功能描述:

使用STM32F103R8T6，红外遥控器，数码管，串口，预留ADC（4~20mA输入、0~10V输入）、485、以太网、WiFi、SD卡、USB_OTG等功能。单总线的方式采集温湿度（因整个系统时序要求，所以使用状态机采集），ST自带的RTC时钟。单片机采集到温湿度数值通过串口自制的4G模块通讯，上传数据到指定服务器，然后在微信小程序关注蓝星物联，就可以看到设备数据，我们还做了一个网站，专门管理底层设备。现在分享单片机程序和部分原理图。程序源码在一个资源里面，下载需要积分，没有积分的可以私信我。源码地址：https://download.csdn.net/download/L_e_c/14029632

硬件设计：

1）电源及MCU部分

使用LM2596DC-DC，降压后放上一个LDO输出3.3V。预留SWD下载，纽扣电池，BOOT脚选择，红外接收头，温湿度模块，多预留一路时钟模块，防止内部RTC随温漂的误差。以及其他一些外设接口预留。

2）通讯及数据保存部分

预留485接口，232接口，USB接口，WiFi接口，以太网接口。通信接口只要做数据汇总、数据上传使用。数据保存有SD卡保存和flash保存两种，SD卡保存使用模块外接的形式，可以把采集到的数据直接保存成文件的形式。flash芯片可以保存需要的字库等等。

3）输入输出部分

预留ADC采集4~20mA及0~10V模拟信号。按键输入，不是全隔离，只是防止客户使用的时候会接错烧坏MCU引脚。继电器输出，可带12V声光报警器。

4）数码管显示部分

使用驱动芯片JXI5020级联，做到三线带多位数码管。

5）PCB展示

软件设计：

1）main.c

main函数进来，先是各种外设初始化，第一个while（1）的循环是发送消息给服务器或者上层设备注册设备用的，设备长时间不按照协议通讯的话，设备会软复位，重新注册。在第二个while(1)的循环是处理注册后的数据，包括温湿度和时间的显示，按键（红外遥控和轻触按键）设置，报警状态设置，设置定时，每1S钟发送一次实时数据到服务器，处理串口2接收到服务器发送的数据（JSON格式，使用CJSON库）。

/********************************************************************************** 文件名  ：main.c* 描述    ：      * 实验平台：* 库版本  ：ST3.5.0* 作者    ： * 论坛    ：* 版本    ?VV1.0* 时间	   ：2017.6.6备注    : STM32F103_R8T6 工程模版 
**********************************************************************************/#include "Header_File.h"u8 Send_Buff1[114];
u16   Crc_Send_Num=0;
u8 Crc_Send_H=0;
u8 Crc_Send_L=0;u32 Set_MS_Num=0;#define  SW_RESET()	       NVIC_SystemReset()int processMessage(char *msg) {cJSON *jsonObj=cJSON_Parse(msg);cJSON *method;cJSON *typ;
//	cJSON *temmin;
//	cJSON *temmax;
//	cJSON *temcalibrate;
//	cJSON *tembkwd;
//	cJSON *hummin;
//	cJSON *hummax;
//	cJSON *humcalibrate;
//	cJSON *humbkwd;char *m;int x;//json字符串解析失败，直接退出if(!jsonObj){cJSON_Delete(jsonObj);return 0;}method = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "TYPE");m = method->valuestring;if(strncmp(m, "AUTHERROR", 9) == 0 ) //设备未注册，重新注册{cJSON_Delete(jsonObj);SW_RESET();return 1;
//        char *content = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "DATA")->valuestring;	
//        if(strncmp(content, "No identity", 4) == 0)
//        {
//			
//        }}if(strncmp(m, "HSOK", 4) == 0 ) //注册信息返回{char *content = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "DATA")->valuestring;	if(strncmp(content, "HSOK", 4) == 0){cJSON_Delete(jsonObj);return 1;}}if(strncmp(m, "DATAOK", 6) == 0 ) //{char *content = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "TYPE")->valuestring;	if(strncmp(content, "DATAOK", 6) == 0){Resert_Cnt_10S=0; //重启时间清零cJSON_Delete(jsonObj);return 1;}}if(strncmp(m, "CDATA", 5) == 0 ) //{typ = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "ctype");x=typ->valueint;
//		if(strncmp(m, "1", 1) == 0 ) if(x==1) {int ye = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "y")->valueint;	int mo = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "m")->valueint;int da = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "d")->valueint;	int ho = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "h")->valueint;	int mi = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "i")->valueint;	int se = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "s")->valueint;	RTC_Set(ye,mo,da,ho,mi,se);
//			Set_MS_Num=atoi(ye);}else if(x==2) //{double temmin = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "tem_min")->valuedouble;double temmax = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "tem_max")->valuedouble;double temcalibrate = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "tem_calibrate")->valuedouble;double tembkwd = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "tem_bkwd")->valuedouble;double hummin = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "hum_min")->valuedouble;	double hummax = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "hum_max")->valuedouble;	double humcalibrate = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "hum_calibrate")->valuedouble;	double humbkwd = cJSON_GetObjectItem(jsonObj, "hum_bkwd")->valuedouble;	
//			Temperature_Down=atoi(temmin);
//			Temperature_Up=atoi(temmax);Temperature_Up=(s16)(temmax*10);Temperature_Down=(s16)(temmin*10);Temperature_Temp=(s16)(temcalibrate*10);Temperature_hc=(s16)(tembkwd*10);Humidity_Up=(s16)(hummax*10);Humidity_Down=(s16)(hummin*10);Humidity_Temp=(s16)(humcalibrate*10);Humidity_hc=(s16)(humbkwd*10);}}//    if(jsonObj)cJSON_Delete(jsonObj);return 0;
}int main(void)
{	
//    char* out="{\"TYPE\":\"fengxin\",\"passwd\":123,\"y\":2020,\"m\":6,\"d\":3,\"h\":23,\"minu\":33}"; //  ,\"miao\":20u8 ack_Usart1=0;u8 cclen=0;u16 Cnt_500S=0; u16 Cnt_500Ms=0;SystemInit(); 			 	//系统时钟初始化为72M	  SYSCLK_FREQ_72MHz	TIM3_Cnt_Init(999,71);      //配置定时器3  1Ms中断一次 RTC_Init();	  				//RTC时钟初始化IO_Init(); 					//GPIO初始化Uart1_Init(115200);			//串口1初始化
//	Uart3_Init(9600);HC595_IO_Init();			//74HC595使用初始化Init_AOSONG();				//温湿度模块初始化Init_Infrared();			//红外模块初始化，开一个定时器和一个外部中断
//	Adc_Init();Key_IO();					//按键输入初始化 就是这么优秀Uart2_Init(115200);			//数据上传	
//	Interface_Changes=1;W25QXX_Init();				//W25QXX初始化FLASH_SIZE=32*1024*1024;	//FLASH 大小为xxM字节Read_Data_From_Flash();	Time_Num[8]=calendar.week%10;delay_ms(100);show_led12();while(1)	//注册设备信息，待服务器返回后退出{if(System1S==1){System1S=0;cclen=sprintf((char *)Send_Server,"{\"TYPE\":\"HS\",\"CID\":\"WJVSAIL1\"}");Usart2_Printf((uint8_t *)Send_Server,cclen);}if(USART2_RX_STA == 1){USART2_RX_STA = 0;ack_Usart1=processMessage((char*)Usart2_RxBuff);Clear_Buffer((uint8_t*)Usart2_RxBuff,strlen((char*)Usart2_RxBuff));rx_counter_Usart2 = 0;if(ack_Usart1==1)	break;}}while(1){ 		show_led12();	//数码管显示Key_use();		//按键处理Data_Change();if(Display_Complete_Flag==1){if(((Temp_001>Temperature_Up)||(Temp_001<Temperature_Down)||(Humi_001>Humidity_Up)||(Humi_001<Humidity_Down))&&(Mute_Flag==0)&&(Set_Position==0)&&(Key_Set_Position==0)){if(Temp_001>Temperature_Up)	Temperature_Up_Flag=1;if(Humi_001>Humidity_Up)	Humidity_Up_Flag=1;if(Temp_001<Temperature_Down)	Temperature_Down_Flag=1;if(Humi_001<Humidity_Down)	Humidity_Down_Flag=1;Out2=1;	}else if((Set_Position==0)&&(Key_Set_Position==0))	{if(Temp_001<=(Temperature_Up-Temperature_hc))	Temperature_Up_Flag=0;if(Temp_001>=(Temperature_Down+Temperature_hc))	Temperature_Down_Flag=0;if(Humi_001<=(Humidity_Up-Humidity_hc))			Humidity_Up_Flag=0;if(Humi_001>=(Humidity_Down+Humidity_hc))		Humidity_Down_Flag=0;if((Temperature_Up_Flag==0)&&(Temperature_Down_Flag==0)&&(Humidity_Up_Flag==0)&&(Humidity_Down_Flag==0))Out2=0;if(Mute_Flag==1)	Out2=0;}	}if((Set_Position==0)&&(Key_Set_Position==0))	{Time_Num[8]=calendar.week%10;if(Time_Num[8]==0)	Time_Num[8]=7;}if(System10Ms==1){System10Ms=0;  if(++Cnt_500Ms>=50){Cnt_500Ms=0;LED1=~LED1;if((Set_Position==0)&&(Key_Set_Position==0)){RTC_LED=~RTC_LED;}else RTC_LED=0;}}	if(System1S==1){System1S=0;Clear_Buffer((uint8_t*)Send_Server,strlen((char*)Send_Server));cclen=sprintf((char *)Send_Server,"{\"TYPE\":\"DATA\",\"Tmp\":\"%d.%01d\",\"Hum\":\"%d.%01d\"}",Temp_001/10,Temp_001%10,Humi_001/10,Humi_001%10); //,Temp_001/10,Temp_001%10,Humi_001/10,Humi_001%10Usart2_Printf((uint8_t *)Send_Server,cclen);if(++Resert_Cnt_10S>=20) //10s后没有接到来自服务器的数据进行软重启，再次注册{Resert_Cnt_10S=0;SW_RESET();}}	if(USART2_RX_STA == 1){USART2_RX_STA = 0;processMessage((char*)Usart2_RxBuff);Clear_Buffer((uint8_t*)Usart2_RxBuff,strlen((char*)Usart2_RxBuff));rx_counter_Usart2 = 0;}}
}

2）Infrared.c

红外接收模块处理文件。在主函数里面只需要直接访问InfraredCode变量就可以知道是否有按键按下。开启一个定时器和一个外部中断，检测接收头(HS0038B)是否收到遥控器的信号，并按照固定的格式给信号做一个处理。识别对应的按钮按下对应的码值，做一个赋值，供主函数读取使用。

#include "infrared.h"
//#include "Timer2_Cnt.h"u8 timercnt_up=0;
u8 timercnt_down=0;
u8 Infraredbuf[4];
u8 InfraredCode=0;
// 红外遥控器 编码格式
// START + 8Bit厂商编码 + 8Bit反码 + 8Bit数据 + 8Bit反码// START L=9.00ms   H=4.500ms  引导码
// BIT0  L=0.56ms   H=0.565ms  数据0
// BIT1  L=0.56ms   H=1.690ms  数据1
// PRESS L=9.00ms   H=2.250ms  重复码u8 irdata[33];
u8 irok;   
u16  irtime;
static u8 ir_flag;     //是否开始处理标志位void TIM2_Cnt_Init(u16 arr,u16 psc)	 // TIM2_Cnt_Init(999,71);  1ms中断一次   
{TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);         //①时钟TIM2使能 //定时器TIM2初始化 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                      //设置自动重装载寄存器周期的值   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;                    //设置时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;      //设置时钟分割 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);              //②初始化TIM2   TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE );                    //③允许更新中断   //中断优先级NVIC设置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;              //TIM2中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;    //抢占优先级1级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;           //从优先级0级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;              //IRQ 通道被使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                              //④初始化NVIC寄存器 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                       //⑤使能TIM2 
}	//定时器2中断服务程序 
void TIM2_IRQHandler(void)      //TIM2中断 
{ if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)               //检查TIM2更新中断发生与否   { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);             	 //清除TIM2更新中断标志   irtime++; 			//用于计数2个下降沿之间的时间,0.1ms进一次定时器中断if(irtime>=1000)	//irtime>=1000说明按键已经松开有1000*0.1ms=100ms了,故可以使能红外接收功能{ir_flag=1;		//使能红外接收功能}
//		if(INIR) timercnt_up++;	
//		else 	 timercnt_down++;
//	    System1Ms=1;
//		if(++i>=10)
//		{
//			i=0;
//			System10Ms=1;
//		}} 
}void EXTIX_Init(void)
{EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//外部中断，需要使能AFIO时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能PORTA,PORTC时钟GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);//关闭jtag，使能SWD，可以用SWD模式调试GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_4;//PC5GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOC5//GPIOC.1 中断线以及中断初始化配置GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource4);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	 	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn;			//使能按键所在的外部中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;					//子优先级1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  	  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器}void EXTI4_IRQHandler(void)
{static u8  RecvCnt;          //接收红外信号处理u8 a,b,c,d,i,e,f,tmp;u32 RecvData = 0;u16  VS1838_KEY_VALUE;if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4)!=RESET){EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);  //清除EXTI0线路挂起位if(ir_flag==0){irtime=0;                           //清零计数器return;}	else if(ir_flag==1){if((irtime>IR_START) && (irtime<(IR_START + DataTolerance_IR)))	//接收到引导码 9ms+4.5ms{RecvCnt=0;}irdata[RecvCnt]=irtime;	//存储每个电平的持续时间，用于以后判断是0还是1irtime=0;		//清零irtime变量RecvCnt++;		//数组下标自增1if(RecvCnt>=33){irok=1;		//接收完33个红外数据RecvCnt=0;	//数组下标清零ir_flag=0;	//失能红外接收功能VS1838_KEY_VALUE=0;for(i=1;i<33;i++){if((irdata[i] > IR_BIT1) && (irdata[i] < (IR_BIT1 + DataTolerance_IR))){   		// BIT1RecvData <<= 1;RecvData  |= 1;}else if((irdata[i] > IR_BIT0) && (irdata[i] < (IR_BIT0 + DataTolerance_IR))){ 	// BIT0RecvData <<= 1;}}a=(RecvData>>24)&0xFF;b=(RecvData>>16)&0xFF;c=(RecvData>>8)&0xFF;d= RecvData&0xFF;e=~b;f=~d;if((a==e)&&(c==f)){VS1838_KEY_VALUE=(a<<8)|c;}switch(VS1838_KEY_VALUE){case 0x0098:InfraredCode=Infrared_0;break;	// 按键 0case 0x00A2:InfraredCode=Infrared_1;break;	// 按键 1case 0x0062:InfraredCode=Infrared_2;break;	// 按键 2case 0x00E2:InfraredCode=Infrared_3;break;	// 按键 3case 0x0022:InfraredCode=Infrared_4;break;	// 按键 4case 0x0002:InfraredCode=Infrared_5;break;	// 按键 5case 0x00C2:InfraredCode=Infrared_6;break;	// 按键 6case 0x00E0:InfraredCode=Infrared_7;break;	// 按键 7case 0x00A8:InfraredCode=Infrared_8;break;	// 按键 8case 0x0090:InfraredCode=Infrared_9;break;	// 按键 9case 0x0068:InfraredCode=Infrared_Xing;break;	// 按键 *case 0x00B0:InfraredCode=Infrared_Jing;break;	// 按键 #case 0x0010:InfraredCode=Infrared_Left;break;	// 按键 <case 0x005A:InfraredCode=Infrared_Right;break;	// 按键 >case 0x0018:InfraredCode=Infrared_Up;break;	// 按键 ^case 0x004A:InfraredCode=Infrared_Down;break;	// 按键 vcase 0x0038:InfraredCode=Infrared_OK;break;	// 按键 OKdefault: tmp=0;break;	// NO_KEY	}}}		//		irok=0;	}
}/* 红外解码,返回按键键值 */
void HS0038B_DeCode(void)
{
//	u8 a,b,c,d,i,tmp;
//	u32 RecvData = 0;
//	u16  VS1838_KEY_VALUE;
//	
//	if(irok){
//		irok=0;
//		VS1838_KEY_VALUE=0;//		for(i=1;i<33;i++){
//			if((irdata[i] > IR_BIT1) && (irdata[i] < (IR_BIT1 + DataTolerance_IR))){   		// BIT1
//		        RecvData <<= 1;
//		        RecvData  |= 1;
//		    }else if((irdata[i] > IR_BIT0) && (irdata[i] < (IR_BIT0 + DataTolerance_IR))){ 	// BIT0
//		        RecvData <<= 1;
//		    }
//		}//		a=(RecvData>>24)&0xFF;
//		b=(RecvData>>16)&0xFF;
//		c=(RecvData>>8)&0xFF;
//		d= RecvData&0xFF;
//		if((a==~b)&&(c==~d))
//			VS1838_KEY_VALUE=(a<<8)|c;
//	
//		switch(VS1838_KEY_VALUE){
//			case 0x0098:InfraredCode=Infrared_0;break;	// 按键 0
//			case 0x00A2:InfraredCode=Infrared_1;break;	// 按键 1
//			case 0x0062:InfraredCode=Infrared_2;break;	// 按键 2
//			case 0x00E2:InfraredCode=Infrared_3;break;	// 按键 3
//			case 0x0022:InfraredCode=Infrared_4;break;	// 按键 4
//			case 0x0002:InfraredCode=Infrared_5;break;	// 按键 5
//			case 0x00C2:InfraredCode=Infrared_6;break;	// 按键 6
//			case 0x00E0:InfraredCode=Infrared_7;break;	// 按键 7
//			case 0x00A8:InfraredCode=Infrared_8;break;	// 按键 8
//			case 0x0090:InfraredCode=Infrared_9;break;	// 按键 9
//			case 0x0068:InfraredCode=Infrared_Xing;break;	// 按键 *
//			case 0x00B0:InfraredCode=Infrared_Jing;break;	// 按键 #
//			case 0x0010:InfraredCode=Infrared_Left;break;	// 按键 <
//			case 0x005A:InfraredCode=Infrared_Right;break;	// 按键 >
//			case 0x0018:InfraredCode=Infrared_Up;break;	// 按键 ^
//			case 0x004A:InfraredCode=Infrared_Down;break;	// 按键 v
//			case 0x0038:InfraredCode=Infrared_OK;break;	// 按键 OK
//			default: tmp=0;break;	// NO_KEY	
//		}return tmp;
//	}							   
//	return 0;	
}void Init_Infrared(void)
{TIM2_Cnt_Init(99,71);       //100usEXTIX_Init();}