Hello，亲爱的读者们！小编自去年暑假以来，在51自学网这个平台，学习51单片机和stm32单片机等一些知识。由于小编所处的专业就是电气自动化，所以很有必要学习这方面的内容。同时，小编利用寒假的时间，结合自己所学习的知识，开发了一款基于stm32的多功能时钟。

        在最近的时间里，我一直在51自学网平台上学习stm32。由于自己有51单片机的基础，并且有黄祁龙老师的stm32讲解视频，就连开发板也是黄老师设计的，所以学习起来还算不那么麻烦。在加上自己之前用过arduino和51做过一些小制作，所以在制作多功能时钟之前，心里有了些底气。

        由于我之前未做过stm32的实际项目，所以我就结合老师所讲解的基础知识，以及板子的特点，开发一款多功能时钟，以此来提高自己的实际动手能力。当然，在制作过程中，伴随着调试的艰辛和无望，也交织着成功的喜悦和乐趣。总之，在不断的编程调试的过程中，我收获了不少的东西。

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        下面，我将阐述关于本次制作的相关介绍。

1.任务需求

在项目研发阶段之前，肯定有客户需求或者项目任务，这里我就拟定了一下：

基本要求：

1.具有显示时间的功能，并且能够通过按键调节时间。

2.具有温湿度测量并显示的功能，并且能够通过按键分别设置阈值上下限，若超过阈值，则蜂鸣器持续报警。

3.具有空气质量检测装置，若空气中的尘埃超过某一数值时，则蜂鸣器持续报警，同时启动空气净化装置（这里以电机来代替）。

4.以上所有内容通过LCD12864液晶显示屏实时显示。

附加要求：

1.设计美化的人机交互界面（UI）。

2.具有测距功能，并且可以通过按键设定安全距离，当测定距离小于安全距离时，蜂鸣器报警。

3.具有蓝牙通信功能，达到实时显示与监控。

注：报警可以开启相应的指示灯（温度、湿度、空气、距离）

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2.硬件分析

1.最小系统：stm32f103c8t6、电源、晶振电路、复位电路等

2.显示模块：采用LCD12864液晶显示屏，实时显示数据。

3.按键控制模块：采用独立按键，具有切换页面、设置相关参数等功能。

4.温湿度采集模块：采用DHT11温湿度传感器，内部集成AD转换模块，实时采集温湿度

5.空气质量检测装置：采用MQ2检测空气质量，实时采集空气污染物指数

6.测距模块：采用HC-SRO4超声波模块，实时测量距离值

7.数据通信模块：采用HC-05蓝牙模块，搭建上位机与下位机的通道

8.报警模块：采用有源蜂鸣器和LED灯，起到报警提示。

9.电机驱动模块：采用L298N驱动板，驱动直流电机，代替空气净化装置

注：这里直接采用51自学网研制的stm32开发板，模块化研制的，有核心板（最小系统板）、主板和显示板（主要LCD12864）等。

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3.开发环境

        由于51自学网授课老师推荐用IAR，这里我采用IAR作为开发工具。当然，keil MDK也是比较流行，适合stm32的开发工具。当然，两者在配置环境上略有差异，由于本人学stm32时没用过keil MDK，这里不再阐述。

        本次开发之前，需要创建库函数模板，这样，开发效率更高。如果有不知道如何创建的，请参考51自学网黄祁龙老师的《STM32单片机嵌入式实战教程》的第二章，里面会教你怎么使用IAR以及如何建立固件库模板。

        当然，stm32也是可以和51一样，通过寄存器进行开发，但如果那样子的话，寄存器太多记不住，即使查阅芯片手册，也比较难找。所以站在巨人的肩膀上，何乐而不为呢？

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4.软件分析

        首先，我们在软件编程前，需要将任务进行模块化。由于本次开发的项目，内容还算比较多的，所以模块化编程的思想尤为重要。

        1.显示模块：由于51自学网上老师重点讲过，自己也跟着做过，所以LCD12864的相关库函数已经搭建好，包括显示数字函数、显示字符函数、显示中文字符串函数等，都可以直接调用。

        2.计时模块：配置相关的定时器，编写定时器初始化函数，中断计时程序。

        3.按键控制模块：配置好相关的按键引脚，需要构建按键扫描函数，用来控制显示部分（主要）的切换页面，参数大小调整，取消报警等。

        4.温湿度采集模块：查阅芯片手册，根据时序图，写时序函数，包括读写位函数，读写字节函数，读数据函数等。这里51自学网也有专题阐释。

      5.空气质量检测模块：这里需要使用stm32内部ADC模块，配置相关引脚为模拟输入，配置ADC相关的结构体，启动内部AD转换，需要构建ADC初始化函数，和启动采集转换函数。

      6.测距模块：这里需要配置TRIG和ECHO引脚，构建定时器初始化函数，启动超声波测距函数，获取时间计算距离函数等。

        7.数据通信模块：串口初始化函数，中断接收函数，发送数据函数等，这里还要根据上位机软件，编写相关的通信协议。

        其次，需要将stm32的引脚分配给外部器件使用。

控制器引脚分配

        如上图所示，stm32的引脚分配好即可。其中LCD12864、按键、LED灯、DHT11、有源蜂鸣器、蓝牙通信等，在设计PCB板时，已固定分配好。同时，板子预留了引脚，便于连接其他外设。MQ135、电机驱动和超声波等都通过预留的引脚接入。

        最后，就是编写各个模块的程序，并且进行硬件的调试。

5.实物展示

多功能时钟1 多功能时钟2 多功能时钟内部1 多功能时钟内部2

        在后面的章节中，我将分模块进行讲解多功能时钟的开发，同时结合自己的调试过程，阐述开发过程中遇到的问题。同时由于本人水平有限，难免会出现纰漏，希望广大读者能够多多提出意见，深表感谢！