其规则为：可更改年份（后两位），月份，日期，小时，分钟，不做任何操作按动UP/DOWN键将与页面0进行切换，第一次按动CONFIRM键，锁定YEAR，此时按动UP/DOWN键将改变YEAR值，再次按动CONFIRM键，光标将移至下一个值，按动CANCEL键，结束日期时间调整

为了进一步降低MCU功耗（睡眠模式下MCU的电流为mA级，而在停止模式下MCU的电流仅为uA级），当检测仪无操作10秒之后，MCU将进入停止模式，为了退出停止模式，可以通过唤醒按键对MCU进行唤醒。需要注意的是，当MCU进入停止模式时，芯片的HSI时钟将会停止，转而变为LSE时钟，因此在唤醒MCU的基础上，还需要对RCC进行重新配置，以防止滴答定时器的定时错误