采用N32L403KBQ7主控，ESP8266作为联网设备，可选择不联网和联网情况下使用，在不联网时也可以调节控制参数

Update:

1.Bug：ESP8266不工作，可能是硬件复位电路没做好的问题，所以联网这块可能得鸽一段时间了。

2.BH1750 ADI没上拉到VCC（已修复）

3.电池电量检测还有点小BUG

功能框图如下

美图鉴赏

外壳初妆

 

一、各模块功能介绍

---

1.主控

  为了能够在不连接电源的情况下提高续航，采用低功耗的N32L403KBQ7主控，主要的作用有：收集数据并处理，处理图像，发送数据给ESP8266，检测电池电量。切记！未引出BOOT0，只能通过SWD下载。

 

2.土壤湿度模块

  使用优信家的土壤湿度模块，建议买沉金款的，普通款在高湿度环境下容易生锈，导致测量不准确等问题，因为是通过接触土壤的方式来检测，所以必须要插在土壤比较紧实的地方，并且滴箭（插入土壤里的水管）和土壤湿度模块必须相近，否则会导致水分输入过多的情况。

3.温湿度模块

  SHT30是一个比较常用的温湿度模块，尽管可以使用像DHT22这样的单总线通信模块，但是考虑体积问题，所以弃用此方案。此外SHT30具有功耗低，反应快，抗干扰能力强的优点。

4.无线模块

  本次无线和联网设备采用老朋友ESP8266，原本方案是采用同频率下功耗更低的ESP32-C3作为联网设备，MCU通过串口发送数据给ESP8266，ESP8266再通过MQTT向设备端发送数据，且终端也可发送信息给ESP8266，ESP8266再发给主控，进行环境参数设置，或者产生相应的动作。

5.光线传感器模块

  采用BH1750，这个是帮别的学院的同学进行研究，光照对于植物对土壤湿度需求影响的研究（我负责的部分），但是被弃用了，而且放在背面，对于光照的敏感度太低。相关驱动代码已写好，有需要的同学自行领取~

 

6.拨轮（按键控制）

  拨轮相对于其他按键来说，拥有比较高的交互性，并且相对美观，已适配长按和短按驱动。

7.电源管理及充电模块

  采用了一颗pmos管进行电源管理，当USB没有电源(VBUS)输入时，通过一颗弱下拉电阻，使得栅极呈低电平，此时DS导通，使用锂电池供电，当有USB电源提供时，VBUS会通过一颗肖特基二极管，给系统供电，此时DS断开，使得在充电的同时也可以给系统供电，若听的不是很明白，可以去看一下工科男孙老师的视频。充电部分采用锂电池电源管理芯片，LTC4054是TP4054的加强版（？），功能和TP4054差不多，不再赘述。

8.水泵

  就普通的3V迷你水泵，只能说能用吧。。。。

9.固定部分

  焊接铜螺母

2.项目灵感来源

---

  他说还没想好。

 

二、硬件部分

---

  1.电源

  采用两颗AMS1117分别给ESP8266和MCU及设备供电，采用星型连接，分开供电，避免ESP8266在高功耗时AMS1117发热严重，导致温度测量不准确。电池供电使用RC滤波，有效减少低频噪声。充放电共存在上面已有说明。

  2.土壤湿度测量

  添加了1nf的电容，稳定数据

 3.ESP8266

  晶振包地，天线下无走线，另外有延时启动，各部分严格按照技术手册要求。

3.I2C

添加了上拉电阻，极大地支持外部I2C设备。

4.拨轮

因为芯片内部可以设定为上拉状态，在上拉输入时可检测拨轮状态。

5.电池电量检测

采用开关式，避免产生多余的功耗

6.水泵驱动

采用PWM驱动MOS调速，低导通，通过定时器输出不同的占空比的PWM来调节水泵马力。

7.复位

没啥好说的，BOOT0通过下拉电阻接地，直接进入系统flash，NRST上拉正常启动，接地复位。

8.充电模块

9.短接点

通过短接，使用短接点，选择USB串口调试。

三、软件部分

---

 实现功能分为八个部分

 

1.UI 不得不说的方面

  UI实际上就是套娃，建立一个主链表，作为父对象，然后包含子对象（其实也是一个链表），当点击确定，子对象不为空时，指向子对象，当退出时，再指回父对象。详情请参考这篇文章，思路参考来自这篇文章(@snqx-lqh)

大部分代码我都做好注释。

 

链表如下，已做好注释，创建对象时严格按照如下格式

菜单的建立

就和刚刚说的一样，套娃！建立一个对象，这个对象可以是父对象也可以是子对象，子对象的意思就是，被这个父对象包含，当子对象被点击时进入子对象的链表，同时，这个父对象也有可能是另一个对象的子对象（所以说套娃）。

UI刷屏

UI刷屏分别是两个函数控制刷新，一个是菜单页的刷新，一个是数据的刷新

菜单页刷新

数据刷新

UI控制

当按键触发时，转向对应的链表，详情请看源代码

 

2.OLED驱动

该驱动取自B站UP主Mjgame，主要进行图形库的驱动，以及各种图形接口，唯一缺点是用不了反色。

 

3.土壤湿度

采用DMA搬运ADC，感觉也没啥好讲的，使能DMA和ADC以后就自动转换数据了。

4.环境温湿度

I2C驱动SHT30，在EV7标志位以后，连续获取信息，每8位进行一次标志位检测再给个EV7结束接收，实际上连续获取的时候检测EV7也是可以的，只要在最后发送终止信号就行

5.马达驱动

 很简单，就调整占空比就完事了，占空比算法就是设置的比较值/period。

6.Flash

本项目采用了写Flash的方式进行数据的存储，主要是设定上的数据，如马达的转速，设定浇水的土壤湿度，将其存储在第63页，从第0位开始，高8位是记录马达转速，低8位是记录浇水的土壤湿度。

7.延时函数

采用两个通用定时器TIM6和TIM7，想着反正用不到，就用来计时了，分别进行ms级和us级的延时，在系统开始时必须调用一次，否则第一个延时函数将失效。

8.按键

 实现了长短按的功能，但是我这项目只用到短按，思路是当检测到按键按下，进入while循环，此时对应按键的数值++，当达到阀值（长按的时间）或者按键不再按下的时候跳出，循环内有判断，会将长按的标志位置位，再进行判断是哪个按键按下，以及长短按的情况

 

四、功能视频

---