目录

• 1 项目概述
  • 1.1 项目功能介绍
  • 1.2 实物展示
  • 1.3 优化建议
• 2 项目属性&开源协议
  • 2.1 项目属性
  • 2.2 开源协议
• 3 硬件部分
  • 3.1 原理图
    • 3.1.1 主控部分
    • 3.1.2 传感器部分
    • 3.1.3 移位寄存器
    • 3.1.4 显示部分
    • 3.1.5 电源部分
  • 3.2 PCB
    • 3.2.1 页面布局
    • 3.2.2 Layout注意事项
    • 3.2.3 焊接
  • 3.3 外壳
• 4 软件部分
• 5 BOM清单
• 6 大赛LOGO验证
• 7 演示视频

1 项目概述

1.1 项目功能介绍

该项目是基于STM32G030K6T6的桌面温湿度检测仪。
传感器使用瑞士盛思锐的SHT40-AD1B，该传感器有功耗低，高精度，小尺寸的优点，非常适合板载使用。
显示部分使用SN74HC595+三位数码管。
电源部分使用4.2V锂电池。

1.2 实物展示

正面

背面

1.3 优化建议

• 将电池电压映射到百分比并显示
• 优化采样
• 更改显示方式

2 项目属性&开源协议

2.1 项目属性

该项目首次公开，在官方原理图和源码的基础上进行改进，未在别的比赛中获奖。

2.2 开源协议

开源协议使用GPL 3.0

GPL 3.0：https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html

3 硬件部分

3.1 原理图

3.1.1 主控部分

主控使用STM32G030K6T6。

3.1.2 传感器部分

传感器使用瑞士盛思锐的SHT40-AD1B，相比于模块，需要增加滤波电容C1和总线上拉电阻R2R3。

3.1.3 移位寄存器

数码管移位寄存器使用74HC595。

3.1.4 显示部分

显示部分采用0.56寸三位数码管。

原使用的是立创商城购买的（如图一），买了六个，最后只有一个剩下，于是只好在某宝购买（如图二），价格是图一的四分之一，焊接温度稍微高一点也完全没问题，不像某些一样，一焊就坏，还死贵死贵的。

3.1.5 电源部分

(1)电源框图

(2)锂电池充电电路

相信大家对TP4056都不陌生，我就不做介绍了。

(3)LDO电路

LDO使用RT9013-33GB。

这里注意，由于锂电池的电压在3.3-4.2V，故普通的LDO不行（如AMS1117-3.3），因为它们的压差太大了，在1V左右，而RT9013-33GB的压差较小，故选用RT9013-33GB。
此处使用ME6211C33也可以，两者电路基本相同，由于我手头RT9013-33GB更多（立创16-15薅的），而ME6211C33没几个了，故选用RT9013-33GB。
DC-DC效率更高，但成本有所提升，故不选用。

3.2 PCB

3.2.1 页面布局

正面

背面

采用1MM板材，整体尽量使用贴片，电阻电容均使用0603。

3.2.2 Layout注意事项

(1) 铺铜禁止区域

(2) 禁止走线区域

(3) 元件放置

传感器的放置建议

3.2.3 焊接

用锡膏和焊油（如图一），然后用加热台（如图二）和热风枪进行贴片焊接，然后使用电烙铁焊接插件，我的加热台损坏了，所以使用恒温磁力加热器，温度也有两三百度，足够了。

焊接成品

3.3 外壳

外壳部分采用2MM亚克力。


使用单刃锥形钻头（如图一）在亚克力上开出四个沉孔（如图二），由于我使用的是手电钻，故使用单刃。

将M3-5MM沉头螺丝和M3-6MM铜柱进行组装。

4 软件部分

由于本人水平有限，如有错误，请多多指出

为了实现短按开机，再次短按实现功能切换，长按关机的功能，我在gpio.c中添加了以下代码，以实现长短按判定。
0.1s-1s为短按，1s以上为长按

void Key_scan(void)
{
	uint8_t val = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5);
	static uint16_t count=0;
  if (!val)//记录时间
	{
	  count++;
	}
	else
	{
		if(count>100)
		{
			device_paramter.KeyScan = 2;//长按
		}
		else if(count>10 && count<100)
	  {
			device_paramter.KeyScan = 1;//短按
		}
		count=0;
	}
} 

为了防止短按开机的同时判定了Key_scan短按，我在主循环中添加了延时。
HAL_Delay(150);
相应的，mian.c中也要进行修改。

if(device_paramter.KeyStatus == KEY_SHAKE_STATE)
{
	HAL_Delay(150);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET)
	{
		while(1)
		{
			device_paramter.sleepStatus = 0;//清除休眠标志
			while(device_paramter.KeyScan == 0)
			{
			SHT40_Read_RHData(&temperature,&humidity);//读取温湿度
			device_paramter.Temp = temperature * 10;//放大温湿度
			device_paramter.Humi = humidity * 10;
			device_paramter.Dispiay_Type = 1;
			HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim14);//开始定时器，显示数据
			Key_scan( );
			}
			if(device_paramter.KeyScan == 2)
			{
				device_paramter.KeyStatus = KEY_NO_PRESS;//清除按下标志
				device_paramter.KeyScan = 0;//重置长短按判断
				device_paramter.sleepStatus = 1;//启动休眠标志
				break;//跳出循环
			}
			else if(device_paramter.KeyScan == 1)
			{
        /*功能跳转*/
				break;//跳出循环
			}
		}
	}  
}

为了实现同时显示温湿度，我修改了tim.c的相关内容。

if(htim->Instance == TIM14)
	{
		if(device_paramter.Dispiay_Type == 1)
		{
		  HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim14);
		  updata_flag++;
		  if(updata_flag <= 1000)
		  {
			  ShowNum(1,1,(device_paramter.Temp/100));
			  ShowNum(1,2,(device_paramter.Temp / 10 % 10));
			  ShowNum(1,3,device_paramter.Temp%10);
			  ShowNum(2,1,(device_paramter.Humi/100));
			  ShowNum(2,2,(device_paramter.Humi / 10 % 10));
			  ShowNum(2,3,device_paramter.Humi%10);
		  }
      else
		  {
			  updata_flag = 0;
			  sleep_flag++;
		  }
		
		  __HAL_TIM_SetCounter(&htim14,0);
		  if(sleep_flag >= 1)
		  {
			  sleep_flag = 0;
			  SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFF);
			  SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00);
			  SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,0x00);
		  }
		  else
			{
			  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim14);          
		  }		
		}
  }

功能跳转中，为了实现检测电池电压，增加了相关代码,但效果不好。

/* ADC采集电压*/
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); 
HAL_ADC_Start(&hadc1);     //启动ADC转换
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);   //等待转换完成，50为最大等待时间，单位为ms
if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
{
	ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);   //获取ADC值
	Data = (ADC_Value*3.324f)/4095.0f;  //12位ADC，获取到的值在0到4095之间，参考电压3.3V（）
}
ol_Value = (uint16_t)(Data * 100)*2;  //由于用两个电阻分压 
device_paramter.Dispiay_Type = 2;
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim14);
device_paramter.KeyScan = 0;		//重置长短按判断
device_paramter.sleepStatus = 0;						//清除休眠标志
device_paramter.KeyStatus = KEY_NO_PRESS;		//清除按下标志

5 BOM清单

名称	位号	封装	数量	型号	品牌	编号	备注	价金额
STM32G030K6T6	U1	LQFP-32_L7.0-W7.0-P0.80-LS9.0-BL	1	STM32G030K6T6	ST(意法半导体)	C529331	tb	3.2
10K	R1,R2,R3,R10,R11	R0603	5				0.01/pcs	0.05
100nF	C2,C1,C10,C12,C13,C14	C0603	6				0.01/pcs	0.06
32.768kHz	X1	OSC-SMD_L3.2-W1.5	1	SMD31327681252090	JGHC(晶光华)	C390740	tb	0.5
12pF	C4,C3	C0603	2				0.01/pcs	0.02
SHT40-AD1B-R2	U2	DFN-4_L1.5-W1.5-P0.8-TL-EP	1	SHT40-AD1B-R2	Sensirion(瑞士盛思锐)	C2909890	tb	8.6
10uF	C5,C6,C11	C0603	3				0.01/pcs	0.03
1K	R4,R5,R8,R9	R0603	4				0.01/pcs	0.04
TP4056	U3	ESOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL-EP	1	TP4056	UMW(友台半导体)	C725790	lc-GX4056	0.23
LED_0603-R	LED1	LED_0603	1				0.05/pcs	0.05
LED_0603-G	LED2,LED3,LED4	LED_0603	3				0.05/pcs	0.15
SN74HC595PWR	U4,U5,U6	TSSOP-16_L5.0-W4.4-P0.65-LS6.4-BL	3	SN74HC595PWR	TI(德州仪器)	C273642	lc	3.6
1uF	C7,C8,C9	C0603	3				0.01/pcs	0.01
TYPE-603-T3	USB1	USB-C-SMD_TYPE-603-T3	1	TYPE-603-T3	Yuandi(元迪)	C2689837	lc	0.49
5.1K	R6,R7	R0603	2				0.01/pcs	0.01
RT9013-33GB	U7	SOT-23-5_L3.0-W1.7-P0.95-LS2.8-BL	1	RT9013-33GB	RICHTEK(立锜)	C47773	lc	0.94
TS-1086E-AC03526	SW1	SW-SMD_TS-1086E-AC03526	1	TS-1086E-AC03526	XUNPU(讯普)	C720473	lc	0.29
SLR0563CR5C1BD-4.8	LED5,LED6	LED-SEG-TH_SLR0563CR5C1BD-4.8	2	SLR0563CR5C1BD-4.8	SUNLIGHT(光华)	C225945	tb	1.8
XL-5050UWC	LED7	LED-ARRAY-SMD_6P-L5.0-W5.0-TL-RD-2	1	XL-5050UWC	XINGLIGHT(成兴光)	C2843867	lc	0.17
TS5215A 250gf	SW2	SW-SMD_4P-L5.2-W5.2-P3.70-LS6.4	1	TS5215A 250gf	SHOU HAN(首韩)	C388295	lc	0.01
ZX-XH2.54-2PWT	CN1	CONN-SMD_2P-P2.54_MEGASTAR_ZX-XH2.54-2PWT	1	ZX-XH2.54-2PWT	Megastar(兆星)	C7429671	选焊	0
PZ254V-11-04P	H1,H2	HDR-TH_4P-P2.54-V-M	2	PZ254V-11-04P	XFCN(兴飞)	C2691448	选焊	0
250mah锂电池	BAT+	502030	1	-			贴于PCB上	2
							合计：	22.25

注：由于大部分0603电阻电容是料盘或拆机，故统一算作0.01/pcs
请以此BOM表为准。

6 大赛LOGO验证

7 演示视频

立创电赛：《桌面温湿度仪》-功能演示。