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      TI線下MSPM0G3507溫控器報告

      作者:梅堯 時間:2025-03-17 來源:EEPW 收藏

      使用MSPM0G3507 制作溫控控制系統(tǒng)涉及硬件設(shè)計、軟件編程以及溫度傳感器接口等多個方面接口工作的的綜合性項目。

      本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/202503/468209.htm

      以下是一個詳細(xì)的規(guī)劃方案及系統(tǒng)功能的概述。

      1   硬件

      1.清單

      主控:TI LP-MSPM0G3507。

      擴(kuò)展板:自繪畫3507 擴(kuò)展板。

      擴(kuò)展板設(shè)備:

      傳感器:溫濕度AHT21 傳感器。

      顯示屏:串口屏。

      按鍵:四個輕觸按鍵。

      指示燈:貼片RGBLED(紅綠藍(lán))色。

      蜂鳴器:電磁式有源一體有源蜂鳴器。

      風(fēng)機(jī):小電機(jī)替代,3 ~ 5 V。

      水泵:待定(小電機(jī))

      照明:LED 燈珠

      加熱:2.54 端口(用火機(jī)模擬)

      電源:4.5 V ~ 28 V 轉(zhuǎn)5 V 3 A 電源,寬電壓輸入。

      5V輸入再轉(zhuǎn)3.3V

      預(yù)留:無法模塊,485,SPI 接口功能。

      2.硬件接口設(shè)計介紹

      溫濕度AHT21 傳感器接口:

      AHT21 是一個數(shù)字溫濕度傳感器,通過I2C 接口與MSPM0G3507 通信。

      在擴(kuò)展板上設(shè)計I2C 接口連接,包括SCL(時鐘線)和SDA(數(shù)據(jù)線),以及供電和地線。

      串口屏接口:

      串口屏通過UART(通用異步收發(fā)傳輸器)接口與MSPM0G3507 通信。設(shè)計UART 接口,包括TX(發(fā)送)、RX(接收)、供電和地線。

      輕觸按鍵:

      設(shè)計四個輕觸按鍵,每個按鍵連接到MSPM0G3507的一個GPIO 引腳。

      貼片RGB LED:

      RGB LED 需要三個GPIO 引腳分別控制紅、綠、藍(lán)三種顏色的亮度。設(shè)計三個GPIO 引腳接口,以及LED的共陽極連接。

      電磁式有源蜂鳴器:

      有源蜂鳴器只需要一個GPIO 引腳來控制其開關(guān)。

      設(shè)計一個GPIO 引腳接口,連接到蜂鳴器的控制端。

      風(fēng)機(jī)接口:

      風(fēng)機(jī)(小電機(jī))通過PWM(脈沖寬度調(diào)制)或簡單的GPIO 控制。設(shè)計一個PWM 或GPIO 引腳接口,以及風(fēng)機(jī)的供電和地線。

      水泵接口(待定,使用小電機(jī)替代):

      同風(fēng)機(jī)接口設(shè)計,預(yù)留PWM 或GPIO 引腳接口。

      LED照明燈珠:

      設(shè)計一個或多個GPIO 引腳接口,用于控制LED 燈珠的開關(guān)。

      加熱接口(使用電阻模擬加熱裝置):

      使用電阻作為加熱元件來模擬加熱過程更為實際和可控。電阻加熱是一種常見的加熱方式,它基于焦耳熱效應(yīng),即電流通過導(dǎo)體時會產(chǎn)生熱量。設(shè)計一個PWM或GPIO 引腳接口,以及加熱元件的供電和地線。

      電源管理:

      使用4.5 V ~ 28 V 轉(zhuǎn)5 V 3 A 電源,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計5 V 轉(zhuǎn)3.3 V 的電路,為需要3.3 V 供電的元件提供電壓。

      存儲器:

      使用了AT24C02 存儲器,AT24C02 是一款2 K 位串行CMOS EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)。

      預(yù)留接口:

      設(shè)計RS485、SPI 等接口的預(yù)留空間,以便未來擴(kuò)展。

      3.硬件功能與控制方式

      AHT21(溫濕度傳感器):

      ●   接口連接:AHT21通過I2C接口與微控制器MSPM0G3507連接。將SCL(串行時鐘線)和SDA(串行數(shù)據(jù)線)分別接至控制器MSPM0G3507 的SCL 和SDA引腳,PB2,PB3.

      ●   電源:為AHT21提供3.3V電源。

      ●   功能:根據(jù)與MSPM0G3507通信,對讀取到的溫度和濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行信息處理,根據(jù)對信號濾波、校準(zhǔn),將處理后的數(shù)據(jù)顯示出來,通過液晶屏顯示對應(yīng)的溫濕度,就對溫控進(jìn)行實時監(jiān)測和記錄溫濕度數(shù)據(jù)。

      程序在開始使用AHT21 功能判斷之前,需要對其進(jìn)行初始化,是對IIC 進(jìn)行初始化,初始化過程包括設(shè)置AHT21 的地址和模式等參數(shù),及通過發(fā)送特定的I2C 命令來完成對應(yīng)的工作。通過I2C 接口向AHT21發(fā)送讀取命令,請求溫度和濕度的數(shù)據(jù),AHT21 會返回溫度和濕度的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)需要根據(jù)AHT21 提供的轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以得到實際的溫度和濕度值(攝氏度和相對濕度%)。

      image.png

      串口屏:

      串口屏作為一種功能強(qiáng)大的顯示屏,在很多的領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。通過了解其使用功能、接口連接以及電源供應(yīng)等方面的信息,可以更好地選擇和使用串口屏來滿足不同的應(yīng)用需求。

      顯示功能:

      串口屏顯示文本、圖像、圖標(biāo)等多種信息,顯示溫度濕度,及各個模塊的開關(guān)情況以及狀態(tài)的信息。

      觸控交互:

      串口屏配備觸摸屏,可以通過觸摸操作與系統(tǒng)進(jìn)行交互,點(diǎn)擊按鈕、滑動頁面等。可以用來設(shè)定溫度的值,照明開關(guān),水泵開關(guān)等一系列操作,及大的實現(xiàn)人機(jī)交互的體驗感和操作性。

      通訊與控制:

      通過串口與主控MSPM0G3507 進(jìn)行通訊,接收指令并顯示相應(yīng)信息,這里使用的串口屏不僅可以作為顯示設(shè)備,還可以作為控制設(shè)備,通過發(fā)送指令控制其他外部設(shè)備。

      串口連接:

      串口屏通過串口UART 與主控MSPM0G3507 進(jìn)行連接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和指令的接收。

      串口連接通常使用標(biāo)準(zhǔn)的串口線或串口轉(zhuǎn)接線進(jìn)行連接,使用的引腳是PA25,PA26.

      電源連接:

      串口屏需要穩(wěn)定的電源供應(yīng)才能正常工作,電源連

      接使用常規(guī)的XH2.54 接口使用的是DC 5 V,通過擴(kuò)展

      板上的P10 接口使用XH2.54_4PIN 的線與串口屏連接。

      參數(shù):

      7 英寸迪文科技工業(yè)智能串口屏工控觸摸觸控物聯(lián)

      網(wǎng)DMG80480T070_05W

      品牌:迪文科技

      芯片:T5L0

      尺寸:7 英寸

      分辨率:800*480

      視角:70° /70° /50° /70°(L/R/U/D)

      工作溫度:-20℃ ~ 70℃

      存儲溫度:-30℃ ~ 80℃

      三防漆工藝:

      image.png

      輕觸按鍵:

      按鍵電路:

      每個按鍵通過上拉電阻連接到MSP430G3507的GPIO引腳。當(dāng)按鍵未被按下時,GPIO引腳通過上拉電阻被拉至高電平;當(dāng)按鍵被按下時,GPIO引腳被拉至低電平。

      按鍵的主要功能手動控制相關(guān)的設(shè)備,如風(fēng)機(jī),水泵,照明,以及當(dāng)發(fā)生溫度過高,出現(xiàn)超溫現(xiàn)象的時候,用于手動取消報警功能操作,以免一直處于報警狀態(tài)。

      手動鍵:當(dāng)按下手動鍵時,打開照明和風(fēng)機(jī),同時啟動一個定時器來控制水泵工作3 S ~ 5 S 后自動關(guān)閉。

      取消報警鍵:當(dāng)系統(tǒng)檢測到超溫等報警條件時,可以通過按下此鍵來取消報警。

      使用的MSP430G3507 引腳分別是,PA22,PA8,另外兩個按鍵預(yù)留,增加新的功能時,再引用,按鍵的功能。

      使用MSP430G3507 對四個輕觸按鍵的軟件功能,首先是初始化、中斷處理以及按鍵邏輯,

      初始化:

      在程序開始時,我們需要對MSP430G3507 進(jìn)行初始化,包括設(shè)置系統(tǒng)時鐘、GPIO 引腳、中斷等,對于輕觸按鍵通常使用外部中斷來檢測按鍵的按下和釋放。使用MSP430G3507 多個外部中斷源,軟件實現(xiàn)時將每個按鍵配置為觸發(fā)一個獨(dú)立的中斷,避免在工作過程時,同時操作,避免帶不必要的誤操作,影響使用和體驗。

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      貼片RGB LED:

      為了產(chǎn)品在使用過程,出現(xiàn)正常實驗時,突然打開相關(guān)的操作,或者停止某些操作,所以這個擴(kuò)展板設(shè)計時,就增加了一個貼片RGB LED 燈,其中RGB LED采用共陽極連接,并且使用三個GPIO 引腳分別控制紅、綠、藍(lán)三種顏色的亮和滅,沒有設(shè)計成呼吸燈的效果,就是為了更好的體驗其設(shè)計要求,當(dāng)然在我當(dāng)時還考慮了確保GPIO 引腳能夠輸出適當(dāng)?shù)碾娏鱽眚?qū)動LED 的問題點(diǎn),并且考慮到LED 的共陽極配置和控制。

      硬件連接:

      共陽極:將RGB LED 的三個陽極連接到一個相同的電源上,擴(kuò)展板設(shè)計的時候采用的是3.3 V 電源供電。這個電源應(yīng)該是根據(jù)你的LED 規(guī)格電壓和電流要求來選擇的,當(dāng)然很多一部分都是我的經(jīng)驗給了幫助。對于大多數(shù)貼片RGB LED,這個電壓可能是3.3 V 或5 V,但具體取決于LED的數(shù)據(jù)手冊,我這里還是選用了3.3 V的電源供電,沒有選擇5 V 的供電。

      GPIO 引腳:

      GPIO_R:連接到紅色LED 的陰極,用于控制紅色LED 的亮滅,引腳為pa8.

      GPIO_G:連接到綠色LED 的陰極,用于控制綠色LED 的亮滅,引腳為pb18.

      GPIO_B:連接到藍(lán)色LED 的陰極,用于控制藍(lán)色LED 的亮滅,引腳為pa18.

      當(dāng)然由于有一些GPIO 引腳通常不能直接提供足夠的電流來驅(qū)動LED 到足夠的亮度,因此需要在每個LED 的陰極和GPIO 引腳之間串聯(lián)一個適當(dāng)?shù)碾娮?。電阻的值取決于LED 的規(guī)格和電源電壓。可以使用歐姆定律(V = IR)來計算所需的電阻值,但通??梢酝ㄟ^查閱LED 的數(shù)據(jù)手冊或使用在線LED 電阻計算器來找到更準(zhǔn)確的值,這個是方法,我這里選用的是1K 的值作為選用電阻的參數(shù),用來驅(qū)動LED 的亮度。

      軟件控制:

      在軟件方面,需要編寫代碼來控制GPIO 引腳的電平,從而控制LED 的亮滅。由于GPIO 引腳通常只能控制開/ 關(guān)(高/ 低電平),因此如果想要實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié),可能需要使用PWM(脈沖寬度調(diào)制)來實現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié),包括呼吸燈。

      PWM 是一種通過改變脈沖的寬度(占空比)來模擬模擬信號的技術(shù)。在控制LED 亮度時,可以通過改變GPIO 引腳輸出脈沖的占空比來改變通過LED 的平均電流,從而改變LED 的亮度。

      image.png

      蜂鳴器:

      電磁式有源蜂鳴器是一種利用電磁原理產(chǎn)生音頻信號的電子器件,蜂鳴器有著廣泛的應(yīng)用,蜂鳴器分為有源和無源蜂器兩種,MSP430G3507 擴(kuò)展板上使用的是有源蜂鳴器。

      工作原理:

      電磁式有源蜂鳴器主要由鐵芯、線圈和振膜組成。當(dāng)電流通過線圈時,產(chǎn)生的磁場會使鐵芯磁化,進(jìn)而吸引振膜與之相連。隨著電流的變化,磁場也會發(fā)生變化,導(dǎo)致鐵芯的磁力發(fā)生變化,從而使振膜動態(tài)地受到吸引和釋放。這種振動過程會產(chǎn)生聲波,通過空氣傳播出去,形成我們聽到的聲音。

      特點(diǎn):

      電磁式有源蜂鳴器能夠發(fā)出較為清晰、音質(zhì)較好的聲音。相比于其他類型的蜂鳴器,電磁式有源蜂鳴器通常具有較寬的頻率響應(yīng)范圍。

      電磁式有源蜂鳴器一般采用1/2 方波驅(qū)動,且能夠在較低的電壓下1.5 V發(fā)出較高的音壓(可達(dá)85 dB以上)。

      技術(shù)參數(shù):

      電磁式有源蜂鳴器的技術(shù)參數(shù)可能因具體型號而異,但一般包括以下幾個方面:

      額定電壓:如1.5 V、3 V、5 V、9 V、12 V 等。工

      作電壓范圍:通常較寬,如1 ~ 15 V。

      額定電流:不同型號的產(chǎn)品額定電流可能不同,如Max30 mA、Max40 mA 等。

      操作溫度:一般在-20℃ 至+70℃ 之間。

      重量:通常較輕,便于集成到各種電子產(chǎn)品中。

      引腳連接:與MSP430G3507 連接的是PB1 引腳,PB1引腳還可以輸出PWM波,可以很好的更換為無源蜂鳴器,實現(xiàn)PWM驅(qū)動無源蜂鳴器的功能。

      image.png

      風(fēng)機(jī)接口:

      風(fēng)機(jī)(小電機(jī))通過PWM(脈沖寬度調(diào)制)或簡單的GPIO 控制。設(shè)計一個PWM 或GPIO 引腳接口,以及風(fēng)機(jī)的供電和地線。

      剛開始的時候計劃是選用那種可以檢測反饋的風(fēng)扇,方便軟件上可以判斷風(fēng)扇的工作狀態(tài),因為調(diào)控上會比一些器件。因為從需要上作了一定的考慮,設(shè)計一個用于控制風(fēng)機(jī)的接口時,我們需要考慮到風(fēng)機(jī)的供電需求、控制信號的輸入(PWM 或GPIO),以及必要的接地處理,和電流檢測。

      在選用風(fēng)機(jī)時我這邊首先是確定風(fēng)機(jī)的額定電壓和電流需求。大多數(shù)小型風(fēng)機(jī)的工作電壓在3 V 到12 V之間,但具體值應(yīng)參考風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)手冊,所以當(dāng)時就選用了一個低電壓的小風(fēng)機(jī),用來實現(xiàn)電機(jī)的工作演示。根據(jù)當(dāng)時電源的設(shè)計要求,后面把風(fēng)機(jī)規(guī)格選擇3 ~5V的電源電壓。

      PWM控制接口

      PWM引腳選擇一個微控制器的PWM輸出引腳,PWM 信號可以調(diào)整占空比,從而控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在PWM引腳和風(fēng)機(jī)之間加入一個電阻來限制電流,目的是為了工作時的穩(wěn)定性。

      GPIO 控制接口

      GPIO輸出高電平或低電平來控制風(fēng)機(jī)的開關(guān)狀態(tài)(通常不用于調(diào)速),是什么意思呢,是當(dāng)GPIO 輸出電平為高的時候,就讓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動起來,如果要關(guān)就輸出的低電平,道理與工作時的狀態(tài)相反。

      MSP430G3507為核心板, 連接擴(kuò)展板使用的是PB20GPIO口,PB20是可以輸出為PWM脈沖寬度調(diào)制。

      工作原理:(這里以GPIO 高低為例來分析),MSP430G3507的PB20輸出一個高電平信號,使Q4 有一個偏置電流,從而使三極管導(dǎo)通讓風(fēng)機(jī)得電工作。R55和R54這兩個電阻是為了讓三極管更加穩(wěn)定的工作,驅(qū)動三極管;D3一個放電二極管,當(dāng)Q4截止工作的時候,風(fēng)機(jī)會有一個反電動勢,防止損壞Q4 三極管的作用。

      風(fēng)機(jī)特性:

      軸承:雙微型超細(xì)軸承

      額定電壓:DC5 V

      工作電壓:4.5 ~ 5 V

      電流:0.2 A

      風(fēng)量:5 m3/h

      轉(zhuǎn)數(shù):13200 RPM

      噪音:18 分貝

      水泵接口(待定,使用小電機(jī)替代):

      水泵的工作原理與風(fēng)機(jī)的工作原理一樣,這里不多介紹。

      介紹一下水泵特性:

      臥式小潛水泵,支持3 V、4.5 V、5 V、6 V 等多種電壓,便于與不同電源設(shè)備匹配。

      采用優(yōu)質(zhì)電機(jī)和精密設(shè)計,運(yùn)行時噪音較低,適合需要安靜環(huán)境的場合。

      直流電機(jī)具有較高的能效比,能在保證泵水量的同時降低能耗。

      體積小、重量輕,便于安裝和維護(hù)。

      lfodel 型號

      JT-DC3W-3,IT-DC3W-4.5

      VoltageScope (DC) 電壓

      3 V,4. 5 V

      Current(A) 電流

      0.12,0.18

      Power(W) 功率

      0.36,0.91

      Jax TaterHead () 揚(yáng)程

      0.35,0.55

      Max FlowRat e (L/H) 流量

      80,100

      image.png

      LED照明燈珠:

      與風(fēng)機(jī)水泵的工作方式和控制方式同理。

      LED照明燈珠特性:

      ●   發(fā)光顏色:白色(正自光)

      ●   正向電流:60 mA

      ●   透鏡顏色:黃色透鏡

      ●   色溫:5500 K ~ 6000 K

      ●   封裝:SMD5730

      ●   膠體顏色:黃色

      ●   半功率視角:120

      image.png

      加熱接口:

      加熱的工作原理與風(fēng)機(jī)的工作原理一樣,這里不多介紹加熱這個位置可能會用一個打火機(jī)模擬,也有可能我會用幾個電阻作為加熱來靠近溫度傳感器,來實現(xiàn)加熱的工作過程,為了更方便的實現(xiàn)些功能,其實選用電阻來加熱效果還是更好。電壓流過電阻,會產(chǎn)生電流,電流通過導(dǎo)體時會產(chǎn)生熱量。這種熱量可以通過調(diào)整電流的大小和電阻的阻值來控制,非常適合用于需要精確控制溫度的場景。

      原因:

      根據(jù)使用需求和電源條件,選擇合適的電阻作為加熱裝置,是一個不錯的選擇,安全,方便快速。電阻的功率(W)應(yīng)足夠大,以承受加熱時產(chǎn)生的熱量而不至于過熱燒毀。

      連接電路:將電阻與電源和MOS 管的控制電路(使用MSP430G3507 輸出PWM 控制)。根據(jù)溫度傳感器實現(xiàn)溫度控制,目地是將溫度傳感器根據(jù)連接到控制電路中把溫度轉(zhuǎn)成相關(guān)的數(shù)據(jù)傳感給MSP430G3507,經(jīng)過MSP430G3507 編程分析出相對應(yīng)的值,從而實現(xiàn)溫度的控制。

      通過使用電阻作為加熱元件,可以更容易地實現(xiàn)加熱過程的精確控制,并與溫度傳感器配合使用,實現(xiàn)閉環(huán)的溫度控制系統(tǒng)。

      image.png

      電源管理

      下圖是我選用的電源管理,在這個電源管理電路中,我實現(xiàn)的功能是從寬范圍輸入電壓(4.5V至28V)轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定的5V輸出,并把從5V轉(zhuǎn)換到3.3V,是為了滿足不同元件的供電需求,方便更好的實現(xiàn)多模塊工作的需求。

      目地

      寬電壓的電源輸入4.5V~28V 轉(zhuǎn)5V3A電源設(shè)計,這個就兼容了5V-12V-24V。

      選用這種DC電路的設(shè)計,是為了更好的利用對就的資源,合理的使用電源的通用性,這樣轉(zhuǎn)換可以有效地將高于輸出電壓的輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓,并且具有較高的轉(zhuǎn)換效率。

      參數(shù)選擇:

      輸入電壓范圍:4.5V至28V

      輸出電壓:5V

      輸出電流:3A

      轉(zhuǎn)換效率:盡可能高(以減少熱量產(chǎn)生)

      類型:

      同步降壓轉(zhuǎn)換器:通常比非同步轉(zhuǎn)換器具有更高的效率。

      保護(hù)特性:

      過流保護(hù)(OCP)

      過熱保護(hù)(OTP)

      輸入欠壓鎖定(UVLO)

      選用線性穩(wěn)壓器:

      從5V轉(zhuǎn)換到3.3V,選擇線性穩(wěn)壓器(LDO)。

      線性穩(wěn)壓器簡單且成本低,但效率較低(特別是在輸入輸出壓差較大時)。

      參數(shù)選擇:

      輸入電壓:5V

      輸出電壓:3.3V

      輸出電流:1A

      目的:

      電流需求不高且對效率要求不是非常嚴(yán)格,所以選擇LDO。如果需要高效率且電流需求較高,則選擇降壓型DC-DC 轉(zhuǎn)換器。

      型號:TI 的TPS54302D(4.5V-28V轉(zhuǎn)5V3A)安森美的AMS1117-3.3V

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      存儲器

      AT24C02作為一款性能穩(wěn)定、功能豐富的串行EEPROM芯片,憑借其低功耗、長壽命、寬溫度范圍等特點(diǎn),在嵌入式系統(tǒng)和電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。通過合理的引腳配置和I2C 通信協(xié)議的支持,AT24C02能夠輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和讀取功能。

      基本參數(shù):

      存儲容量:2 Kbit,256 個8 位字節(jié)。

      工作電壓:范圍廣泛,通常為1.8 V 至5.5 V,這取決于具體型號和應(yīng)用需求。

      通信接口:通過I2C(Inter-Integrated Circuit)串行總線接口進(jìn)行操作,支持標(biāo)準(zhǔn)I2C 通信協(xié)議。

      存儲速率:兼容400 KHz 的傳輸速率。

      特性與功能

      低功耗:采用先進(jìn)CMOS 技術(shù),顯著降低了器件的功耗。

      寫保護(hù)功能:具有專門的寫保護(hù)功能,通過WP(Write Protect)引腳控制,當(dāng)WP 引腳連接到Vcc 時,所有內(nèi)容都被寫保護(hù),只能進(jìn)行讀操作。

      頁寫緩沖器:AT24C02 通常配備一個8 字節(jié)(也有資料提到為16 字節(jié))的頁寫緩沖器,便于批量寫入數(shù)據(jù)。長壽命:可擦寫次數(shù)高達(dá)100 萬次(也有資料提到為1,000,000 次),數(shù)據(jù)保存時間可達(dá)100 年。

      寬溫度范圍:工作溫度范圍通常為-40℃ 至+85℃(也有資料提到工業(yè)級為-55℃ 至+125℃,商業(yè)級為0℃至+75℃),貯存溫度范圍更寬。

      引腳配置:

      AT24C02的引腳配置通常包括:

      A0、A1、A2:器件地址選擇引腳,用于在多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址。

      SDA:串行數(shù)據(jù)/ 地址引腳,用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

      SCL:串行時鐘引腳,用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。

      WP:寫保護(hù)引腳,控制器件的寫保護(hù)功能。

      VCC:工作電壓引腳,接入正電源。

      GND:接地引腳。

      應(yīng)用與操作:

      AT24C02 廣泛應(yīng)用于需要存儲少量數(shù)據(jù)的場合,參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)備份等??梢酝ㄟ^I2C 總線與微控制器等主設(shè)備進(jìn)行通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。在操作時,需要注意器件的尋址方式(芯片尋址和片內(nèi)子地址尋址)以及I2C 通信的時序要求。

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      整體電路原理圖

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      PCB圖

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      PCBA組合完整圖

      背面

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      正面

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      使用的開發(fā)板

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      2   框架

      1.整體框架

      硬件框架:

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      軟件框架

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      3   軟件

      1.軟件功能

      ①使用功能與接口:IIC、urat、gpio、PWM,中斷等。

      ②初始化MCU:配置系統(tǒng)時鐘、GPIO 端口、中斷控制器等。

      ③初始化外設(shè):IIC:初始化IIC 接口,用于連接溫濕度傳感器AHT21。

      ④UART:初始化串口,用于調(diào)試或連接串口屏。

      ⑤GPIO:初始化按鍵、LED 指示燈、蜂鳴器、電機(jī)等控制引腳。

      ?定時器/中斷:設(shè)置定時器中斷,用于實現(xiàn)延時、周期性任務(wù)等。

      ?延時100 MS-1 S 時間,穩(wěn)定初始功能完成。

      ?進(jìn)入主循環(huán)。

      ?等待開機(jī)。

      ?通過串口屏顯示系統(tǒng)啟動信息、當(dāng)前時間、溫度、濕度等初始狀態(tài)。

      數(shù)據(jù)采集:通過IIC 接口讀取AHT21 溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)。

      數(shù)據(jù)處理:將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可讀格式,并判斷是否超出預(yù)設(shè)的閾值。

      顯示更新:更新串口屏顯示的數(shù)據(jù),包括當(dāng)前溫度、濕度等。

      按鍵檢測與處理:循環(huán)檢測按鍵狀態(tài),根據(jù)按鍵的不同操作執(zhí)行相應(yīng)的功能。

      設(shè)備控制:根據(jù)溫度和濕度的設(shè)定值與當(dāng)前值的比較結(jié)果,控制風(fēng)機(jī)(小電機(jī))、加熱裝置等設(shè)備的開關(guān)。

      報警處理:如果檢測到溫度或濕度超出預(yù)設(shè)的安全范圍,則激活蜂鳴器進(jìn)行報警,并可能通過串口屏顯示警告信息。

      2.軟件配置

      定時器

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      GPIO、按鍵

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      IIC

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      串口:

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