一、前言本项目基于STC89C52单片机，通过控制28BYJ-48步进电机实现按角度正反转旋转的功能。28BYJ-48步进电机是一种常用的电机，精准定位和高扭矩输出，适用于许多小型的自动化系统和机械装置。在这个项目中，使用STC89C52单片机作为控制器，这是一款强大而常用的8位单片机芯片，具有丰富的外设和强大的计算能力。通过编写适当的程序，可以通过单片机的IO口来控制步进电机的运动。28BYJ-48步进电机是一种低成本、低功耗的步进电机，拥有精确的定位能力和较高的转矩输出。将使用单片机与步进电机之间的接口信号来驱动电机旋转，并通过控制电流脉冲的频率和顺序来控制电机前进或后退以及旋转的角度。本项目的目标是实现根据用户输入的角度值，控制28BYJ-48步进电机按指定角度进行正反转旋转。通过灵活调整步进电机的控制信号，可以实现不同角度范围内的精确旋转。在接下来的内容将介绍所需的硬件和软件资源，包括STC89C52单片机的基本特性、28BYJ-48步进电机的工作原理，以及编写控制程序的关键步骤。二、设计流程【1】硬件准备：51单片机开发板：选择STC89C52单片机开发板。28BYJ-48步进电机：一个28BYJ-48步进电机+ULN2003驱动板。驱动电路：使用ULN2003芯片来驱动步进电机。连接线和电源：准备连接线和电源供电。【2】连接电路：将51单片机与驱动电路和步进电机连接起来。【3】编写程序：使用keil集成开发环境（IDE）编写51单片机的控制程序。初始化引脚和端口设置，配置控制步进电机所需的引脚。编写函数来控制步进电机的正反转旋转。编写函数来控制步进电机按照指定的角度进行旋转。【4】控制步进电机旋转：在主程序中，调用适当的函数来控制步进电机的旋转。使用按键输入设备来触发步进电机的旋转。控制旋转的角度、速度和方向。【5】调试和测试：通过编译程序，并将生成的可执行文件下载到51单片机开发板中。三、代码实现3.1 电机正反转控制下面是通过STC89C52单片机控制28BYJ-48步进电机实现正转和反转的实现代码：#include <reg52.h>#include <intrins.h>​#define motorPort P1 // 步进电机的控制引脚连接到P1口#define clockwise 0 // 顺时针方向#define counterclockwise 1 // 逆时针方向​// 函数声明void delay(unsigned int time);void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps);​void main(){ while (1) { // 正转，执行一定的步数 (这里为512步，可根据需要修改) motorRotate(clockwise, 512); delay(1000); // 延时1秒​ // 反转，执行一定的步数 motorRotate(counterclockwise, 256); delay(1000); // 延时1秒 }}​// 延时函数void delay(unsigned int time){ unsigned int i, j; for (i = time; i > 0; i--) { for (j = 110; j > 0; j--); // 指令周期延时 }}​// 控制步进电机旋转void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps){ unsigned int i; unsigned char motorSequence[8] = {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09}; // 步进电机的控制序列​ for (i = 0; i < steps; i++) { if (direction == clockwise) { motorPort = motorSequence[i % 8]; } else if (direction == counterclockwise) { motorPort = motorSequence[7 - (i % 8)]; }​ delay(2); // 每步之间的延时，可根据需要调整 }​ motorPort = 0x00; // 停止电机}代码里使用 STC89C52 单片机的 P1 口连接到28BYJ-48步进电机的控制引脚。在 main 函数中，通过循环实现了正转和反转的功能。motorRotate 函数用于控制步进电机的旋转方向和步数，其中 clockwise 和 counterclockwise 分别代表顺时针和逆时针方向。3.2 角度旋转下面代码使用STC89C52单片机控制28BYJ-48步进电机按指定的角度进行正转和反转，封装子函数进行调用。#include <reg52.h>​// 定义28BYJ-48步进电机的相序unsigned char stepSequence[8] = {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09};​// 定义步进电机当前位置和角度unsigned char currentPosition = 0;unsigned int currentAngle = 0;​// 延时函数void delay(unsigned int time) { unsigned int i, j; for (i = 0; i < time; i++) { for (j = 0; j < 120; j++); }}​// 步进电机正转函数void stepForward(unsigned int angle) { unsigned int steps = angle / 5; // 每步转动角度为5度 unsigned int i; for (i = 0; i < steps; i++) { currentPosition++; if (currentPosition >= 8) { currentPosition = 0; } P1 = stepSequence[currentPosition]; delay(10); // 控制步进电机转速，可调整延时时间 } currentAngle += angle;}​// 步进电机反转函数void stepBackward(unsigned int angle) { unsigned int steps = angle / 5; // 每步转动角度为5度 unsigned int i; for (i = 0; i < steps; i++) { if (currentPosition == 0) { currentPosition = 8; } currentPosition--; P1 = stepSequence[currentPosition]; delay(10); // 控制步进电机转速，可调整延时时间 } currentAngle -= angle;}​// 主函数void main() { while (1) { // 正转180度 stepForward(180); delay(1000); // 停顿1秒钟 // 反转90度 stepBackward(90); delay(1000); // 停顿1秒钟 }}代码使用STC89C52单片机的P1口作为输出口，通过控制P1口输出的电平来控制步进电机的旋转。步进电机的相序存储在stepSequence数组中，每个元素对应一个相位。stepForward函数用于实现步进电机的正转，stepBackward函数用于实现步进电机的反转。delay函数用于控制步进电机的转速，可以根据需要调整延时时间。在主函数中，演示了步进电机的正转180度和反转90度的操作。3.3 按键控制电机有2个按键，接在P2口3上面的，按下是低电平。下面代码加入2个按键，实现了2个按键的功能。#include <reg52.h>​#define motorPort P1 // 步进电机的控制引脚连接到P1口#define clockwise 0 // 顺时针方向#define counterclockwise 1 // 逆时针方向​sbit startBtn = P2^0; // 启动按钮连接到P2.0口sbit stopBtn = P2^1; // 停止按钮连接到P2.1口sbit cwBtn = P2^2; // 顺时针按钮连接到P2.2口sbit ccwBtn = P2^3; // 逆时针按钮连接到P2.3口​unsigned char motorSequence[8] = {0x01, 0x03, 0x02, 0x06, 0x04, 0x0C, 0x08, 0x09}; // 步进电机的控制序列bit motorRunning = 0; // 步进电机是否正在运行unsigned int targetAngle = 0; // 目标转动角度，初始为0bit clockwiseDirection = 1; // 电机默认启动方向为顺时针​// 函数声明void delay(unsigned int time);void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps);​void main(){ while (1) { if (startBtn == 0) // 如果按下了启动按钮 { while (startBtn == 0); // 等待按钮释放​ if (!motorRunning) { motorRunning = 1; motorRotate(clockwiseDirection, targetAngle); // 启动电机 } }​ if (stopBtn == 0) // 如果按下了停止按钮 { while (stopBtn == 0); // 等待按钮释放​ if (motorRunning) { motorRunning = 0; motorPort = 0x00; // 停止电机 } }​ if (cwBtn == 0) // 如果按下了顺时针按钮 { while (cwBtn == 0); // 等待按钮释放 clockwiseDirection = 1; // 设置电机启动方向为顺时针 }​ if (ccwBtn == 0) // 如果按下了逆时针按钮 { while (ccwBtn == 0); // 等待按钮释放 clockwiseDirection = 0; // 设置电机启动方向为逆时针 } }}​// 延时函数void delay(unsigned int time){ unsigned int i, j; for (i = time; i > 0; i--) { for (j = 110; j > 0; j--); // 指令周期延时 }}​// 控制步进电机旋转void motorRotate(unsigned char direction, unsigned int steps){ unsigned int i;​ for (i = 0; i < steps; i++) { if (!motorRunning) break;​ if (direction == clockwise) { motorPort = motorSequence[i % 8]; } else if (direction == counterclockwise) { motorPort = motorSequence[7 - (i % 8)]; }​ delay(2); // 每步之间的延时，可根据需要调整 }​ motorPort = 0x00; // 停止电机}在以上代码中，增加了 cwBtn 和 ccwBtn 两个按键引脚，并定义为 P2^2 和 P2^3。按下顺时针按钮时，将 clockwiseDirection 设置为 1，表示启动方向为顺时针；按下逆时针按钮时，将 clockwiseDirection 设置为 0，表示启动方向为逆时针。

一、项目介绍随着科技的不断发展，自动门成为公共场所、商业建筑和住宅社区等地的常见设施。自动门的出现使得进出门的操作更加便捷，提高了人们的生活质量和工作效率。为了实现自动门的开关控制，本项目基于单片机设计了一套自动门控制系统。本项目的主控芯片选择了STC89C52，这是一款性能稳定且广泛应用于嵌入式系统的单片机。具有较高的计算能力和丰富的外设接口，非常适合用于本项目中的自动门控制。自动门的开关控制通过红外热释电传感器实现。红外热释电传感器是一种能够检测人体红外辐射的传感器，当有人靠近时，传感器会感知到人体的存在。本项目中，红外热释电传感器被安装在自动门的控制区域，用于检测人体的接近。为了实现自动门的开关动作，本项目采用了SG90舵机进行控制。SG90舵机是一种小型直流电机，具有较高的转动精度和响应速度。通过模拟控制方式，根据控制信号的脉冲宽度来控制门的开关状态。在系统运行时，红外热释电传感器不断检测周围的人体活动。当传感器检测到人体接近时，会向主控芯片发送信号。主控芯片接收到信号后，会控制SG90舵机执行开门动作，使门自动打开。当人体离开控制区域时，传感器再次发送信号，主控芯片控制舵机执行关门动作，实现自动门的关闭。自动门控制系统具有以下优点：（1）通过红外热释电传感器实现人体接近检测，无需人工干预，使门的开关更加智能化。（2）采用SG90舵机进行控制，具有较高的转动精度和响应速度，门的开关动作更加准确和迅速。（3）通过使用STC89C52主控芯片，系统具有良好的扩展性和可靠性，可以方便地进行功能扩展和故障排除。自动门控制系统可以广泛应用于各种场所，如商场、酒店、医院、办公楼、住宅小区等，为人们提供便捷、安全的出入门体验，提高生活和工作的效率。二、设计思路硬件选型：（1）主控芯片：STC89C52是一款常用的8位单片机，具有丰富的外设资源和较大的存储空间，适合用作自动门控制系统的主控芯片。（2）红外热释电传感器：红外热释电传感器可以检测到人体的红外辐射，用于感知人体接近门的情况。常用的红外热释电传感器模块包括HC-SR501等。（3）舵机：SG90舵机是一种小型伺服舵机，适合用于控制门的开关动作。可以按照指定的角度精确控制转动。软件设计思路：（1）引脚连接：将红外热释电传感器的输出引脚连接到STC89C52的一个GPIO口，将舵机的控制引脚连接到另一个GPIO口。（2）初始化设置：在程序开始时，初始化GPIO口的方向和状态设置。（3）检测人体接近：通过读取红外热释电传感器的输出状态，判断是否有人体接近门。如果有人体接近，则执行下一步开门操作；否则执行关闭门操作。（4）开门动作：控制舵机旋转至开门角度，使门打开。（5）关闭门动作：控制舵机旋转至关闭门角度，使门关闭。（6）延时处理：为了避免舵机转动过快或过慢，可以增加适当的延时操作。（7）循环检测：通过循环结构，不断检测人体接近状态，实现自动门的开关控制。三、核心代码3.1 基础框架#include <reg52.h>​sbit infraredSensor = P1^0; // 红外热释电传感器连接的引脚sbit servoMotor = P2^0; // SG90舵机连接的引脚​void delay(unsigned int ms) { unsigned int i, j; for (i = ms; i > 0; i--) for (j = 112; j > 0; j--);}​void servoRotate(unsigned int angle) { unsigned int i; for (i = 0; i < angle; i++) { servoMotor = 1; // 产生脉冲信号 delay(1); // 控制脉冲宽度，控制舵机转动角度 servoMotor = 0; delay(19); }}​void main() { while (1) { if (infraredSensor == 1) { // 检测到人体接近 servoRotate(90); // 打开门，舵机转动90度 delay(2000); // 延时2秒，保持门开启状态 servoRotate(0); // 关闭门，舵机转动至初始位置 } }}代码框架中，使用了reg52.h头文件来定义了单片机的寄存器和引脚。红外热释电传感器连接到P1口的第0位引脚，SG90舵机连接到P2口的第0位引脚。主函数中使用了一个无限循环，不断检测红外热释电传感器的状态。当检测到有人接近时，调用servoRotate函数控制舵机打开门（转动角度为90度），然后延时2秒，保持门开启状态。最后，再次调用servoRotate函数将舵机转动至初始位置，关闭门。3.2 优化版增加防夹功能，预防小孩子、小动物 误开门设计。要增加防夹功能以防止小孩子、小动物误开门，可以通过阻挡传感器来实现。当前的改进方案用于检测门是否被阻挡，如果有阻挡则停止或反向门的运动。#include <reg52.h>​sbit infraredSensor = P1^0; // 红外热释电传感器连接的引脚sbit obstructionSensor = P1^1; // 阻挡传感器连接的引脚sbit servoMotor = P2^0; // SG90舵机连接的引脚​void delay(unsigned int ms) { unsigned int i, j; for (i = ms; i > 0; i--) for (j = 112; j > 0; j--);}​void servoRotate(unsigned int angle) { unsigned int i; for (i = 0; i < angle; i++) { servoMotor = 1; // 产生脉冲信号 delay(1); // 控制脉冲宽度，控制舵机转动角度 servoMotor = 0; delay(19); }}​void main() { while (1) { if (infraredSensor == 1) { // 检测到人体接近 if (obstructionSensor == 0) { // 检测到门被阻挡 // 停止或反向门的运动 // 可以在此处添加相应的代码来停止或反向门的运动 // 例如，可以调用servoRotate(0)来立即关闭门 } else { servoRotate(90); // 打开门，舵机转动90度 delay(2000); // 延时2秒，保持门开启状态 servoRotate(0); // 关闭门，舵机转动至初始位置 } } }}在代码改进中，添加了一个名为obstructionSensor的阻挡传感器，连接到P1口的第1位引脚。该传感器用于检测门是否被阻挡。在检测到人体接近的同时，检测阻挡传感器的状态。如果阻挡传感器检测到门被阻挡，可以根据需求添加相应的代码来停止或反向门的运动，例如调用servoRotate(0)来立即关闭门。

一、前言随着科技的飞速发展，单片机在各个领域的应用日益广泛。本文将介绍一系列基于单片机的项目开发过程，涵盖了智能家居、环境监测、安防等多个领域。这些项目为了提高人们的生活品质，实现智能化、自动化的目标。在智能家居领域，基于STM32设计的格力空调遥控器项目是一个值得关注的案例。该项目的目标是通过单片机控制空调的开关、温度调节等功能，实现对空调的远程控制。接下来，我们将详细介绍NV12数据格式转H265编码格式的实现过程，这是一个涉及到视频编解码技术的项目。在物联网技术的应用方面，基于STM32+华为云IOT设计的智能衣柜和智能垃圾桶项目具有很高的实用价值。这些项目利用物联网技术，实现了对家居环境的智能化管理。环境监测是另一个重要的应用领域。基于STM32的蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计和花卉温室控温系统设计旨在通过实时监测温湿度数据，为农作物提供最佳的生长环境。同时，基于单片机的煤气泄漏检测报警装置设计对于家庭安全具有重要意义。在系统监控方面，掌握Windows下读取系统的内存、CPU、GPU等使用信息的方法以及VisualStudio(VS)设置程序的版本信息(C-C++)的技巧对于软件开发人员来说非常实用。最后，基于单片机设计的家用自来水水质监测装置、智能窗帘控制系统、防煤气泄漏装置和电子柜锁项目充分利用了单片机的功能，为人们的生活带来了便利和安全。二、项目总汇【1】基于STM32设计的格力空调遥控器cid:link_7格力空调的红外控制协议被称为格力红外通讯协议或者格力红外遥控协议。这个协议定义了一系列红外信号，可以用来控制格力空调的各种操作，例如开关、温度控制、模式选择、风速控制等等。格力空调的红外控制协议是一种自定义协议，它并没有像NEC、RC5、RC6等协议一样被广泛应用。因此，不同型号的格力空调可能会有不同的红外控制协议。如果想要使用红外发送器控制格力空调，需要先了解当前空调使用的是哪种红外控制协议。一般来说，格力空调的红外控制协议包含一个头部和一系列数据位。头部通常由一个起始位和一个引导位组成。数据位通常包括操作码、温度、模式、风速等信息。【2】NV12数据格式转H265编码格式实现过程cid:link_8在视频处理和传输应用中，将视频数据编码为高效的格式是非常重要的。H.265（也称为HEVC）是一种先进的视频编码标准，具有更好的压缩性能和图像质量，相比于传统的编码标准（如H.264），可以显著减少视频的带宽和存储需求。NV12是一种常见的视频格式，用于表示YUV图像数据，尤其在实时视频处理中广泛使用。它将亮度（Y）和色度（UV）分量分开存储，其中Y分量占据连续的内存块，而UV分量交错存储在另一个连续的内存块中。本需求实现将NV12格式的视频数据转换为H.265格式的数据，并将其保存在内存中。这样可以方便地对视频数据进行后续处理，如网络传输、存储或实时流媒体传输等。为了实现这一需求，使用了C语言和FFmpeg库。FFmpeg是一个强大的开源多媒体处理库，提供了丰富的功能和编解码器，包括H.265编码器。下面代码实现了如何使用FFmpeg库将NV12格式的视频数据编码为H.265格式的数据，并将其保存在内存中。函数接受NV12数据、宽度和高度作为输入，并返回编码后的H.265数据和数据大小。这样，用户可以方便地将NV12格式的视频数据转换为H.265格式，并在内存中进行进一步处理或传输。同时也提供了文件的方式。这个功能可以在各种视频处理应用中使用，如视频编辑软件、实时视频流处理系统、视频通信应用等。通过使用H.265编码，可以提高视频传输的效率和质量，减少带宽和存储需求，同时保持良好的视觉体验。【3】Qt加载本地图片转为YUV420P格式数据cid:link_9在流媒体应用中，视频编码是必不可少的一环。视频编码的作用是将高带宽、高码率的原始视频流压缩成低带宽、低码率的码流，以便于传输和存储。H264是一种高效的视频编码标准，具有良好的压缩性能和广泛的应用范围，在实时流媒体应用中得到了广泛的应用。在将本地图片编码成H264并通过RTMP推流到流媒体服务器时，需要经过以下步骤：（1）使用图像处理库（如Qt）加载本地图片，并将其转换为YUV420P格式。转换后的YUV420P数据可以作为H264编码器的输入。（2）使用H264编码器对YUV420P数据进行编码。H264编码器将YUV420P数据压缩成H264码流，并将码流输出。（3）用RTMP协议将H264码流推送到流媒体服务器。RTMP协议是一种实时流媒体传输协议，可以将音视频数据推送到流媒体服务器，并提供流媒体回放和点播功能。在实现上述功能时，使用第三方库（FFmpeg）来完成H264编码和RTMP推流的功能。FFmpeg是一种跨平台的开源多媒体框架，它提供了丰富的音视频处理功能，包括视频编码、解码、转换、推流、拉流等功能。使用FFmpeg，可以方便地将本地图片编码成H264，并通过RTMP协议推流到流媒体服务器。【4】基于STM32+华为云IOT设计的智能衣柜cid:link_0随着智能家居的发展，人们对于家居设备的智能化和远程控制需求越来越高。智能衣柜作为智能家居的一部分，可以提供衣物存储和保护的功能，并通过传感器和互联网技术实现对衣柜内部环境的监测和控制，为用户提供更好的使用体验。本项目基于STM32F103ZET6主控芯片设计了一个智能衣柜系统，主要功能包括温度和湿度的监测以及烘干控制。为了实现温湿度的监测，采用了DHT11传感器，可以准确地测量环境的温度和湿度。通过将传感器连接到STM32F103ZET6，可以实时获取衣柜内部的温湿度数据。为了实现烘干功能，系统使用加热丝和小风扇来制造热气并循环衣柜内部的空气，以去除湿气并防止衣物发霉。加热丝的控制采用继电器来控制加热丝的通断，从而控制烘干的开关。通过与STM32F103ZET6的连接，可以实现对加热丝和小风扇的控制。为了实现远程监控和控制，系统采用了ESP8266-WIFI模块将采集到的温湿度数据上传到华为云物联网平台。用户可以通过在Android手机上开发的Qt应用程序远程查看衣柜的实时温度和湿度，并设置湿度阀值。如果湿度超出阀值，系统会通过本地蜂鸣器报警和手机APP提示用户，以防止衣物发霉。此外，用户还可以通过手机APP远程控制衣柜的烘干系统，去除湿气，防止衣物发霉或出现霉味。整个系统通过将传感器、主控芯片、继电器、ESP8266-WIFI模块和手机APP进行集成，实现了智能衣柜的温湿度监测和远程控制功能，为用户提供了便捷、智能的衣物存储和保护解决方案。【5】基于STM32+华为云IOT设计的智能垃圾桶cid:link_10 在商业街、小吃街和景区等人流密集的场所，垃圾桶的及时清理对于提供良好的游客体验至关重要。然而，传统的垃圾桶清理方式通常是定时或定期进行，无法根据实际情况进行及时响应，导致垃圾桶溢满，影响环境卫生，给游客带来不便和不满。为了解决这一问题，本项目基于STM32F103ZET6主控芯片和华为云物联网平台，设计了一套智能垃圾桶管理系统。该系统通过NBIOT-BC26模块连接到华为云物联网平台，实现了垃圾桶数据的实时采集和上传。在本地，垃圾桶通过多种传感器进行数据采集。使用DHT11模块实时监测环境温度和湿度，以了解垃圾桶所处环境的状态。采用中科微电子出品的GPS模块，通过串口输出GPS数据，实现垃圾桶的定位功能。垃圾桶口还配备了红外传感器，用于检测垃圾桶是否已满。通过NBIOT-BC26模块，采集到的数据被实时上传到华为云物联网平台。在保洁人员管理中心，开发了一个数据大屏，采用Qt开发，运行在Windows系统下。数据大屏展示了该区域内垃圾桶的详细情况，包括环境温度、湿度、GPS定位和垃圾桶的满溢状态。当垃圾桶满了时，上位机会实时发送短信通知保洁人员进行清理，并提供垃圾桶的位置信息，以便保洁人员快速响应并进行清理操作。通过这套智能垃圾桶管理系统，垃圾桶的清理可以根据实际情况进行及时调度，提高了垃圾桶的使用效率，改善了环境卫生状况，提升了游客的体验感。同时，保洁人员能够更加高效地管理垃圾桶，提升工作效率，减少资源浪费。整个系统的设计旨在提供一个智能、高效的垃圾桶管理解决方案，为公共场所的环境卫生管理带来便利和改进。【6】基于STM32的蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计cid:link_11 随着人们对健康和可持续生活方式的关注不断增加，蔬菜大棚成为了现代农业中的重要组成部分。蔬菜大棚提供了一个受控的环境，使得农民能够在任何季节种植蔬菜，并根据需要进行调节。为了实现最佳的蔬菜生长和产量，对温度和湿度等环境条件的精确控制至关重要。传统的蔬菜大棚管理通常依赖于人工监测和调节。这种方法存在一些问题，例如人工监测容易出现误差和延迟，而且对于大规模的蔬菜大棚来说，人工调节工作量巨大。所以开发一种基于智能控制系统的蔬菜大棚温湿度管理方案变得非常重要。基于STM32微控制器的蔬菜大棚温湿度智能控制系统用于解决传统管理方法的问题，并提供一种自动化的解决方案。该系统利用STM32微控制器的强大计算和控制能力，结合温湿度传感器和执行器，实现对蔬菜大棚环境的精确监测和控制。通过该系统，农民可以实时监测蔬菜大棚内的温度和湿度，并根据预设的目标范围自动调节。系统可以自动控制温室内的加热器、通风设备和加湿器等设备，以维持最适宜的生长环境条件。项目的目标是提高蔬菜大棚的生产效率和质量，降低能源消耗，并减少人力投入。通过智能控制系统的应用，农民能够实现更加可持续和高效的农业生产，为社会提供更多健康的蔬菜产品。【7】基于STM32的花卉温室控温系统设计cid:link_1 随着人们对花卉养殖的需求不断增长，花卉温室的建设和管理成为了一个重要的课题。在花卉温室中，温度是一个至关重要的环境参数，对花卉的生长和发展有着直接的影响。为了提供一个稳定的生长环境，控制温室的温度变得非常重要。本项目设计一个基于STM32微控制器的花卉温室控温系统。该系统利用STM32F103C8T6作为主控芯片，通过与DS18B20温度传感器和0.96寸OLED显示屏等硬件模块的连接，实现对温室内温度的监测和控制。同时，系统还配备了两个独立按键，用于设置温度阀值。温度传感器采用DS18B20，能够准确地监测温室内的温度。通过与STM32微控制器的通信，可以实时获取温度数据。显示屏采用SPI协议的0.96寸OLED显示屏，用于显示当前环境的温度以及温度阀值。用户可以通过按键设置温度阀值，以便系统能够根据设定的阀值进行温度控制。当温度低于设定的温度阀值时，系统将通过继电器控制热风机进行加热，吹出热风来控制室温。通过实时监测温度并根据设定的阀值进行控制，系统能够保持温室内的温度在一个适宜的范围，为花卉提供一个稳定的生长环境。项目的设计用于提高花卉温室的自动化程度，减轻人工管理的负担，同时提供一个稳定的温度控制方案，以促进花卉的生长和发展。通过使用STM32微控制器和相关硬件模块，该系统能够实现温度的实时监测和自动控制，为花卉温室管理者提供了一种方便、高效的解决方案。【8】基于单片机的煤气泄漏检测报警装置设计cid:link_12煤气泄漏是一种常见的危险情况，可能导致火灾、爆炸和人员伤亡。为了及时发现煤气泄漏并采取相应的安全措施，设计了一种基于单片机的煤气泄漏检测报警装置。主控芯片采用STM32F103C8T6作为主控芯片，具有强大的计算和控制能力。煤气检测传感器选择了MQ-5，它能够检测到环境中的煤气浓度，并将其转换为电信号输出。装置通过读取传感器输出的模拟信号，并经过ADC转换获得相应的数字值，实时监测煤气浓度。当检测到煤气浓度超过设定的安全阈值时，装置会触发报警机制。通过控制蜂鸣器发出高频报警声，吸引人的注意并提醒危险情况。同时，装置会控制LED灯光闪烁，以视觉方式提醒用户。这样的多重报警方式可以在不同环境中有效地引起人们的警觉。为了进一步提高报警的及时性和可靠性，还集成了SIM800C模块，用于发送报警短信给指定的联系人。当煤气浓度超标时，装置会通过SIM800C模块发送预先设定的报警短信，通知相关人员及时采取措施。通过以上设计，基于单片机的煤气泄漏检测报警装置能够实时监测环境中的煤气浓度，并在检测到异常情况时通过声光报警和短信通知提醒用户。这样的装置可以广泛应用于家庭、工业和商业环境中，为人们的生命财产安全提供有效的保障。【9】Windows下读取系统的内存、CPU、GPU等使用信息cid:link_2在当今计算机应用广泛的领域中，了解系统的内存、CPU和GPU使用情况是非常重要的。对于开发人员和系统管理员来说，准确获取这些信息可以帮助他们优化软件性能、诊断问题并做出相应的调整。在Windows平台上实现这一目标会涉及到调用Windows系统API，使用合适的工具和库来获取所需的信息。本文将介绍如何使用Qt和Windows API来读取系统的内存、CPU和GPU使用详细信息。将提供一个完整的示例代码，展示了如何使用这些技术来获取系统的关键性能指标。通过阅读本文，将学习如何使用Qt框架和Windows API来实现这些功能，以及如何根据需求进行扩展和定制。【10】VisualStudio(VS)设置程序的版本信息(C-C++)cid:link_3在软件开发过程中，通常需要为生成的程序添加一些重要的元数据，如版本号、公司名称和版权信息。这些信息不仅可以提供对程序的更详细描述，还可以帮助用户了解程序的来源和使用限制。在 Visual Studio (以2017为例)中，可以轻松地设置这些信息，使应用程序具有更专业、规范的要求。本文将介绍如何在 Visual Studio 2017 中设置生成程序的版本信息、公司信息和版权信息逐步指导大家完成这个过程，无论是开发新项目，还是为现有项目添加这些重要的元数据，都能从本文中获得帮助。下面将详细说明每个步骤，并提供示例。【11】基于单片机设计的家用自来水水质监测装置cid:link_4本文介绍基于单片机设计的家用自来水水质监测装置。利用STM32F103ZET6作为主控芯片，结合水质传感器和ADC模块，实现对自来水水质的检测和监测功能。通过0.96寸OLED显示屏，将采集到的水质数据以直观的方式展示给用户。随着人们对健康意识的提高和环境保护的重视，水质安全已经成为人们生活中一个重要的议题。自来水作为我们日常生活中最主要的饮用水来源之一，其水质的安全与否直接关系到我们的健康。本设计采用了先进的STM32F103ZET6主控芯片，具备强大的处理能力和丰富的外设接口。通过水质传感器，可以实时采集与水质相关的模拟信号。然后，通过ADC模块将模拟数据转换为数字信号，再经过算法处理得到相应的水质参数。最后，将结果通过0.96寸OLED显示屏进行展示，用户可以清晰地了解自来水的水质状况。该装置特点：易于携带、操作简单、实时性好、精度高。用户只需将传感器浸入自来水中，即可获取到水质参数，并通过显示屏直观地了解水质状况，为家庭提供了一个简单方便的水质监测解决方案。【12】基于单片机设计的智能窗帘控制系统cid:link_5 智能家居技术在近年来取得了巨大的发展，并逐渐成为人们日常生活中的一部分。智能家居系统带来了便利、舒适和高效的生活体验，拥有广泛的应用领域，其中之一就是智能窗帘控制系统。传统窗帘需要手动操作，打开或关闭窗帘需要人工干预，而且无法根据环境光照强度进行自动调节。这种方式不仅耗费时间和精力，还无法满足人们对舒适、智能化生活的需求。为了解决这一问题，智能窗帘采用先进的智能技术，包括语音识别、定时控制和光强度检测等功能，使窗帘的开启和关闭更加便捷和智能化。语音识别技术是智能窗帘控制系统的核心功能之一。通过语音识别模块，用户可以使用简单的语音指令来控制窗帘的开关，实现真正的智能化操作。用户只需说出"打开窗帘"或"关闭窗帘"等简单指令，系统就能自动识别并执行相应的操作，大大提高了用户的使用便捷性。时间段控制功能也是智能窗帘控制系统的重要特点之一。用户可以根据自己的需求，在系统中设置窗帘的打开和关闭时间段。在设定的时间段内，系统会自动控制窗帘的开关，无需人工干预。这样，用户可以根据自己的作息时间和需求，享受到更加智能化的窗帘控制体验。光强度检测是智能窗帘控制系统的另一个关键功能。系统配备了光强度检测模块，能够实时检测环境光照强度。当光照强度超过预定阈值时，系统会自动关闭窗帘，避免阳光直射进入室内，降低室内温度，保护家具和电器设备，提高室内舒适度。【13】基于单片机设计的防煤气泄漏装置cid:link_13 煤气泄漏是一个严重的安全隐患，可能导致火灾、爆炸以及对人体健康的威胁。为了提高家庭和工业环境中煤气泄漏的检测和预防能力，设计了一种基于单片机的防煤气泄漏装置。选择了STC89C52作为主控芯片，这是一款功能强大且广泛应用的单片机，具有高性能和稳定性。为了检测煤气泄漏，采用了MQ4传感器，能够快速、准确地检测煤气浓度。通过采集MQ4传感器的模拟信号，使用PCF8591模数转换芯片将模拟信号转换为数字信号，以便进行处理和分析。为了方便用户获取检测结果，采用了IIC接口的OLED显示屏，将采集到的数据显示出来。用户可以通过两个独立按键设置煤气泄漏的报警阈值，以适应不同环境的需求。当检测到煤气泄漏超过设定的阈值时，装置会触发蜂鸣器进行报警，并同时打开换气扇进行通风换气，以迅速排除煤气并降低安全风险。这种基于单片机设计的防煤气泄漏装置具有以下优点：高效可靠的煤气泄漏检测能力、灵活的报警阈值设置、直观清晰的数据显示以及及时的安全响应措施。可以广泛应用于家庭、工业和商业场所，提供有效的煤气泄漏监测和安全保护。【14】基于单片机设计的电子柜锁cid:link_6随着现代社会的不断发展，电子柜锁的应用越来越广泛。传统的机械柜锁存在一些不便之处，例如钥匙容易丢失、密码容易泄露等问题。设计一款基于单片机的电子柜锁系统成为了一个有趣而有意义的项目。该电子柜锁系统采用STC89C52作为主控芯片，具有较强的处理能力和丰富的外设接口。系统通过电磁锁作为柜锁的开关，通过继电器控制电磁锁的开关状态。用户可以通过矩阵键盘输入密码进行开锁，并且密码数据会通过LCD1602液晶显示屏进行显示。同时，系统还支持输入密码验证开锁和修改密码的功能。当用户成功输入正确的密码并开锁时，系统会通过蜂鸣器发出提示音。这款电子柜锁系统的设计为了提高柜锁的安全性和便利性。相比传统的机械柜锁，电子柜锁具有以下优势：（1）密码安全性：电子柜锁采用密码作为开锁方式，相比传统钥匙更加安全可靠，用户可以根据需要设置较复杂的密码，有效防止密码泄露和非法开锁。（2）方便易用：用户只需要通过矩阵键盘输入密码即可开锁，无需携带钥匙或记忆复杂的机械操作步骤，操作简单方便。（3）修改密码功能：用户可以根据需要随时修改密码，提高了柜锁的灵活性和可维护性。（4）提示音提示：系统通过蜂鸣器发出提示音，让用户在输入密码和开锁成功时得到明确的反馈，提升了用户体验。电子柜锁系统的设计不仅具有实用性，而且可以为学习嵌入式系统设计和单片机编程的初学者提供一个非常好的实践项目。通过这个项目，可以学习和掌握单片机的输入输出控制、按键扫描、LCD显示、蜂鸣器控制等相关知识和技术。还涉及到密码输入和验证的算法设计和实现，锻炼了逻辑思维和程序设计能力。通过这个电子柜锁系统项目，可以体验到现代电子技术的魅力，提高柜锁的安全性和便利性，为用户提供更好的使用体验。

一、前言随着现代社会的不断发展，电子柜锁的应用越来越广泛。传统的机械柜锁存在一些不便之处，例如钥匙容易丢失、密码容易泄露等问题。设计一款基于单片机的电子柜锁系统成为了一个有趣而有意义的项目。该电子柜锁系统采用STC89C52作为主控芯片，具有较强的处理能力和丰富的外设接口。系统通过电磁锁作为柜锁的开关，通过继电器控制电磁锁的开关状态。用户可以通过矩阵键盘输入密码进行开锁，并且密码数据会通过LCD1602液晶显示屏进行显示。同时，系统还支持输入密码验证开锁和修改密码的功能。当用户成功输入正确的密码并开锁时，系统会通过蜂鸣器发出提示音。这款电子柜锁系统的设计为了提高柜锁的安全性和便利性。相比传统的机械柜锁，电子柜锁具有以下优势：【1】密码安全性：电子柜锁采用密码作为开锁方式，相比传统钥匙更加安全可靠，用户可以根据需要设置较复杂的密码，有效防止密码泄露和非法开锁。【2】方便易用：用户只需要通过矩阵键盘输入密码即可开锁，无需携带钥匙或记忆复杂的机械操作步骤，操作简单方便。【3】修改密码功能：用户可以根据需要随时修改密码，提高了柜锁的灵活性和可维护性。【4】提示音提示：系统通过蜂鸣器发出提示音，让用户在输入密码和开锁成功时得到明确的反馈，提升了用户体验。电子柜锁系统的设计不仅具有实用性，而且可以为学习嵌入式系统设计和单片机编程的初学者提供一个非常好的实践项目。通过这个项目，可以学习和掌握单片机的输入输出控制、按键扫描、LCD显示、蜂鸣器控制等相关知识和技术。还涉及到密码输入和验证的算法设计和实现，锻炼了逻辑思维和程序设计能力。通过这个电子柜锁系统项目，可以体验到现代电子技术的魅力，提高柜锁的安全性和便利性，为用户提供更好的使用体验。二、硬件选型介绍硬件选型方面，根据需求，下面是电子柜锁的最终硬件选型：【1】主控芯片：STC89C52单片机是一款常用的8位单片机，具有丰富的外设资源和较大的存储容量，适合作为电子柜锁的主控芯片。【2】电磁锁：选择适合的电磁锁作为柜锁的开关，确保其能提供足够的安全性和可靠性。考虑使用12V电磁锁，满足电源和控制信号要求。【3】继电器：使用继电器来控制电磁锁的通断，确保信号隔离和电流放大。【4】矩阵键盘：选择适用的矩阵键盘用于输入密码。选择4x4矩阵键盘，具有16个按键，支持数字和功能键。【5】LCD1602液晶显示屏：作为密码输入和状态显示的界面，LCD1602具有两行16列的字符显示，能够清晰显示输入的密码和相关提示信息。【6】蜂鸣器：用于发出开锁成功、密码输入错误等提示音。【7】电源模块：有稳定可靠的电源供应非常重要，选择使用AC/DC 5/12V适配器供电。三、整体设计思路软件设计逻辑和思路如下：【1】初始化：在程序开始时，进行系统初始化设置，包括配置IO口、定时器和外设等。同时，需要初始化密码存储区、LCD1602显示屏和蜂鸣器等。【2】密码输入和验证：通过矩阵键盘读取用户输入的密码。可以采用一个固定长度的密码，例如4位。用户每按下一个数字键，将其添加到密码缓冲区中，并在LCD1602上显示相应的“*”字符表示已输入。当输入的密码长度达到预设长度时，即可触发密码验证操作。【3】密码验证：将密码缓冲区中的数字转换为字符串形式，与预先设置好的正确密码进行比较。如果密码输入正确，则进行开锁操作；否则，进行密码错误提示处理。【4】开锁操作：当密码验证成功后，控制继电器通断，打开或关闭电磁锁。同时，通过蜂鸣器发出开锁成功的提示音，并在LCD1602上显示开锁成功信息。【5】修改密码：提供修改密码的功能。在成功验证密码后，用户可以输入新密码进行修改。修改完成后，将新密码存储起来，供下次验证使用。【6】状态显示：将相关的状态信息实时显示在LCD1602上，例如输入密码错误提示、修改密码成功提示等。【7】系统保护：为了保护系统安全，可以设置安全策略，例如密码输入错误次数限制、锁定时间等。当达到错误次数上限或锁定时间到达时，系统会自动进行相应的保护处理。【8】中断服务：使用定时器中断等方式进行按键检测和LCD1602刷新等操作，提高系统的实时性。【9】循环检测：设计一个主循环函数，不断检测矩阵键盘的按键输入、执行开锁、密码验证、密码修改以及状态显示等功能。四、项目代码#include <reg51.h>#include <intrins.h>​#define PASSWORD_LENGTH 4 // 密码长度#define MAX_ATTEMPTS 3 // 最大尝试次数​sbit Buzzer = P1^0; // 蜂鸣器控制引脚sbit ElectromagneticLock = P1^1; // 电磁锁控制引脚​unsigned char password[PASSWORD_LENGTH] = {1, 2, 3, 4}; // 初始密码unsigned char enteredPassword[PASSWORD_LENGTH]; // 输入的密码unsigned char attempts = 0; // 尝试次数​// 延时函数void delay(unsigned int ms) { unsigned int i, j; for (i = 0; i < ms; i++) for (j = 0; j < 110; j++) ;}​// 初始化LCD1602void LCD_Init() { LCD_WriteCommand(0x38); // 设置8位数据总线，2行显示，5x8点阵字符 LCD_WriteCommand(0x0c); // 显示器开，光标关闭 LCD_WriteCommand(0x06); // 光标右移，字符不移动 LCD_WriteCommand(0x01); // 清屏}​// 写入命令到LCD1602void LCD_WriteCommand(unsigned char cmd) { LCD_RS = 0; LCD_RW = 0; LCD_EN = 1; P0 = cmd; _nop_(); _nop_(); LCD_EN = 0;}​// 写入数据到LCD1602void LCD_WriteData(unsigned char dat) { LCD_RS = 1; LCD_RW = 0; LCD_EN = 1; P0 = dat; _nop_(); _nop_(); LCD_EN = 0;}​// 在LCD1602上显示字符串void LCD_ShowString(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) { unsigned char i = 0; if (x < 16) { if (y == 0) LCD_WriteCommand(0x80 + x); else if (y == 1) LCD_WriteCommand(0xc0 + x); while (str[i] != '\0') { LCD_WriteData(str[i]); i++; } }}​// 初始化矩阵键盘void Keypad_Init() { Keypad_Row1 = 1; Keypad_Row2 = 1; Keypad_Row3 = 1; Keypad_Row4 = 1;}​// 读取矩阵键盘按键值unsigned char Keypad_Read() { unsigned char row, col; unsigned char keyVal;​ for (col = 0; col < 4; col++) { Keypad_Col1 = 1; Keypad_Col2 = 1; Keypad_Col3 = 1; Keypad_Col4 = 1; switch (col) { case 0: Keypad_Col1 = 0; break; case 1: Keypad_Col2 = 0; break; case 2: Keypad_Col3 = 0; break; case 3: Keypad_Col4 = 0; break; } for (row = 0; row < 4; row++) { if (Keypad_Row1 == 0) { delay(5); if (Keypad_Row1 == 0) { while (Keypad_Row1 == 0) ; keyVal = row * 4 + col + 1; return keyVal; } } if (Keypad_Row2 == 0) { delay(5); if (Keypad_Row2 == 0) { while (Keypad_Row2 == 0) ; keyVal = row * 4 + col + 5; return keyVal; } } if (Keypad_Row3 == 0) { delay(5); if (Keypad_Row3 == 0) { while (Keypad_Row3 == 0) ; keyVal= row * 4 + col + 9; return keyVal; } } if (Keypad_Row4 == 0) { delay(5); if (Keypad_Row4 == 0) { while (Keypad_Row4 == 0) ; keyVal = row * 4 + col + 13; return keyVal; } } } }​ return 0xFF; // 返回0xFF表示没有按键按下}​// 检查输入的密码是否与设定密码一致bit CheckPassword() { unsigned char i; for (i = 0; i < PASSWORD_LENGTH; i++) { if (enteredPassword[i] != password[i]) return 0; // 密码不一致 } return 1; // 密码一致}​// 输入密码bit EnterPassword() { unsigned char i; unsigned char key; for (i = 0; i < PASSWORD_LENGTH; i++) { while ((key = Keypad_Read()) == 0xFF) ; enteredPassword[i] = key; LCD_WriteData('*'); delay(300); } return CheckPassword();}​// 修改密码void ChangePassword() { unsigned char i; LCD_ShowString(0, 1, "Enter New Password"); for (i = 0; i < PASSWORD_LENGTH; i++) { while ((enteredPassword[i] = Keypad_Read()) == 0xFF) ; LCD_WriteData('*'); delay(300); } for (i = 0; i < PASSWORD_LENGTH; i++) password[i] = enteredPassword[i]; LCD_ShowString(0, 1, "Password Changed "); delay(1000); LCD_ShowString(0, 1, "Enter Password: ");}​// 开锁void Unlock() { LCD_ShowString(0, 1, "Unlocking..."); Buzzer = 1; // 发出提示音 ElectromagneticLock = 0; // 解锁状态 delay(2000); Buzzer = 0; // 关闭提示音 ElectromagneticLock = 1; // 上锁状态 LCD_ShowString(0, 1, "Enter Password: ");}​// 主函数void main() { LCD_Init(); // 初始化LCD1602 Keypad_Init(); // 初始化矩阵键盘​ LCD_ShowString(0, 0, "Electronic Lock"); LCD_ShowString(0, 1, "Enter Password: ");​ while (1) { if (EnterPassword()) { Unlock(); // 密码正确，开锁 attempts = 0; // 尝试次数清零 } else { attempts++; // 尝试次数加一 if (attempts >= MAX_ATTEMPTS) { LCD_ShowString(0, 1, "Max Attempts Exceeded"); Buzzer = 1; // 发出警报音 delay(2000); Buzzer = 0; // 关闭警报音 attempts = 0; // 尝试次数清零 } else { LCD_ShowString(0, 1, "Wrong Password "); delay(1000); LCD_ShowString(0, 1, "Enter Password: "); } }​ while ((Keypad_Read()) != 0xFF) ; // 等待按键释放​ if (Keypad_Read() == '#') { ChangePassword(); // 输入'#'进入修改密码模式 } }}

一、前言煤气泄漏是一个严重的安全隐患，可能导致火灾、爆炸以及对人体健康的威胁。为了提高家庭和工业环境中煤气泄漏的检测和预防能力，设计了一种基于单片机的防煤气泄漏装置。选择了STC89C52作为主控芯片，这是一款功能强大且广泛应用的单片机，具有高性能和稳定性。为了检测煤气泄漏，采用了MQ4传感器，能够快速、准确地检测煤气浓度。通过采集MQ4传感器的模拟信号，使用PCF8591模数转换芯片将模拟信号转换为数字信号，以便进行处理和分析。为了方便用户获取检测结果，采用了IIC接口的OLED显示屏，将采集到的数据显示出来。用户可以通过两个独立按键设置煤气泄漏的报警阈值，以适应不同环境的需求。当检测到煤气泄漏超过设定的阈值时，装置会触发蜂鸣器进行报警，并同时打开换气扇进行通风换气，以迅速排除煤气并降低安全风险。这种基于单片机设计的防煤气泄漏装置具有以下优点：高效可靠的煤气泄漏检测能力、灵活的报警阈值设置、直观清晰的数据显示以及及时的安全响应措施。可以广泛应用于家庭、工业和商业场所，提供有效的煤气泄漏监测和安全保护。二、硬件选型在设计基于单片机的防煤气泄漏装置时，硬件选型是非常关键的。以下是详细介绍硬件选型的相关内容：【1】主控芯片选择：STC89C52 STC89C52是一款8051架构的单片机，具有丰富的接口资源、较高的性能和稳定可靠的工作特性，广泛应用于各种嵌入式系统中。具有8位数据总线、16位地址总线和4KB的内部存储器。STC89C52具备多个通用I/O口、定时器/计数器、串口等功能，非常适合本项目需求。【2】煤气传感器选择：MQ4 MQ4传感器是一种能够检测多种可燃气体，如天然气、甲烷等的传感器。具有高灵敏度和快速响应的特点，能够准确地检测煤气泄漏情况。MQ4传感器的输出为模拟信号，需要通过模数转换器将其转换为数字信号供主控芯片处理。【3】模数转换器选择：PCF8591 PCF8591是一款集成了8位模数/数模转换和4个模拟输入通道的模数转换器。采用IIC总线通讯接口，能够将模拟信号转换为数字信号，并通过IIC协议发送给主控芯片。本项目中，PCF8591用于采集MQ4传感器输出的模拟信号，并将其转换为数字信号供STC89C52处理。【4】显示屏选择：0.96寸OLED显示屏（IIC接口） 本设计采用基于IIC接口的OLED显示屏，具有高亮度、对比度和快速响应的特点。通过简单的通讯方式，可以将煤气浓度信息实时显示在屏幕上。OLED显示屏使用面积小、功耗低，在嵌入式系统中应用广泛。【5】按键选择：独立按键 本设计采用两个独立按键来设置报警的阀值。一个按键用于递增阀值，另一个按键用于递减阀值。独立按键具有简单可靠、使用方便等特点，适合本项目需求。【6】报警装置选择：蜂鸣器和换气扇 当检测到煤气泄漏超过设定的报警阀值时，蜂鸣器将发出警报，用于提醒周围人员。同时，为了降低煤气浓度，需要启动换气扇进行通风换气。具体的报警和换气扇电路可以根据实际需求设计。三、设计思路软件设计思路如下：【1】初始化：在程序开始时，进行主控芯片STC89C52的初始化设置，包括引脚配置、定时器设置等。同时，初始化PCF8591和OLED显示屏，确保它们可以正常工作。【2】传感器检测：通过MQ4传感器检测煤气是否泄漏。将MQ4传感器与STC89C52的模拟输入引脚连接，通过读取该引脚的模拟电压值，获取煤气浓度数据。【3】数据采集与处理：使用PCF8591模数转换芯片，将MQ4传感器的模拟输出信号转换为数字信号，并通过STC89C52的IIC接口与PCF8591进行通信，获取转换后的数字数据。【4】数据显示：将采集到的煤气浓度数据通过IIC接口的OLED显示屏进行显示。使用STC89C52的IIC通信功能，将数据发送给OLED显示屏，通过显示屏将数据以可读的方式展示给用户。【5】阈值设置：通过两个独立按键实现报警阈值的设置。将按键与STC89C52的GPIO引脚连接，通过读取按键状态来判断用户是否进行阈值设置操作。当按键按下时，进入设置模式，用户可以通过按键的不同组合来调整报警阈值，并将设置的值保存在相应的变量中。【6】报警与通风控制：根据当前采集到的煤气浓度数据和用户设置的报警阈值进行比较。如果煤气浓度超过设定的阈值，触发蜂鸣器进行报警，并控制换气扇打开进行通风换气。反之，当煤气浓度低于或等于设定的阈值时，停止报警并关闭换气扇。【7】循环监测：使用主循环结构，不断进行煤气泄漏检测、数据采集、数据显示和阈值比较等操作，以实现持续的监测和反馈。四、项目模块代码4.1 PCF8591采集代码下面是使用STC89C52单片机通过PCF8591读取MQ4传感器的ADC数据的代码。使用IIC总线进行PCF8591之间的通信，使用了自定义的IIC总线函数。通过readADC()函数实现了读取MQ4传感器模拟量的ADC转换结果。#include <reg52.h>​#define uchar unsigned char#define uint unsigned int​sbit SDA = P2^0; // IIC总线数据线sbit SCL = P2^1; // IIC总线时钟线​sbit MQ4_DOUT = P3^0; // MQ4传感器数字输出引脚sbit MQ4_AIN = P3^1; // MQ4传感器模拟输入引脚​sfr IAP_DATA = 0xe2; // 定义IAP_DATA寄存器sfr IAP_ADDRH = 0xe3; // 定义IAP_ADDRH寄存器sfr IAP_ADDRL = 0xe4; // 定义IAP_ADDRL寄存器sfr IAP_CMD = 0xe5; // 定义IAP_CMD寄存器sfr IAP_TRIG = 0xe6; // 定义IAP_TRIG寄存器sfr IAP_CONTR = 0xe7; // 定义IAP_CONTR寄存器​// 函数声明void delay(uint ms);void startIIC();void stopIIC();void sendByte(uchar dat);uchar receiveByte();void writeDAC(uchar dat);uchar readADC();​void main() { uchar mq4Value; while (1) { mq4Value = readADC(); // 读取ADC转换结果 // 处理mq4Value值，进行相应操作 delay(100); // 延时一段时间 }}​// 延时函数void delay(uint ms) { uint i, j; for(i = ms; i > 0; i--) { for(j = 110; j > 0; j--); }}​// IIC总线起始信号void startIIC() { SDA = 1; _nop_(); SCL = 1; _nop_(); SDA = 0; _nop_(); SCL = 0; _nop_();}​// IIC总线停止信号void stopIIC() { SDA = 0; _nop_(); SCL = 1; _nop_(); SDA = 1; _nop_();}​// 发送一个字节的数据void sendByte(uchar dat) { uchar i; for (i = 0; i < 8; i++) { SDA = dat >> 7; _nop_(); SCL = 1; _nop_(); SCL = 0; _nop_(); dat <<= 1; } SDA = 1; _nop_(); SCL = 1; _nop_(); SCL = 0; _nop_();}​// 接收一个字节的数据uchar receiveByte() { uchar i, dat = 0; SDA = 1; for (i = 0; i < 8; i++) { dat <<= 1; SCL = 1; _nop_(); dat |= SDA; SCL = 0; _nop_(); } return dat;}​// 写入DAC数值void writeDAC(uchar dat) { startIIC(); sendByte(0x90); // 地址和写命令 receiveByte(); // 接收应答 sendByte(0x40); // DAC通道A，并写入数据 receiveByte(); // 接收应答 sendByte(dat); // DAC数据 receiveByte(); // 接收应答 stopIIC();}​// 读取ADC转换结果uchar readADC() { uchar adcValue; startIIC(); sendByte(0x91); // 地址和读命令 receiveByte(); // 接收应答 adcValue = receiveByte(); // 读取ADC数据 stopIIC(); return adcValue;}​4.2 OLED显示屏代码以下是通过STC89C52控制IIC接口的OLED显示屏显示ADC数据实现代码。#include <reg51.h>​#define SCL P1_0 // IIC时钟线#define SDA P1_1 // IIC数据线​#define OLED_ADDR 0x78 // OLED显示屏的IIC地址​// OLED显示屏初始化函数void OLED_Init() { // 初始化OLED显示屏 // ...​ // 发送初始化命令到OLED显示屏 // ...}​// IIC总线开始信号void IIC_Start() { SDA = 1; SCL = 1; SDA = 0; SCL = 0;}​// IIC总线停止信号void IIC_Stop() { SDA = 0; SCL = 1; SDA = 1;}​// IIC总线发送一个字节的数据void IIC_WriteByte(unsigned char dat) { unsigned char i; for (i = 0; i < 8; i++) { SCL = 0; if (dat & 0x80) SDA = 1; else SDA = 0; SCL = 1; dat <<= 1; } SCL = 0; SDA = 1; SCL = 1;}​// 设置OLED显示屏光标位置void OLED_SetPos(unsigned char x, unsigned char y) { IIC_Start(); IIC_WriteByte(OLED_ADDR); IIC_WriteByte(0xb0 + y); IIC_WriteByte(((x & 0xf0) >> 4) | 0x10); IIC_WriteByte((x & 0x0f) | 0x01); IIC_Stop();}​// 在OLED显示屏上显示一个字符void OLED_ShowChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch) { unsigned char c = 0, i = 0; c = ch - ' '; // 获取字符在字库中的偏移量 if (x > 128 - 8 || y > 64 - 16) return; // 超出屏幕范围，退出函数 OLED_SetPos(x, y); for (i = 0; i < 8; i++) { IIC_Start(); IIC_WriteByte(OLED_ADDR); IIC_WriteByte(0x40); IIC_WriteByte(*(OLED_CharSet + c * 16 + i)); IIC_Stop(); x++; }}​// 在OLED显示屏上显示字符串void OLED_ShowString(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) { while (*str) { OLED_ShowChar(x, y, *str); x += 8; str++; }}​// ADC模拟数值转换为字符串void ADC_ToString(unsigned int adcValue, unsigned char *str) { unsigned char i, j; unsigned int temp;​ temp = adcValue; for (i = 0; i < 4; i++) { str[i] = temp % 10 + '0'; temp /= 10; }​ // 反转字符串 i = 0; j = 3; while (i < j) { temp = str[i]; str[i] = str[j]; str[j] = temp; i++; j--; } str[4] = '\0'; // 字符串结束符}​// 主函数void main() { unsigned int adcValue = 0; unsigned char str[5];​ // 初始化OLED显示屏 OLED_Init();​ while (1) { // 读取ADC数据 adcValue = ADC_Read(); // 假设使用的函数为ADC_Read()，用于读取ADC数据​ // 将ADC数据转换为字符串 ADC_ToString(adcValue, str);​ // 在OLED显示屏上显示ADC数据 OLED_ShowString(0, 0, "ADC Value:"); OLED_ShowString(0, 2, str); }}4.3 主代码逻辑#include <reg51.h>​#define SCL P1_0 // IIC时钟线#define SDA P1_1 // IIC数据线​#define OLED_ADDR 0x78 // OLED显示屏的IIC地址#define MQ4_PIN P2 // MQ4传感器连接的引脚​sbit Buzzer = P3^0; // 蜂鸣器控制引脚sbit VentilationFan = P3^1; // 换气扇控制引脚​// 全局变量unsigned int alarmThreshold = 100; // 报警阈值，默认为100unsigned int adcValue = 0; // 保存ADC采集到的数值​// IIC总线开始信号void IIC_Start() { SDA = 1; SCL = 1; SDA = 0; SCL = 0;}​// IIC总线停止信号void IIC_Stop() { SDA = 0; SCL = 1; SDA = 1;}​// IIC总线发送一个字节的数据void IIC_WriteByte(unsigned char dat) { unsigned char i; for (i = 0; i < 8; i++) { SCL = 0; if (dat & 0x80) SDA = 1; else SDA = 0; SCL = 1; dat <<= 1; } SCL = 0; SDA = 1; SCL = 1;}​// 设置OLED显示屏光标位置void OLED_SetPos(unsigned char x, unsigned char y) { IIC_Start(); IIC_WriteByte(OLED_ADDR); IIC_WriteByte(0xb0 + y); IIC_WriteByte(((x & 0xf0) >> 4) | 0x10); IIC_WriteByte((x & 0x0f) | 0x01); IIC_Stop();}​// 在OLED显示屏上显示一个字符void OLED_ShowChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch) { unsigned char c = 0, i = 0; c = ch - ' '; // 获取字符在字库中的偏移量 if (x > 128 - 8 || y > 64 - 16) return; // 超出屏幕范围，退出函数 OLED_SetPos(x, y); for (i = 0; i < 8; i++) { IIC_Start(); IIC_WriteByte(OLED_ADDR); IIC_WriteByte(0x40); IIC_WriteByte(*(OLED_CharSet + c * 16 + i)); IIC_Stop(); x++; }}​// 在OLED显示屏上显示字符串void OLED_ShowString(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) { while (*str) { OLED_ShowChar(x, y, *str); x += 8; str++; }}​// ADC转换函数unsigned int ADC_Convert(unsigned char channel) { ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_START | channel | ADC_SPEED; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG)) ; ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG; return (ADC_RES * 256 + ADC_RESL);}​// ADC模拟数值转换为字符串void ADC_ToString(unsigned int adcValue, unsigned char *str) { unsigned char i, j; unsigned int temp;​ temp = adcValue; for (i = 0; i < 4; i++) { str[i] = temp % 10 + '0'; temp /= 10; }​ // 反转字符串 i = 0; j = 3; while (i < j) { temp = str[i]; str[i] = str[j]; str[j] = temp; i++; j--; } str[4] = '\0'; // 字符串结束符}​//// 主函数void main() { unsigned char str[5];​ // 初始化OLED显示屏 OLED_Init();​ // 设置初始报警阈值 SetAlarmThreshold();​ while (1) { // 读取MQ4传感器的ADC数值 adcValue = ADC_Convert(0); // 假设MQ4传感器连接到ADC的通道0​ // 将ADC数值转换为字符串 ADC_ToString(adcValue, str);​ // 在OLED显示屏上显示ADC数值 OLED_ShowString(0, 0, "Gas Level:"); OLED_ShowString(0, 2, str);​ // 判断是否触发报警 if (adcValue > alarmThreshold) { // 触发报警 ActivateAlarm(); } else { // 取消报警 DeactivateAlarm(); }​ // 检测是否按下设置阈值的按键 if (IsThresholdButtonPressed()) { // 设置报警阈值 SetAlarmThreshold(); }​ // 检测是否按下通风换气的按键 if (IsVentilationButtonPressed()) { // 控制通风换气 ControlVentilation(); } }}

一、前言智能家居技术在近年来取得了巨大的发展，并逐渐成为人们日常生活中的一部分。智能家居系统带来了便利、舒适和高效的生活体验，拥有广泛的应用领域，其中之一就是智能窗帘控制系统。传统窗帘需要手动操作，打开或关闭窗帘需要人工干预，而且无法根据环境光照强度进行自动调节。这种方式不仅耗费时间和精力，还无法满足人们对舒适、智能化生活的需求。为了解决这一问题，智能窗帘采用先进的智能技术，包括语音识别、定时控制和光强度检测等功能，使窗帘的开启和关闭更加便捷和智能化。语音识别技术是智能窗帘控制系统的核心功能之一。通过语音识别模块，用户可以使用简单的语音指令来控制窗帘的开关，实现真正的智能化操作。用户只需说出"打开窗帘"或"关闭窗帘"等简单指令，系统就能自动识别并执行相应的操作，大大提高了用户的使用便捷性。时间段控制功能也是智能窗帘控制系统的重要特点之一。用户可以根据自己的需求，在系统中设置窗帘的打开和关闭时间段。在设定的时间段内，系统会自动控制窗帘的开关，无需人工干预。这样，用户可以根据自己的作息时间和需求，享受到更加智能化的窗帘控制体验。光强度检测是智能窗帘控制系统的另一个关键功能。系统配备了光强度检测模块，能够实时检测环境光照强度。当光照强度超过预定阈值时，系统会自动关闭窗帘，避免阳光直射进入室内，降低室内温度，保护家具和电器设备，提高室内舒适度。二、系统架构 +-------------------------------------+ | | | 智能窗帘控制系统 | | | +--------------+----------------------+ | +-------------------|-------------------+ | | |+-------v-------+ +-------v------+ +------v-------+| STC89C52 | | LD3320 | | BH1750 || 主控芯片 | | 语音识别模块 | | 光强度检测模块 |+-------+-------+ +-------------+ +-------------+ | | | +--------------------|--------------------+ | +------v------+ | 电机驱动器 | +--------------+​三、系统功能设计3.1 语音控制语音指令通过麦克风输入到LD3320语音识别模块中进行处理。LD3320识别到特定的语音指令后，将指令发送到STC89C52主控芯片。STC89C52根据接收到的语音指令，控制电机驱动器开启/关闭窗帘。3.2 时间段控制用户可以预先设置打开和关闭窗帘的时间段。STC89C52通过定时器功能，在设定的时间段内控制电机驱动器实现窗帘的自动打开和关闭操作。3.3 光强度检测BH1750光强度检测模块通过I2C总线连接到STC89C52主控芯片。STC89C52主控芯片通过BH1750模块测量当前的光强度。如果光强度超过预定阈值，STC89C52会自动控制电机驱动器关闭窗帘。3.4 电机驱动器电机驱动器通过接口与STC89C52主控芯片连接，控制窗帘的开启和关闭操作。STC89C52通过控制电机驱动器的引脚，实现窗帘的自动控制。四、代码实现4.1 BH1750光照强度采集#include <reg52.h>#include <stdio.h>#include <intrins.h>​#define BH1750_ADDR 0x46 // BH1750的默认I2C地址​sbit SDA = P2^0; // I2C数据线sbit SCL = P2^1; // I2C时钟线​// 延时函数void Delay(unsigned int t){ while (t--);}​// I2C总线起始信号void I2C_Start(){ SDA = 1; SCL = 1; _nop_(); _nop_(); SDA = 0; _nop_(); _nop_(); SCL = 0;}​// I2C总线停止信号void I2C_Stop(){ SDA = 0; SCL = 1; _nop_(); _nop_(); SDA = 1;}​// I2C总线发送应答信号bit I2C_SendACK(){ bit ackBit;​ SDA = 0; _nop_(); _nop_(); SCL = 1; _nop_(); _nop_(); ackBit = SDA; SCL = 0;​ return ackBit;}​// I2C总线发送非应答信号void I2C_SendNAK(){ SDA = 1; _nop_(); _nop_(); SCL = 1; _nop_(); _nop_(); SCL = 0;}​// I2C总线发送一个字节的数据void I2C_SendByte(unsigned char dat){ unsigned char i;​ for (i = 0; i < 8; i++) { SDA = (bit)(dat & 0x80); _nop_(); _nop_(); SCL = 1; _nop_(); _nop_(); SCL = 0; dat <<= 1; }​ SDA = 1; _nop_(); _nop_(); SCL = 1; _nop_(); _nop_(); SCL = 0;}​// I2C总线接收一个字节的数据unsigned char I2C_ReceiveByte(){ unsigned char i, dat = 0;​ SDA = 1; _nop_(); _nop_();​ for (i = 0; i < 8; i++) { dat <<= 1; SCL = 1; _nop_(); _nop_(); dat |= SDA; SCL = 0; }​ return dat;}​// 初始化BH1750光强度传感器void BH1750_Init(){ I2C_Start(); I2C_SendByte(BH1750_ADDR); I2C_SendByte(0x10); // 采用连续高分辨率模式 I2C_Stop();}​// 读取光强度数值unsigned int BH1750_ReadValue(){ unsigned int value;​ I2C_Start(); I2C_SendByte(BH1750_ADDR + 1); // I2C读模式 value = I2C_ReceiveByte() << 8; I2C_SendACK(); value |= I2C_ReceiveByte(); I2C_SendNAK(); I2C_Stop();​ return value;}​// 主函数void main(){ unsigned int lightValue; char str[16];​ BH1750_Init(); // 初始化BH1750​ while (1) { lightValue = BH1750_ReadValue(); // 读取光强度数值​ sprintf(str, "Light: %d lx", lightValue); // 打印光照强度值 // 在这里你可以将字符串通过串口或者LCD显示出来​ Delay(500); // 延时一段时间再读取 }}​4.2 主项目逻辑代码#include <reg52.h> // 单片机头文件#include <stdio.h> // 标准输入输出库​// 定义IO口连接的引脚sbit Voice_SCK = P1^0; // 语音模块时钟引脚sbit Voice_SI = P1^1; // 语音模块数据输入引脚sbit Voice_SO = P1^2; // 语音模块数据输出引脚sbit Voice_CS = P1^3; // 语音模块片选引脚​sbit Light_SCL = P2^0; // 光强度传感器SCL引脚sbit Light_SDA = P2^1; // 光强度传感器SDA引脚​sbit Curtain_Open = P3^0; // 窗帘开启控制引脚sbit Curtain_Close = P3^1; // 窗帘关闭控制引脚​// 初始化语音识别模块void Voice_Init(){ // 在此处编写语音识别模块的初始化代码}​// 语音识别处理函数void Voice_Process(){ // 在此处编写语音识别的处理代码}​// 初始化光强度传感器void Light_Init(){ // 在此处编写光强度传感器的初始化代码}​// 读取光强度传感器数值int Light_ReadValue(){ // 在此处编写读取光强度传感器数值的代码 // 并返回光强度数值}​// 控制窗帘打开void Curtain_OpenControl(){ // 在此处编写控制窗帘打开的代码}​// 控制窗帘关闭void Curtain_CloseControl(){ // 在此处编写控制窗帘关闭的代码}​// 主函数void main(){ // 初始化语音识别模块 Voice_Init();​ // 初始化光强度传感器 Light_Init();​ while (1) { // 处理语音识别 Voice_Process();​ // 读取光强度数值 int lightValue = Light_ReadValue();​ // 检测光强度，根据阈值决定窗帘是否关闭 if (lightValue > 阈值) { Curtain_CloseControl(); }​ // 在指定时间段内，打开或关闭窗帘 if (在时间段内) { Curtain_OpenControl(); } else { Curtain_CloseControl(); } }}​

一、前言本文介绍基于单片机设计的家用自来水水质监测装置。利用STM32F103ZET6作为主控芯片，结合水质传感器和ADC模块，实现对自来水水质的检测和监测功能。通过0.96寸OLED显示屏，将采集到的水质数据以直观的方式展示给用户。随着人们对健康意识的提高和环境保护的重视，水质安全已经成为人们生活中一个重要的议题。自来水作为我们日常生活中最主要的饮用水来源之一，其水质的安全与否直接关系到我们的健康。本设计采用了先进的STM32F103ZET6主控芯片，具备强大的处理能力和丰富的外设接口。通过水质传感器，可以实时采集与水质相关的模拟信号。然后，通过ADC模块将模拟数据转换为数字信号，再经过算法处理得到相应的水质参数。最后，将结果通过0.96寸OLED显示屏进行展示，用户可以清晰地了解自来水的水质状况。该装置特点：易于携带、操作简单、实时性好、精度高。用户只需将传感器浸入自来水中，即可获取到水质参数，并通过显示屏直观地了解水质状况，为家庭提供了一个简单方便的水质监测解决方案。二、硬件选型【1】主控芯片：STM32F103ZET6，这是一款基于ARM Cortex-M3内核的高性能微控制器。具有丰富的外设接口和较大的存储容量，适合用于处理水质传感器的数据采集和处理。【2】水质传感器：自来水水质监测的传感器。【3】显示屏：选择0.96寸OLED显示屏，可以在小尺寸的装置上显示采集到的水质数据。OLED显示屏具有高对比度、低功耗和快速刷新的特点，适合嵌入式应用。三、常见的水质传感器以下是一些常见的水质传感器类型，可用于家用自来水水质监测装置：【1】pH传感器：用于测量水的酸碱度，即pH值。pH传感器通常基于玻璃电极原理，可以提供准确的pH值。【2】溶解氧传感器：用于测量水中的溶解氧含量。溶解氧传感器可以采用膜式传感器或电极式传感器，根据测量原理的不同，提供溶解氧浓度的准确值。【3】浊度传感器：用于测量水中的悬浮颗粒物的浓度或水的浊度。浊度传感器可以采用光散射原理或光吸收原理进行测量。【4】电导率传感器：用于测量水中的电导率，即水的导电性。电导率传感器可以提供水中的总溶解固体（TDS）值或盐度值。四、家用自来水的水质标准以下是常见水质指标和标准参考：【1】pH值：pH值表示水的酸碱度，一般应在6.5-8.5之间。【2】浑浊度：浑浊度表示水中悬浮颗粒物的浓度，常用浊度单位为NTU（涡轮比色法浊度单位）。根据国际标准，家用自来水的浑浊度应小于1 NTU。【4】溶解氧：溶解氧表示水中溶解的氧气含量，通常以毫克/升（mg/L）为单位。对于家用自来水，溶解氧的标准范围可以在5-8 mg/L之间。【5】铁和锰：铁和锰是常见的金属元素，高浓度的铁和锰会给水带来颜色和异味。根据标准，家用自来水中的铁含量应小于0.3 mg/L，锰含量应小于0.1 mg/L。【6】氟化物：氟化物是一种有益的微量元素，但高浓度的氟化物对人体有害。一般而言，家用自来水中的氟化物含量应小于1.5 mg/L。【7】各种有害物质：家用自来水应符合国家或地区的相关法规和标准，以确保其不含有害物质，如重金属、有机污染物、农药残留等。五、硬件代码5.1 采集数据显示#include "stm32f10x.h"#include "oled.h"​// 定义ADC采集通道和引脚#define ADC_CHANNEL 0 // 假设使用ADC1的通道0#define ADC_PIN GPIO_Pin_0#define ADC_PORT GPIOA​// 定义OLED屏幕相关参数#define OLED_WIDTH 128#define OLED_HEIGHT 64​// 全局变量uint16_t adc_value = 0; // ADC采集到的数值​// 函数声明void ADC_Configuration(void);void OLED_Init(void);​int main(void){ // 初始化ADC和OLED ADC_Configuration(); OLED_Init();​ while (1) { // 启动ADC转换 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);​ // 等待ADC转换完成 while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);​ // 读取ADC转换结果 adc_value = ADC_GetConversionValue(ADC1);​ // 在OLED上显示ADC采集的数值 char str[10]; sprintf(str, "%4d", adc_value); OLED_ShowString(0, 0, str); // 在坐标(0, 0)位置显示字符串​ // 延时一段时间 for (uint32_t i = 0; i < 100000; i++); }}​// ADC配置函数void ADC_Configuration(void){ ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能ADC1和GPIOA的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 配置ADC引脚为模拟输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADC_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(ADC_PORT, &GPIO_InitStructure); // ADC配置 ADC_DeInit(ADC1); ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);​ // 配置ADC通道 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_CHANNEL, 1, ADC_SampleTime_13Cycles5);​ // 使能ADC ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);​ // 开启ADC校准 ADC_ResetCalibration(ADC1); while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)) ; ADC_StartCalibration(ADC1); while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)) ;​ // 设置ADC转换序列 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_CHANNEL, 1, ADC_SampleTime_13Cycles5);}​// OLED屏幕初始化函数void OLED_Init(void){ // 初始化OLED屏幕 OLED_Init(); OLED_Clear();}​5.2 oled.h#ifndef __OLED_H__#define __OLED_H__​#include "stm32f10x.h"​#define OLED_WIDTH 128#define OLED_HEIGHT 64​void OLED_Init(void);void OLED_Clear(void);void OLED_WriteByte(uint8_t data, uint8_t cmd);void OLED_SetPos(uint8_t x, uint8_t y);void OLED_ShowChar(uint8_t x, uint8_t y, char ch);void OLED_ShowString(uint8_t x, uint8_t y, const char* str);​#endif /* __OLED_H__ */​5.3 oled.c#include "OLED.h"​const uint8_t OLED_GRAM[128][8] = {0}; // OLED显示缓存​void OLED_Init(void){ // ... 初始化OLED屏幕的相关操作 ...}​void OLED_Clear(void){ // 清空OLED显示缓存（全黑） memset((void*)OLED_GRAM, 0x00, sizeof(OLED_GRAM));​ // 更新OLED屏幕显示 OLED_SetPos(0, 0); for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteByte(0xb0 + i, 0x00); // 设置页地址（0-7） OLED_WriteByte(0x00, 0x00); // 设置列地址低4位（0-3） OLED_WriteByte(0x10, 0x00); // 设置列地址高4位（4-7）​ for (uint8_t j = 0; j < 128; j++) { OLED_WriteByte(0x00, 0x40); // 写入数据，全黑 } }}​void OLED_WriteByte(uint8_t data, uint8_t cmd){ // ... 将数据写入OLED屏幕的具体操作 ...}​void OLED_SetPos(uint8_t x, uint8_t y){ // ... 设置OLED屏幕显示位置的具体操作 ...}​void OLED_ShowChar(uint8_t x, uint8_t y, char ch){ uint8_t c = ch - ' '; // 获取字库中的字模​ if (x >= OLED_WIDTH || y >= OLED_HEIGHT) return;​ for (uint8_t i = 0; i < 6; i++) { uint8_t line = cFont6x8[c][i];​ for (uint8_t j = 0; j < 8; j++) { if (line & 0x01) { OLED_GRAM[y + j][x + i] = 1; } else { OLED_GRAM[y + j][x + i] = 0; }​ line >>= 1; } }​ // 更新OLED屏幕显示 OLED_SetPos(x, y / 8); for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteByte(0xb0 + (y / 8) + i, 0x00); // 设置页地址 OLED_WriteByte((x & 0x0f), 0x00); // 设置列地址低4位 OLED_WriteByte((x >> 4) | 0x10, 0x00); // 设置列地址高4位​ for (uint8_t j = 0; j < 128; j++) { OLED_WriteByte(OLED_GRAM[y + i][j], 0x40); // 写入数据 } }}​void OLED_ShowString(uint8_t x, uint8_t y, const char* str){ while (*str != '\0') { OLED_ShowChar(x, y, *str++); x += 6;​ if (x >= OLED_WIDTH) { x = 0; y += 8; } }}​

一、前言在软件开发过程中，通常需要为生成的程序添加一些重要的元数据，如版本号、公司名称和版权信息。这些信息不仅可以提供对程序的更详细描述，还可以帮助用户了解程序的来源和使用限制。在 Visual Studio (以2017为例)中，可以轻松地设置这些信息，使应用程序具有更专业、规范的要求。本文将介绍如何在 Visual Studio 2017 中设置生成程序的版本信息、公司信息和版权信息逐步指导大家完成这个过程，无论是开发新项目，还是为现有项目添加这些重要的元数据，都能从本文中获得帮助。下面将详细说明每个步骤，并提供示例。二、添加版本信息【1】选择左边项目选项卡，鼠标点击右键，点击添加，选择新建项。【2】选项资源—>资源文件(.rc)—>最后点击添加。【3】添加之后在解决方案选项卡里就可以看到添加的资源文件，双击资源文件就可以打开编辑资源。【4】在资源编辑页面，右键，点击添加资源。【5】选择版本，点击新建。【6】填写版本信息，公司信息等数据。下面是填写好的： 我只是填写了文件版本和公司名称。【7】回到解决方案页面，重新编译生成程序。【8】在应用程序目录下，查看版本信息。把鼠标光标放在文件上就会弹出提示状态窗，看到文件信息。在文件属性里可以看到信息。三、编辑版本信息版本文件创建之后，在代码目录下可以看到刚才创建的版本资源文件。用记事本打开之后就能看到刚才填写信息，在这里更改重新编译代码也可以的(要注意格式)。// Microsoft Visual C++ generated resource script.//#include "resource.h"#define APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Generated from the TEXTINCLUDE 2 resource.//#include "winres.h"/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////#undef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 中文(简体，中国) resources#if !defined(AFX_RESOURCE_DLL) || defined(AFX_TARG_CHS)LANGUAGE LANG_CHINESE, SUBLANG_CHINESE_SIMPLIFIED#ifdef APSTUDIO_INVOKED///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// TEXTINCLUDE//1 TEXTINCLUDE BEGIN "resource.h\0"END2 TEXTINCLUDE BEGIN "#include ""winres.h""\r\n" "\0"END3 TEXTINCLUDE BEGIN "\r\n" "\0"END#endif // APSTUDIO_INVOKED///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Version//VS_VERSION_INFO VERSIONINFO FILEVERSION 2,0,0,88 PRODUCTVERSION 1,0,0,1 FILEFLAGSMASK 0x3fL#ifdef _DEBUG FILEFLAGS 0x1L#else FILEFLAGS 0x0L#endif FILEOS 0x40004L FILETYPE 0x1L FILESUBTYPE 0x0LBEGIN BLOCK "StringFileInfo" BEGIN BLOCK "080404b0" BEGIN VALUE "CompanyName", "DS小龙哥" VALUE "FileDescription", "C语言Demo" VALUE "FileVersion", "2.0.0.88" VALUE "InternalName", "ConsoleA.exe" VALUE "LegalCopyright", "Copyright (C) 2023" VALUE "OriginalFilename", "ConsoleA.exe" VALUE "ProductName", "C语言Demo" VALUE "ProductVersion", "1.0.0.1" END END BLOCK "VarFileInfo" BEGIN VALUE "Translation", 0x804, 1200 ENDEND#endif // 中文(简体，中国) resources/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////#ifndef APSTUDIO_INVOKED///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Generated from the TEXTINCLUDE 3 resource.///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////#endif // not APSTUDIO_INVOKED四、字段含义介绍在上面给定的版本信息中，资源字段代表的含义如下：“CompanyName”：公司名称，表示开发和拥有此程序的公司或组织。在给定的版本信息中，公司名称被设置为"DS小龙哥666"。“FileDescription”：文件描述，用于描述文件的用途或功能。在给定的版本信息中，文件描述为"C语言Demo"，表明这个文件是一个C语言示例程序。“FileVersion”：文件版本，指定生成文件的具体版本号。在给定的版本信息中，文件版本被设置为"2.0.0.88"。“InternalName”：内部名称，指定生成文件的内部名称。在给定的版本信息中，内部名称被设置为"ConsoleA.exe"。“LegalCopyright”：版权信息，表示此程序的版权归属。在给定的版本信息中，版权信息被设置为"Copyright © 2023"，表明此程序的版权归属于2023年。“OriginalFilename”：原始文件名，指定生成文件的原始文件名。在给定的版本信息中，原始文件名被设置为"ConsoleA.exe"。“ProductName”：产品名称，表示此程序的名称。在给定的版本信息中，产品名称被设置为"C语言Demo"。“ProductVersion”：产品版本，指定此程序的发布版本号。在给定的版本信息中，产品版本被设置为"1.0.0.1"。

一、前言在当今计算机应用广泛的领域中，了解系统的内存、CPU和GPU使用情况是非常重要的。对于开发人员和系统管理员来说，准确获取这些信息可以帮助他们优化软件性能、诊断问题并做出相应的调整。在Windows平台上实现这一目标会涉及到调用Windows系统API，使用合适的工具和库来获取所需的信息。本文将介绍如何使用Qt和Windows API来读取系统的内存、CPU和GPU使用详细信息。将提供一个完整的示例代码，展示了如何使用这些技术来获取系统的关键性能指标。通过阅读本文，将学习如何使用Qt框架和Windows API来实现这些功能，以及如何根据需求进行扩展和定制。二、获取系统的配置信息​#include <QApplication>​#include <QtWidgets/QApplication>#include <QtWidgets/QMainWindow>#include <QtWidgets/QLabel>#include <QSysInfo>#include <QProcess>#include <QDebug>​#include <QDebug>#include <Windows.h>​​#pragma execution_character_set("utf-8")​int main(int argc, char *argv[]){ QApplication a(argc, argv);​​ QMainWindow window; window.resize(400, 300);​ QLabel *label = new QLabel(&window); label->setAlignment(Qt::AlignCenter); label->setWordWrap(true); window.setCentralWidget(label);​ // 获取系统内存信息 QString memoryInfo = "Memory Information:\n";​ MEMORYSTATUSEX memoryStatus; memoryStatus.dwLength = sizeof(memoryStatus); if (GlobalMemoryStatusEx(&memoryStatus)) { memoryInfo+=QString("Total Physical Memory: %1 %2\n").arg(memoryStatus.ullTotalPhys / (1024 * 1024)).arg("MB"); memoryInfo+=QString("Available Physical Memory: %1 %2\n").arg(memoryStatus.ullAvailPhys / (1024 * 1024)).arg("MB"); memoryInfo+=QString("Total Virtual Memory: %1 %2\n").arg(memoryStatus.ullTotalVirtual / (1024 * 1024)).arg("MB"); memoryInfo+=QString("Available Virtual Memory: %1 %2\n").arg(memoryStatus.ullAvailVirtual / (1024 * 1024)).arg("MB"); } else { memoryInfo+=QString("无法获取内存使用情况信息。\n"); }​ // 获取CPU信息 QString cpuInfo = "CPU Information:\n"; QProcess cpuProcess; cpuProcess.start("wmic cpu get Name"); cpuProcess.waitForFinished(); QString cpuResult = cpuProcess.readAllStandardOutput(); QString cpuName = cpuResult.split("\n").at(1).trimmed(); cpuInfo += "Model: " + cpuName + "\n";​ // 获取GPU信息 QString gpuInfo = "GPU Information:\n"; QProcess gpuProcess; gpuProcess.start("wmic path win32_VideoController get Name"); gpuProcess.waitForFinished(); QString gpuResult = gpuProcess.readAllStandardOutput(); QStringList gpuList = gpuResult.split("\n", QString::SkipEmptyParts); for (int i = 1; i < gpuList.size(); i++) { QString gpuName = gpuList.at(i).trimmed(); gpuInfo += "GPU " + QString::number(i) + ": " + gpuName + "\n"; }​ // 在标签中显示系统信息 QString systemInfo = memoryInfo + "\n" + cpuInfo + "\n" + gpuInfo; label->setText(systemInfo);​ window.show();​​ //Widget w; //w.show(); return a.exec();}三、wmicwmic是Windows Management Instrumentation Command-line（WMI命令行）实用工具的缩写。它提供了一个命令行界面，可以通过WMI接口与操作系统进行交互和管理。以下是对wmic的详细介绍：【1】基本概念：Windows Management Instrumentation（WMI）是微软提供的一种标准化的系统管理技术，允许开发人员和管理员使用编程方式来监视和控制Windows操作系统上的资源。WMI提供了一个信息框架，以获取有关计算机硬件、软件和操作系统配置的详细信息。【2】功能：wmic允许用户通过命令行执行各种系统管理任务，包括查询、修改和监视操作系统中的各种设置和资源，如进程、服务、磁盘驱动器、网络适配器等。它还可以与远程计算机通信，并将结果输出为文本、XML或HTML格式。通过wmic，你可以轻松地获取系统信息、执行管理任务和编写自动化脚本。【3】语法和用法：wmic的基本语法是wmic <命令> [参数]。常用的命令包括：wmic os：获取操作系统的详细信息。wmic cpu：获取CPU的信息。wmic process：获取正在运行的进程列表。wmic service：获取系统服务的信息。wmic logicaldisk：获取逻辑磁盘驱动器的信息。wmic nicconfig：获取网络适配器配置的信息。示例用法：以下是使用wmic命令获取操作系统信息和CPU信息的示例：wmic os get Caption, Version, OSArchitecture：获取操作系统的名称、版本和体系结构。wmic cpu get Name, MaxClockSpeed, Manufacturer：获取CPU的名称、最大时钟速度和制造商。对于更复杂的查询和操作，可以使用WQL（WMI查询语言）来结合wmic命令。WQL类似于SQL，可以用于过滤和排序数据，并执行高级的系统管理任务。

一、项目介绍煤气泄漏是一种常见的危险情况，可能导致火灾、爆炸和人员伤亡。为了及时发现煤气泄漏并采取相应的安全措施，设计了一种基于单片机的煤气泄漏检测报警装置。主控芯片采用STM32F103C8T6作为主控芯片，具有强大的计算和控制能力。煤气检测传感器选择了MQ-5，它能够检测到环境中的煤气浓度，并将其转换为电信号输出。装置通过读取传感器输出的模拟信号，并经过ADC转换获得相应的数字值，实时监测煤气浓度。当检测到煤气浓度超过设定的安全阈值时，装置会触发报警机制。通过控制蜂鸣器发出高频报警声，吸引人的注意并提醒危险情况。同时，装置会控制LED灯光闪烁，以视觉方式提醒用户。这样的多重报警方式可以在不同环境中有效地引起人们的警觉。为了进一步提高报警的及时性和可靠性，还集成了SIM800C模块，用于发送报警短信给指定的联系人。当煤气浓度超标时，装置会通过SIM800C模块发送预先设定的报警短信，通知相关人员及时采取措施。通过以上设计，基于单片机的煤气泄漏检测报警装置能够实时监测环境中的煤气浓度，并在检测到异常情况时通过声光报警和短信通知提醒用户。这样的装置可以广泛应用于家庭、工业和商业环境中，为人们的生命财产安全提供有效的保障。二、硬件选型在这个设计中，选择了下面的硬件来实现煤气泄漏检测报警装置。【1】主控芯片：STM32F103C8T6。该芯片是一款强大的低功耗微控制器，具有丰富的外设和良好的性能。它集成了多个通用输入输出引脚、模数转换器 (ADC)、定时器和串行接口等功能，适合用于各种嵌入式应用。【2】煤气检测传感器：MQ-5。MQ-5是一种常见的煤气传感器，可检测到液化石油气（LPG）、天然气和甲烷等可燃气体。它基于半导体气敏材料，当检测到目标气体浓度超过设定阈值时，其电阻值发生变化。通过测量电阻值的变化，可以判断煤气的浓度是否超标。【3】蜂鸣器：用于发出报警声音，提醒人们注意。选择合适的蜂鸣器需要考虑其音量大小、工作电压和驱动方式等因素。【4】LED灯：用于提醒人们注意并指示报警状态。选择合适的LED需要考虑其亮度、工作电压和颜色等因素。【5】SIM800C模块：用于发送报警短信。SIM800C是一款支持GSM/GPRS通信的模块，可以通过AT指令与主控芯片进行通信。它具有较小的体积、低功耗和稳定的性能，适合物联网应用中的短信通信需求。三、系统设计思路软件设计思路：【1】初始化：对STM32F103C8T6单片机和外设进行初始化设置，包括引脚配置、时钟设置等。【2】煤气检测：使用ADC模块读取MQ-5传感器的模拟信号，并转换为相应的数字值。【3】煤气浓度判断：根据传感器的特性曲线，将读取到的数字值转换为实际的煤气浓度。【4】报警判断：判断煤气浓度是否超过设定的安全阈值。【5】报警处理：控制蜂鸣器发出报警声。控制LED灯光闪烁。使用SIM800C模块发送报警短信给指定的联系人。【6】主循环：在主循环中不断进行煤气检测和报警判断，保持系统的实时监测和报警功能。伪代码示例：初始化： 初始化STM32F103C8T6单片机和外设设置 主循环： while (true) { 煤气检测(); 煤气浓度判断(); 报警判断(); 延时一段时间; }​煤气检测： 读取MQ-5传感器的模拟信号; 将模拟信号转换为数字值;​煤气浓度判断： 根据传感器的特性曲线，将数字值转换为实际的煤气浓度;​报警判断： if (煤气浓度超过安全阈值) { 报警处理(); }​报警处理： 控制蜂鸣器发出报警声; 控制LED灯光闪烁; 使用SIM800C模块发送报警短信给指定的联系人;四、代码实现4.1 主程序#include "stm32f10x.h"​// 定义蜂鸣器控制引脚和LED控制引脚#define BUZZER_PIN GPIO_Pin_0#define BUZZER_PORT GPIOA​#define LED_PIN GPIO_Pin_1#define LED_PORT GPIOA​// 定义煤气传感器控制引脚#define GAS_SENSOR_PIN GPIO_Pin_2#define GAS_SENSOR_PORT GPIOA​// 定义SIM800C模块的发送引脚#define SIM800C_SEND_PIN GPIO_Pin_3#define SIM800C_SEND_PORT GPIOA​// 定义报警阈值#define THRESHOLD 1000​// 声明函数原型void GPIO_Init(void);void ADC_Init(void);void Buzzer_Alarm(void);void LED_Flash(void);void Send_SMS(void);​int main(void){ // 初始化GPIO和ADC GPIO_Init(); ADC_Init();​ while (1) { // 进行煤气浓度检测 u16 gasValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);​ // 如果煤气浓度超过阈值，则触发报警 if (gasValue > THRESHOLD) { Buzzer_Alarm(); LED_Flash(); Send_SMS(); } }}​// GPIO初始化函数void GPIO_Init(void){ // 打开GPIO时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);​ GPIO_InitTypeDef gpioInitStruct;​ // 配置蜂鸣器引脚为推挽输出 gpioInitStruct.GPIO_Pin = BUZZER_PIN; gpioInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; gpioInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(BUZZER_PORT, &gpioInitStruct);​ // 配置LED引脚为推挽输出 gpioInitStruct.GPIO_Pin = LED_PIN; gpioInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; gpioInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(LED_PORT, &gpioInitStruct);​ // 配置煤气传感器引脚为模拟输入 gpioInitStruct.GPIO_Pin = GAS_SENSOR_PIN; gpioInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; gpioInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GAS_SENSOR_PORT, &gpioInitStruct);​ // 配置SIM800C模块的发送引脚为推挽输出 gpioInitStruct.GPIO_Pin = SIM800C_SEND_PIN; gpioInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; gpioInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(SIM800C_SEND_PORT, &gpioInitStruct);}​// ADC初始化函数void ADC_Init(void){ // 打开ADC时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);​ ADC_InitTypeDef adcInitStruct;​ // ADC配置 adcInitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; adcInitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE; adcInitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; adcInitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; adcInitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; adcInitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &adcInitStruct);​ // 配置ADC通道 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);​ // 打开ADC ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);​ // 开始ADC转换 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);}​// 触发蜂鸣器报警void Buzzer_Alarm(void){ GPIO_SetBits(BUZZER_PORT, BUZZER_PIN); // 打开蜂鸣器 Delay(1000); // 延时一段时间 GPIO_ResetBits(BUZZER_PORT, BUZZER_PIN); // 关闭蜂鸣器}​// LED闪烁提醒void LED_Flash(void){ for (int i = 0; i < 10; i++) { GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN); // 打开LED Delay(500); // 延时一段时间 GPIO_ResetBits(LED_PORT, LED_PIN); // 关闭LED Delay(500); // 延时一段时间 }}​// 发送报警短信void Send_SMS(void){ // 这里编写与SIM800C模块通信的代码，发送报警短信}4.2 SIM800C代码#include "stm32f10x.h"#include <stdio.h>#include <string.h>​// 定义SIM800C模块的串口引脚#define SIM800C_USART USART2#define SIM800C_USART_GPIO GPIOA#define SIM800C_USART_TX_PIN GPIO_Pin_2#define SIM800C_USART_RX_PIN GPIO_Pin_3​// 定义发送缓冲区和接收缓冲区的大小#define TX_BUFFER_SIZE 128#define RX_BUFFER_SIZE 128​// 声明全局变量char tx_buffer[TX_BUFFER_SIZE]; // 发送缓冲区char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE]; // 接收缓冲区uint8_t rx_index = 0; // 接收缓冲区索引​// 函数原型void USART2_Init(void);void USART2_SendString(const char* string);void USART2_IRQHandler(void);void Send_AT_Command(const char* at_command);void Send_SMS(void);​int main(void){ USART2_Init(); while (1) { // 在主循环中调用Send_SMS函数即可触发发送短信 }}​// 初始化USART2void USART2_Init(void){ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); // 打开GPIOA和AFIO时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); // 打开USART2时钟​ GPIO_InitTypeDef gpioInitStruct; USART_InitTypeDef usartInitStruct; NVIC_InitTypeDef nvicInitStruct;​ // 配置USART2的GPIO引脚 gpioInitStruct.GPIO_Pin = SIM800C_USART_TX_PIN; gpioInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; gpioInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(SIM800C_USART_GPIO, &gpioInitStruct);​ gpioInitStruct.GPIO_Pin = SIM800C_USART_RX_PIN; gpioInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(SIM800C_USART_GPIO, &gpioInitStruct);​ // 配置USART2 usartInitStruct.USART_BaudRate = 115200; usartInitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; usartInitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1; usartInitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No; usartInitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; usartInitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; USART_Init(SIM800C_USART, &usartInitStruct);​ // 配置USART2中断 nvicInitStruct.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; nvicInitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; nvicInitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; nvicInitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&nvicInitStruct);​ // 启动USART2接收中断 USART_ITConfig(SIM800C_USART, USART_IT_RXNE, ENABLE);​ // 启动USART2 USART_Cmd(SIM800C_USART, ENABLE);}​// 发送字符串到USART2void USART2_SendString(const char* string){ uint16_t length = strlen(string); for (uint16_t i = 0; i < length; i++) { USART_SendData(SIM800C_USART, string[i]); while (USART_GetFlagStatus(SIM800C_USART, USART_FLAG_TXE) == RESET); }}​// USART2中断处理函数void USART2_IRQHandler(void){ if (USART_GetITStatus(SIM800C_USART, USART_IT_RXNE) != RESET) { char receivedData = USART_ReceiveData(SIM800C_USART); rx_buffer[rx_index++] = receivedData;​ // 处理接收到的数据 // ...​ USART_ClearITPendingBit(SIM800C_USART, USART_IT_RXNE); }}​// 发送AT指令void Send_AT_Command(const char* at_command){ memset(rx_buffer, 0, RX_BUFFER_SIZE); // 清空接收缓冲区 rx_index = 0;​ USART2_SendString(at_command);​ // 等待模块返回数据 while (strncmp(rx_buffer, "OK", 2) != 0 && strncmp(rx_buffer, "ERROR", 5) != 0) { // 延时一段时间 Delay(10); }​ // 处理模块返回的数据 // ...}​// 发送短信void Send_SMS(void){ // 发送AT指令设置短信模式 Send_AT_Command("AT+CMGF=1\r\n");​ // 发送AT指令设置短信收件人和内容 Send_AT_Command("AT+CMGS=\"+861**********\"\r\n"); Send_AT_Command("Hello, this is a test message.\r\n");​ // 发送短信结束标志（Ctrl+Z） USART2_SendString("\x1A");}​五、总结本项目设计了一个基于单片机的煤气泄漏检测报警装置，通过使用STM32F103C8T6作为主控芯片和MQ-5煤气传感器进行煤气检测，有效地提醒用户煤气泄漏的危险。通过控制蜂鸣器和LED灯的报警机制，以及使用SIM800C模块发送报警短信，用户可以及时采取措施来避免潜在的危险。这个项目结合了硬件设计和嵌入式软件开发的知识，为用户提供了一个可靠的煤气泄漏检测报警解决方案。

一、前言随着人们对花卉养殖的需求不断增长，花卉温室的建设和管理成为了一个重要的课题。在花卉温室中，温度是一个至关重要的环境参数，对花卉的生长和发展有着直接的影响。为了提供一个稳定的生长环境，控制温室的温度变得非常重要。本项目设计一个基于STM32微控制器的花卉温室控温系统。该系统利用STM32F103C8T6作为主控芯片，通过与DS18B20温度传感器和0.96寸OLED显示屏等硬件模块的连接，实现对温室内温度的监测和控制。同时，系统还配备了两个独立按键，用于设置温度阀值。温度传感器采用DS18B20，能够准确地监测温室内的温度。通过与STM32微控制器的通信，可以实时获取温度数据。显示屏采用SPI协议的0.96寸OLED显示屏，用于显示当前环境的温度以及温度阀值。用户可以通过按键设置温度阀值，以便系统能够根据设定的阀值进行温度控制。当温度低于设定的温度阀值时，系统将通过继电器控制热风机进行加热，吹出热风来控制室温。通过实时监测温度并根据设定的阀值进行控制，系统能够保持温室内的温度在一个适宜的范围，为花卉提供一个稳定的生长环境。项目的设计用于提高花卉温室的自动化程度，减轻人工管理的负担，同时提供一个稳定的温度控制方案，以促进花卉的生长和发展。通过使用STM32微控制器和相关硬件模块，该系统能够实现温度的实时监测和自动控制，为花卉温室管理者提供了一种方便、高效的解决方案。加上远程控制之后的最终系统模型图：二、硬件选型介绍以下是基于STM32的花卉温室控温系统的硬件选型：【1】主控芯片：STM32F103C8T6STM32F103系列具有良好的性能和丰富的外设，适合嵌入式应用。STM32F103C8T6是一款32位ARM Cortex-M3内核的微控制器，具有64KB的Flash存储器和20KB的RAM。【2】温度传感器：DS18B20DS18B20是一款数字温度传感器，采用单总线接口进行通信。具有高精度、防水防尘等特点，非常适合测量温室内的温度。通过引脚连接到STM32的GPIO口，并使用OneWire协议进行数据通信。【3】显示屏：0.96寸OLED显示屏选择支持SPI协议的0.96寸OLED显示屏作为显示设备，可以方便地显示环境温度和温度阀值。OLED显示屏具有低功耗、高对比度、视角广等优点，适合嵌入式应用。【4】按键：两个独立按键选择两个独立按键用于设置温度阀值，可以通过按下按钮增加或减小温度阀值。【5】继电器：用于控制热风机加热根据温度阀值和实时温度数据，通过STM32的GPIO口控制继电器的开关，从而控制热风机的加热。继电器的选型要根据热风机的额定电流和电压来确定，确保能够正常工作。三、设计思路软件逻辑设计思路：【1】初始化STM32外设，包括GPIO、SPI、USART等。【2】设置温度阀值的初始值，并通过按键调节阀值。【3】循环读取DS18B20温度传感器的数据，并将读取到的温度值与阀值进行比较。【4】如果当前温度低于阀值，则控制继电器闭合，热风机开始加热；否则，打开继电器，停止加热。【5】将温度值和阀值显示在OLED屏幕上，通过USART串口输出给用户。【6】不断循环执行以上步骤，实现温室的自动控温功能。伪代码：// 定义变量float temperature; // 当前温度值float threshold; // 温度阀值​// 初始化硬件和外设void initialize() { initialize_GPIO(); // 初始化GPIO initialize_SPI(); // 初始化SPI initialize_USART(); // 初始化USART initialize_DS18B20(); // 初始化DS18B20 initialize_OLED(); // 初始化OLED显示屏 initialize_Button(); // 初始化按键 initialize_Relay(); // 初始化继电器}​// 读取温度值float readTemperature() { // 通过DS18B20读取温度值 // 返回温度值}​// 读取阀值float readThreshold() { // 读取按键的状态，并调节阀值 // 返回阀值}​// 控制加热器void controlHeater(float currTemperature, float currThreshold) { if (currTemperature < currThreshold) { // 温度低于阀值，控制继电器闭合，热风机加热 } else { // 温度高于或等于阀值，打开继电器，停止加热 }}​// 显示温度和阀值void displayTemperature(float currTemperature, float currThreshold) { // 在OLED屏幕上显示温度值和阀值 // 通过USART串口输出温度值和阀值}​// 主函数int main() { initialize(); // 初始化 while (1) { temperature = readTemperature(); // 读取温度值 threshold = readThreshold(); // 读取阀值 controlHeater(temperature, threshold); // 控制加热器 displayTemperature(temperature, threshold);// 显示温度和阀值 }​ return 0;}以上是基本的软件逻辑设计思路和伪代码。四、代码实现4.1 读取温度显示下面是使用STM32F103C8T6读取DS18B20温度传感器数据，并将温度显示到OLED显示屏上的实现代码：#include "stm32f10x.h"#include "delay.h"#include "onewire.h"#include "ds18b20.h"#include "ssd1306.h"​int main(void){ // 初始化延迟函数 delay_init(); // 初始化OLED显示屏 SSD1306_Init(); // 初始化DS18B20温度传感器 DS18B20_Init(); float temperature = 0.0; char tempStr[10]; while (1) { // 读取DS18B20温度传感器数据 temperature = DS18B20_GetTemp(); // 将温度转换为字符串 sprintf(tempStr, "%.2f C", temperature); // 清空OLED显示屏 SSD1306_Clear(); // 在OLED显示屏上显示温度 SSD1306_GotoXY(0, 0); SSD1306_Puts("Temperature:", &Font_7x10, SSD1306_COLOR_WHITE); SSD1306_GotoXY(0, 20); SSD1306_Puts(tempStr, &Font_11x18, SSD1306_COLOR_WHITE); // 刷新OLED显示屏 SSD1306_UpdateScreen(); // 延时一段时间 delay_ms(1000); }}代码中，使用了封装好库文件，包括延迟函数(delay.h)、OneWire总线(onewire.h)、DS18B20温度传感器(ds18b20.h)和SSD1306 OLED显示屏(ssd1306.h)的库文件。在主函数中，初始化延迟函数和OLED显示屏，初始化DS18B20温度传感器。然后进入无限循环，在循环中读取DS18B20温度传感器的温度数据，将温度显示到OLED显示屏上。温度数据通过sprintf函数转换为字符串，使用SSD1306库函数在OLED显示屏上进行显示。通过延时函数延时一段时间，实现温度的定时更新。4.2 DS18B20的代码头文件代码：#ifndef DS18B20_H#define DS18B20_H​#include "stm32f10x.h"​// DS18B20引脚定义#define DS18B20_GPIO_PORT GPIOA#define DS18B20_GPIO_PIN GPIO_Pin_0​// DS18B20函数声明void DS18B20_Init(void);void DS18B20_WriteByte(uint8_t data);uint8_t DS18B20_ReadByte(void);float DS18B20_GetTemp(void);​#endif​源文件代码:#include "ds18b20.h"#include "delay.h"​// 初始化DS18B20温度传感器void DS18B20_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 配置GPIOA引脚为推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 将引脚拉低一段时间 GPIO_ResetBits(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN); delay_us(500); // 将引脚拉高一段时间 GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN); delay_us(80); // 等待DS18B20的响应 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); delay_us(80);}​// 向DS18B20写入一个字节的数据void DS18B20_WriteByte(uint8_t data){ uint8_t i; // 将引脚设置为推挽输出 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 写入数据 for (i = 0; i < 8; i++) { GPIO_ResetBits(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN); delay_us(2); if (data & 0x01) { GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN); } delay_us(60); GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN); delay_us(2); data >>= 1; }}​// 从DS18B20读取一个字节的数据uint8_t DS18B20_ReadByte(void){ uint8_t i, data = 0; // 将引脚设置为推挽输出 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 读取数据 for (i = 0; i < 8; i++) { GPIO_ResetBits(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN); delay_us(2); GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN); delay_us(2); GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); delay_us(2); data >>= 1; if (GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN)) { data |= 0x80; } delay_us(60); } return data;}​// 获取DS18B20温度数据float DS18B20_GetTemp(void){ uint8_t tempLSB, tempMSB; int16_t tempData; float temperature; // 发送温度转换命令 DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROM操作 DS18B20_WriteByte(0x44); // 发送温度转换命令 // 等待温度转换完成 while (!GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT, DS18B20_GPIO_PIN)); // 发送读取温度命令 DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROM操作 DS18B20_WriteByte(0xBE); // 发送读取温度命令 // 读取温度数据 tempLSB = DS18B20_ReadByte(); tempMSB = DS18B20_ReadByte(); // 计算温度值 tempData = (tempMSB << 8) | tempLSB; if (tempData & 0x8000) // 温度为负数 { tempData = ~tempData + 1; temperature = -((float)tempData / 16.0); } else // 温度为正数 { temperature = (float)tempData / 16.0; } return temperature;}​4.3 OLED显示屏代码头文件：#ifndef SSD1306_H#define SSD1306_H​#include "stm32f10x.h"#include "fonts.h"​// SSD1306显示屏参数定义#define SSD1306_I2C_ADDR 0x78 // I2C地址#define SSD1306_WIDTH 128 // 显示屏宽度#define SSD1306_HEIGHT 64 // 显示屏高度​// SSD1306函数声明void SSD1306_Init(void);void SSD1306_Clear(void);void SSD1306_UpdateScreen(void);void SSD1306_GotoXY(uint16_t x, uint16_t y);void SSD1306_Puts(const char* str, FontDef_t* font, uint8_t color);​#endif​源文件：#include "ssd1306.h"#include "i2c.h"​static uint8_t SSD1306_Buffer[SSD1306_WIDTH * SSD1306_HEIGHT / 8];​void SSD1306_Init(void){ // 初始化I2C总线 I2C_Init(); // 向SSD1306发送初始化命令 uint8_t initCommands[] = { 0xAE, // 关闭显示 0xD5, 0x80, // 设置时钟分频因子 0xA8, 0x3F, // 设置驱动路数 0xD3, 0x00, // 设置显示偏移 0x40, // 设置显示开始行 0x8D, 0x14, // 设置电荷泵 0x20, 0x00, // 设置内存地址模式 0xA1, // 设置段重定义 0xC8, // 设置COM扫描方向 0xDA, 0x12, // 设置COM引脚配置 0x81, 0xCF, // 设置对比度控制 0xD9, 0xF1, // 设置预充电周期 0xDB, 0x40, // 设置VCOMH电压倍率 0xA4, // 全局显示开启 0xA6, // 设置显示方式 0xAF // 开启显示 }; for (uint8_t i = 0; i < sizeof(initCommands); i++) { I2C_WriteByte(SSD1306_I2C_ADDR, 0x00, initCommands[i]); } // 清空缓冲区 SSD1306_Clear(); // 更新显示屏 SSD1306_UpdateScreen();}​void SSD1306_Clear(void){ memset(SSD1306_Buffer, 0x00, sizeof(SSD1306_Buffer));}​void SSD1306_UpdateScreen(void){ for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { I2C_WriteBuffer(SSD1306_I2C_ADDR, 0x40, &SSD1306_Buffer[SSD1306_WIDTH * i], SSD1306_WIDTH); }}​void SSD1306_GotoXY(uint16_t x, uint16_t y){ if (x >= SSD1306_WIDTH || y >= SSD1306_HEIGHT) return; SSD1306_Buffer[(x + (y / 8) * SSD1306_WIDTH)] |= (1 << (y % 8));}​void SSD1306_Puts(const char* str, FontDef_t* font, uint8_t color){ while (*str) { for (uint8_t i = 0; i < font->FontWidth; i++) { uint8_t temp = font->data[(*str - 32) * font->FontWidth + i]; for (uint8_t j = 0; j < font->FontHeight; j++) { if (temp & (1 << j)) { SSD1306_GotoXY(font->FontWidth * i + j, font->FontHeight * i + j); SSD1306_Buffer[(font->FontWidth * i + j + (font->FontHeight * i + j) / 8 * SSD1306_WIDTH)] |= (1 << ((font->FontHeight * i + j) % 8)); } else { SSD1306_GotoXY(font->FontWidth * i + j, font->FontHeight * i + j); SSD1306_Buffer[(font->FontWidth * i + j + (font->FontHeight * i + j) / 8 * SSD1306_WIDTH)] &= ~(1 << ((font->FontHeight * i + j) % 8)); } } } str++; }}​五、总结本项目设计了基于STM32的花卉温室控温系统，通过使用DS18B20温度传感器、OLED显示屏和继电器等硬件模块，实现了对温室内温度的监测和控制。该系统能够根据预设的温度阀值，自动控制热风机的加热，以维持温室内的适宜温度，从而保证花卉的生长环境。在软件逻辑设计方面，采用了STM32的外设和中断机制，结合合适的算法和状态判断，实现了温度数据的获取和比较，并根据结果控制继电器的开关。通过OLED显示屏和USART串口，能够及时地将温度值和阀值反馈给用户，方便用户了解当前环境并进行调节。本项目的设计和实现为温室控温系统提供了一个具体的解决方案，通过合理的硬件选型和软件逻辑设计，能够满足花卉种植对温度控制的需求。在未来的发展中，系统将在农业领域发挥重要作用，并为人们创造更舒适、高效的温控环境。

一、前言随着人们对健康和可持续生活方式的关注不断增加，蔬菜大棚成为了现代农业中的重要组成部分。蔬菜大棚提供了一个受控的环境，使得农民能够在任何季节种植蔬菜，并根据需要进行调节。为了实现最佳的蔬菜生长和产量，对温度和湿度等环境条件的精确控制至关重要。传统的蔬菜大棚管理通常依赖于人工监测和调节。这种方法存在一些问题，例如人工监测容易出现误差和延迟，而且对于大规模的蔬菜大棚来说，人工调节工作量巨大。所以开发一种基于智能控制系统的蔬菜大棚温湿度管理方案变得非常重要。基于STM32微控制器的蔬菜大棚温湿度智能控制系统用于解决传统管理方法的问题，并提供一种自动化的解决方案。该系统利用STM32微控制器的强大计算和控制能力，结合温湿度传感器和执行器，实现对蔬菜大棚环境的精确监测和控制。通过该系统，农民可以实时监测蔬菜大棚内的温度和湿度，并根据预设的目标范围自动调节。系统可以自动控制温室内的加热器、通风设备和加湿器等设备，以维持最适宜的生长环境条件。项目的目标是提高蔬菜大棚的生产效率和质量，降低能源消耗，并减少人力投入。通过智能控制系统的应用，农民能够实现更加可持续和高效的农业生产，为社会提供更多健康的蔬菜产品。二、系统设计流程2.1 硬件选型硬件选型是设计蔬菜大棚温湿度智能控制系统的重要环节。【1】主控芯片：STM32F103ZET6 主控芯片使用STM32F103ZET6，它是一款高性能的ARM Cortex-M3内核微控制器，具有丰富的外设资源和强大的处理能力。该芯片可满足本项目对控制和数据处理的要求。【2】温湿度传感器：DHT11 空气温湿度采集选用DHT11传感器，它采用数字信号输出，具有简单、低成本和较好的精度，适合大棚环境的温湿度监测。【3】土壤湿度传感器：土壤湿度传感器 土壤湿度采集选用土壤湿度传感器，通过模拟-数字转换器（ADC）接口采集土壤湿度数据。该传感器能够准确测量土壤湿度，为农作物提供合适的灌溉水量。【4】通风风机：5V小风扇+继电器 为了实现通风控制，选择5V小风扇作为通风装置，并通过继电器控制其开关状态。根据温度数据和设定阈值，通过STM32的GPIO口控制继电器的高低电平实现通风风扇的启停控制。【5】照明灯：LED白色灯模块 为了提供适当的照明条件，选择LED白色灯模块作为照明装置。该模块使用STM32的GPIO口控制其开关状态，实现灯光的开启和关闭。【6】灌溉系统：抽水电机+继电器 灌溉系统采用抽水电机作为水源，并通过继电器控制其开启和关闭。通过单片机控制继电器的高低电平来控制抽水电机的工作状态，实现灌溉系统的自动化操作。【7】显示模块：LCD显示屏 为了方便用户观察当前的温湿度等数据，选用LCD显示屏进行数据的显示。通过STM32的数字接口与LCD显示屏进行通信，将采集到的数据实时显示在屏幕上。2.2 软件设计思路本项目的代码设计思路可以分为以下几个关键部分：【1】初始化设置：首先，需要进行主控芯片的初始化设置，包括引脚配置、时钟设置等。同时，还需要对LCD显示屏进行初始化配置，以便后续显示数据。【2】传感器数据采集：使用合适的库函数或代码，读取DHT11传感器和土壤湿度传感器的数据。通过适当的接口与主控芯片进行通信，获取温度、湿度和土壤湿度的数值。【3】数据处理与判断：根据采集到的温湿度和土壤湿度数值，进行相应的数据处理和判断。判断当前温度是否超出设定范围，以及土壤湿度是否低于设定阈值等。【4】控制执行器：根据数据处理和判断的结果，控制相应的执行器，如通风风扇、照明灯和灌溉系统。通过设置相应的引脚电平或触发继电器，实现执行器的开启或关闭。【5】LCD显示：将采集到的温湿度和土壤湿度数值通过LCD显示屏进行显示，以便用户实时监测。【6】用户交互：通过按键输入或其他方式，实现用户与系统的交互。设置土壤湿度阈值、调节温度范围等。【7】循环运行：将上述步骤组织成一个循环运行的程序，确保系统能够持续采集数据、处理判断和控制执行器的操作。三、代码实现3.1 DHT11温湿度读取读取DHT11传感器环境温湿度并通过串口打印出来。#include "stm32f10x.h"#include "stdio.h"​// 定义DHT11数据引脚#define DHT11_PIN GPIO_Pin_0#define DHT11_PORT GPIOA​// DHT11初始化函数void DHT11_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;​ // 使能GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);​ // 配置DHT11引脚为推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);}​// 延时函数，单位为微秒void Delay_us(uint32_t nCount){ uint32_t i; for(i=0; i<nCount; i++);}​// 软件延时函数，单位为毫秒void Delay_ms(uint32_t nCount){ uint32_t i; for(i=0; i<nCount*1000; i++);}​// 从DHT11读取一位数据uint8_t DHT11_ReadBit(void){ uint8_t retries = 0; while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == Bit_RESET) { if (retries++ > 100) return 0; Delay_us(1); } Delay_us(40); // 延时40us if (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == Bit_SET) retries = 100; // 超时标识 else retries = 0;​ while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == Bit_SET) { if (retries++ > 100) return 0; Delay_us(1); }​ return 1;}​// 从DHT11读取一个字节数据uint8_t DHT11_ReadByte(void){ uint8_t i, temp = 0; for(i=0; i<8; i++) { temp <<= 1; temp |= DHT11_ReadBit(); } return temp;}​// 读取DHT11的温湿度值uint8_t DHT11_ReadData(uint8_t* temperature, uint8_t* humidity){ uint8_t data[5], checksum;​ // 主机将总线拉低至少18ms GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;​ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);​ GPIO_ResetBits(DHT11_PORT, DHT11_PIN); Delay_ms(20); GPIO_SetBits(DHT11_PORT, DHT11_PIN); Delay_us(30);​ // 设置为输入模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure); // 等待 DHT11 响应 if (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == Bit_RESET) { while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == Bit_RESET); while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == Bit_SET); // 读取5字节数据 for(uint8_t i=0; i<5; i++) data[i] = DHT11_ReadByte(); // 读取校验和 checksum = DHT11_ReadByte();​ // 校验数据 if((data[0] + data[1] + data[2] + data[3]) != checksum) return 0; *humidity = data[0]; *temperature = data[2];​ return 1; } else { return 0; }}​// 初始化USART1void USART1_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure;​ // 使能USART1和GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);​ // 配置USART1的引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // TX GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);​ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; // RX GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);​ // 配置USART1 USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);​ // 使能USART1 USART_Cmd(USART1, ENABLE);}​// 发送字符到USART1void USART1_SendChar(char ch){ while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);}​// 发送字符串到USART1void USART1_SendString(const char* str){ while(*str) { USART1_SendChar(*str++); }}​int main(void){ uint8_t temperature, humidity;​ // 初始化DHT11和USART1 DHT11_Init(); USART1_Init();​ while(1) { if (DHT11_ReadData(&temperature, &humidity)) { // 发送温湿度数据到串口 char buffer[50]; sprintf(buffer, "Temperature: %d°C, Humidity: %d%%\r\n", temperature, humidity); USART1_SendString(buffer); }​ Delay_ms(2000); // 2秒钟读取一次数据 }}将代码下载到STM32F103ZET6开发板上，接上DHT11。当成功运行时，环境温湿度数据会通过USART1串口打印出来。3.2 读取土壤湿度值通过ADC1的通道1采集土壤传感器的湿度值，打印到串口.#include "stm32f10x.h"#include "stdio.h"​// 函数声明void ADC_Configuration(void);void UART_Configuration(void);void USART1_SendChar(char ch);​int main(void){ // 初始化ADC和串口 ADC_Configuration(); UART_Configuration();​ while (1) { // 启动ADC转换 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);​ // 等待转换完成 while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));​ // 读取ADC值 uint16_t adcValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);​ // 将ADC值转换为湿度百分比 float humidity = (float)adcValue / 4095 * 100;​ // 将湿度值打印到串口 char buffer[20]; sprintf(buffer, "Humidity: %.2f%%\r\n", humidity); for (int i = 0; buffer[i] != '\0'; i++) { USART1_SendChar(buffer[i]); }​ // 延时一段时间 for (int i = 0; i < 1000000; i++); }}​// ADC配置void ADC_Configuration(void){ ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;​ // 使能ADC1和GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);​ // 配置GPIOA.1为模拟输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);​ // ADC配置 ADC_DeInit(ADC1); ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);​ // 配置ADC1的通道1为采样通道 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);​ // 使能ADC1 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);​ // ADC校准 ADC_ResetCalibration(ADC1); while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_StartCalibration(ADC1); while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));}​// 串口配置void UART_Configuration(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure;​ // 使能USART1和GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);​ // 配置USART1引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);​ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);​ // USART配置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);​ // 使能USART1 USART_Cmd(USART1, ENABLE);}​// 发送字符到USART1void USART1_SendChar(char ch){ USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch); while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);}以上代码使用STM32的标准库函数进行配置和操作。在ADC_Configuration函数中进行ADC的初始化配置，包括GPIO引脚配置、ADC时钟使能、通道配置等。 在UART_Configuration函数中进行串口USART1的初始化配置，包括GPIO引脚配置、波特率设置等。在主函数中，进入一个无限循环。在循环中，启动ADC转换，并等待转换完成。 通过ADC_GetConversionValue函数读取ADC转换结果，将其转换为湿度百分比。 使用sprintf函数将湿度值格式化为字符串，并使用USART1_SendChar函数将字符串逐个字符发送到USART1串口。 通过延时函数进行一段时间的延时，以控制打印速率。3.3 大棚补光灯控制以下是使用STM32F103ZET6读取BH1750光照传感器输出的光照强度，并根据阈值控制LED补光灯灯开关实现代码：#include "stm32f10x.h"#include "i2c.h"#include "delay.h"​#define BH1750_ADDRESS 0x23​void BH1750_Init(){ // 初始化I2C总线 I2C_Init();}​void BH1750_Start(){ // 启动BH1750测量 uint8_t cmd = 0x01; // 单次高分辨率模式 I2C_Start(); I2C_SendByte(BH1750_ADDRESS); I2C_WaitAck(); I2C_SendByte(cmd); I2C_WaitAck(); I2C_Stop();}​uint16_t BH1750_Read(){ // 读取BH1750测量结果 uint16_t lux; I2C_Start(); I2C_SendByte(BH1750_ADDRESS + 1); // 发送读命令 I2C_WaitAck(); lux = I2C_ReceiveByte() << 8; // 读取高字节 I2C_Ack(); lux |= I2C_ReceiveByte(); // 读取低字节 I2C_NAck(); I2C_Stop(); return lux;}​void LED_Control(uint8_t state){ // 控制LED照明灯开关 if (state) GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8); // 打开LED else GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8); // 关闭LED}​int main(void){ // 初始化GPIO口 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);​ // 初始化BH1750传感器 BH1750_Init();​ while (1) { // 启动测量 BH1750_Start();​ // 延时等待测量完成 DelayMs(200);​ // 读取光照强度 uint16_t lux = BH1750_Read();​ // 判断阈值并控制LED if (lux > 1000) LED_Control(1); // 光照强度高于阈值，打开LED else LED_Control(0); // 光照强度低于阈值，关闭LED }}代码中初始化I2C总线和BH1750传感器，通过BH1750_Init()函数实现。在主循环中，启动测量延时等待测量完成。使用BH1750_Read()函数读取测量结果，即光照强度。根据阈值判断光照强度是否高于设定值，通过LED_Control()函数控制LED的开关状态。四、总结本项目基于STM32微控制器实现了一个蔬菜大棚温湿度智能控制系统。系统的主控芯片采用了STM32F103ZET6，用于控制和协调各个硬件模块的工作。系统包括空气温湿度采集模块（DHT11）、土壤湿度采集模块（ADC接口）、通风风机（5V小风扇+继电器控制）、照明灯（LED白色灯模块）、灌溉系统（抽水电机+继电器控制）以及LCD显示屏。系统的功能包括温湿度的实时监测、土壤湿度的检测、通风风扇的自动控制、灌溉系统的自动控制和数据的显示。通过按键设置土壤湿度阈值，实现自动浇水功能，当土壤湿度低于阈值时，系统自动开启灌溉系统进行浇水。同时，根据设定的温度阈值，系统自动控制通风风扇进行降温。蔬菜大棚温湿度智能控制系统利用STM32微控制器和各种传感器实现了对环境参数的监测和控制，提高了蔬菜大棚的自动化程度和生产效率。同时，通过自动控制灌溉和通风系统，能够更好地满足蔬菜生长的需求，提高农作物的产量和质量。

一、背景介绍在流媒体应用中，视频编码是必不可少的一环。视频编码的作用是将高带宽、高码率的原始视频流压缩成低带宽、低码率的码流，以便于传输和存储。H264是一种高效的视频编码标准，具有良好的压缩性能和广泛的应用范围，在实时流媒体应用中得到了广泛的应用。在将本地图片编码成H264并通过RTMP推流到流媒体服务器时，需要经过以下步骤：【1】使用图像处理库（如Qt）加载本地图片，并将其转换为YUV420P格式。转换后的YUV420P数据可以作为H264编码器的输入。【2】使用H264编码器对YUV420P数据进行编码。H264编码器将YUV420P数据压缩成H264码流，并将码流输出。【3】使用RTMP协议将H264码流推送到流媒体服务器。RTMP协议是一种实时流媒体传输协议，可以将音视频数据推送到流媒体服务器，并提供流媒体回放和点播功能。在实现上述功能时，使用第三方库（FFmpeg）来完成H264编码和RTMP推流的功能。FFmpeg是一种跨平台的开源多媒体框架，它提供了丰富的音视频处理功能，包括视频编码、解码、转换、推流、拉流等功能。使用FFmpeg，可以方便地将本地图片编码成H264，并通过RTMP协议推流到流媒体服务器。二、YUV420P格式介绍YUV420P和RGB888都是常见的像素格式，分别代表了不同的色彩空间表示方式。RGB888是一种直接将像素的颜色信息表示为红、绿、蓝三种颜色通道的格式。它使用24位（3字节）来表示一个像素，其中每个字节表示一个颜色通道的强度，取值范围为0~255。因此，RGB888格式的像素可以表示16777216种不同的颜色。YUV420P则是一种将像素的颜色信息表示为亮度和色度两个分量的格式。其中，Y代表亮度分量（Luma），U和V代表色度分量（Chroma）。它使用12位（1.5字节）来表示一个像素，其中前面的8位（1字节）表示亮度分量Y，后面的4位（0.5字节）分别表示U和V色度分量。YUV420P将颜色信息分成了两个部分，亮度信息占据了大部分数据，而色度信息则只占据了一小部分。YUV420P格式的设计是为了在视频压缩中提高压缩率，因为在视频中，相邻像素的颜色通常非常接近。YUV420P将亮度信息和色度信息分开存储，可以在保证图像质量的前提下，使压缩率更高。同时，它也比RGB888格式更适合在视频传输和处理中使用，因为它的数据量更小，传输和处理的效率更高。YUV420P和RGB888是不同的色彩空间表示方式，它们的值域范围和表示方式也不同。在将YUV420P转换为RGB888时，需要使用一定的算法进行转换，因为YUV420P和RGB888之间存在非线性的转换关系。三、图片转为YUV420P下面通过Qt代码实现加载本地图片、提取RGB数据并将其转换为YUV420P格式。使用Qt中的QImage和QByteArray类来实现：#include <QtGui/QImage>#include <QtCore/QByteArray>​void convertRGBToYUV420P(const QString& imagePath, int width, int height, QByteArray& yuvData){ QImage image(imagePath); if (image.isNull()) { // 加载图片失败 return; }​ // 将图片转换为指定大小 image = image.scaled(width, height, Qt::IgnoreAspectRatio, Qt::SmoothTransformation);​ // 提取RGB数据 QByteArray rgbData; const int bytesPerLine = image.width() * 3; for (int y = 0; y < image.height(); ++y) { const uchar* scanline = image.constScanLine(y); rgbData.append(reinterpret_cast<const char*>(scanline), bytesPerLine); }​ // 将RGB数据转换为YUV420P yuvData.resize(width * height * 3 / 2); uchar* yuvPtr = reinterpret_cast<uchar*>(yuvData.data()); const uchar* rgbPtr = reinterpret_cast<const uchar*>(rgbData.constData()); const int uvOffset = width * height;​ for (int y = 0; y < height; ++y) { for (int x = 0; x < width; ++x) { const int yIndex = y * width + x; const int uvIndex = uvOffset + (y / 2) * (width / 2) + (x / 2) * 2;​ const int r = *rgbPtr++; const int g = *rgbPtr++; const int b = *rgbPtr++;​ // 计算Y分量 yuvPtr[yIndex] = static_cast<uchar>((66 * r + 129 * g + 25 * b + 128) >> 8) + 16;​ // 计算U和V分量 if ((y % 2 == 0) && (x % 2 == 0)) { yuvPtr[uvIndex] = static_cast<uchar>((-38 * r - 74 * g + 112 * b + 128) >> 8) + 128; yuvPtr[uvIndex + 1] = static_cast<uchar>((112 * r - 94 * g - 18 * b + 128) >> 8) + 128; } } }}调用函数时，需要传入要加载的图片的路径、目标宽度和高度，以及一个用于存储YUV420P数据的QByteArray对象：QByteArray yuvData;convertRGBToYUV420P("path/to/image.png", 640, 480, yuvData);在函数内部，使用QImage类加载指定路径的图片。如果加载失败，直接返回。然后，将图片缩放到指定的大小，并使用一个QByteArray对象存储提取出的RGB数据。为了提高效率，使用了QImage的constScanLine()函数来遍历每一行像素数据，并将其追加到QByteArray对象中。将RGB数据转换为YUV420P格式时，使用QByteArray::resize()函数调整QByteArray对象的大小，以便能够存储YUV420P数据。然后，使用两个指针分别指向目标YUV420P数据和源RGB数据的开头。使用两个嵌套的循环遍历每个像素，并将其转换为YUV420P格式。在计算Y分量时，使用的公式：Y = (66 * R + 129 * G + 25 * B + 128) >> 8 + 16在计算U和V分量时，我们使用以下公式：U = (-38 * R - 74 * G + 112 * B + 128) >> 8 + 128V = (112 * R - 94 * G - 18 * B + 128) >> 8 + 128最后，将转换后的YUV420P数据存储在传入的QByteArray对象中，并在函数返回前完成。

一、需求在视频处理和传输应用中，将视频数据编码为高效的格式是非常重要的。H.265（也称为HEVC）是一种先进的视频编码标准，具有更好的压缩性能和图像质量，相比于传统的编码标准（如H.264），可以显著减少视频的带宽和存储需求。NV12是一种常见的视频格式，用于表示YUV图像数据，尤其在实时视频处理中广泛使用。它将亮度（Y）和色度（UV）分量分开存储，其中Y分量占据连续的内存块，而UV分量交错存储在另一个连续的内存块中。本需求实现将NV12格式的视频数据转换为H.265格式的数据，并将其保存在内存中。这样可以方便地对视频数据进行后续处理，如网络传输、存储或实时流媒体传输等。为了实现这一需求，使用了C语言和FFmpeg库。FFmpeg是一个强大的开源多媒体处理库，提供了丰富的功能和编解码器，包括H.265编码器。下面代码实现了如何使用FFmpeg库将NV12格式的视频数据编码为H.265格式的数据，并将其保存在内存中。函数接受NV12数据、宽度和高度作为输入，并返回编码后的H.265数据和数据大小。这样，用户可以方便地将NV12格式的视频数据转换为H.265格式，并在内存中进行进一步处理或传输。同时也提供了文件的方式。这个功能可以在各种视频处理应用中使用，如视频编辑软件、实时视频流处理系统、视频通信应用等。通过使用H.265编码，可以提高视频传输的效率和质量，减少带宽和存储需求，同时保持良好的视觉体验。二、NV12和H265格式详细介绍NV12和H265都是视频编码中经常使用的像素格式，下面分别介绍这两种格式的特点和使用场景。【1】NV12像素格式NV12是一种YUV像素格式，常用于视频编码和解码过程中。它是一种planar格式，即Y和UV分量分别存储在不同的平面中。其中，Y分量表示亮度信息，UV分量表示色度信息。在NV12格式中，UV分量的采样率为4:2:0，即每4个Y像素共用一个U和一个V像素。这种采样方式可以有效地减小数据量，同时保持视频质量。NV12格式的存储顺序为：先存储所有的Y分量，然后存储所有的U和V分量，U和V交错存储。因此，NV12格式的数据大小为（1.5 x 图像宽度 x 图像高度）字节。NV12格式常用于视频流传输和视频编解码器中，例如在H.264视频编解码器和DirectShow视频开发中都广泛使用。【2】H265像素格式H265（又称HEVC）是一种高效的视频编码标准，它可以在相同视频质量的情况下大幅度减小视频文件的大小。H265支持多种像素格式，其中最常用的是YUV 4:2:0和YUV 4:2:2。YUV 4:2:0格式与NV12类似，也是一种planar格式，其中Y分量存储亮度信息，UV分量采用4:2:0采样方式存储色度信息。YUV 4:2:2格式则采用4:2:2的采样方式存储UV分量，即每2个Y像素共用一个U和一个V像素。与H264相比，H265的主要改进在于更高的压缩率和更低的比特率，同时保持相同质量的视频输出。因此，H265格式可以在同样的视频质量下使用更低的比特率进行编码，达到更小的文件大小。H265格式常用于网络视频流媒体传输、4K和8K高清视频等领域。三、代码实现【1】内存数据处理要将NV12格式的数据转换为H.265格式的数据并保存在内存中，可以使用FFmpeg库来实现编码操作。#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <stdint.h>#include <string.h>#include <libavcodec/avcodec.h>​// 将NV12数据编码为H.265并保存在内存中int encodeNV12toH265(uint8_t* nv12Data, int width, int height, uint8_t** h265Data, int* h265Size) { int ret = 0; AVCodec* codec = NULL; AVCodecContext* codecContext = NULL; AVFrame* frame = NULL; AVPacket* packet = NULL;​ // 注册所有的编解码器 avcodec_register_all();​ // 查找H.265编码器 codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H265); if (!codec) { fprintf(stderr, "找不到H.265编码器\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 创建编码器上下文 codecContext = avcodec_alloc_context3(codec); if (!codecContext) { fprintf(stderr, "无法分配编码器上下文\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 配置编码器参数 codecContext->width = width; codecContext->height = height; codecContext->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NV12; codecContext->codec_id = AV_CODEC_ID_H265; codecContext->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO; codecContext->time_base.num = 1; codecContext->time_base.den = 25; // 假设帧率为25fps​ // 打开编码器 if (avcodec_open2(codecContext, codec, NULL) < 0) { fprintf(stderr, "无法打开编码器\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 创建输入帧 frame = av_frame_alloc(); if (!frame) { fprintf(stderr, "无法分配输入帧\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 设置输入帧的属性 frame->format = codecContext->pix_fmt; frame->width = codecContext->width; frame->height = codecContext->height;​ // 分配输入帧的数据缓冲区 ret = av_frame_get_buffer(frame, 32); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "无法分配输入帧的数据缓冲区\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 将NV12数据复制到输入帧的数据缓冲区 memcpy(frame->data[0], nv12Data, width * height); // Y分量 memcpy(frame->data[1], nv12Data + width * height, width * height / 2); // UV分量​ // 创建输出数据包 packet = av_packet_alloc(); if (!packet) { fprintf(stderr, "无法分配输出数据包\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 发送输入帧给编码器 ret = avcodec_send_frame(codecContext, frame); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "无法发送输入帧给编码器\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 循环从编码器接收输出数据包 while (ret >= 0) { ret = avcodec_receive_packet(codecContext, packet); if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) break; else if (ret < 0) { fprintf(stderr, "从编码器接收输出数据包时发生错误\n"); ret = -1; goto cleanup; }​ // 分配内存并复制输出数据包的数据 *h265Data = (uint8_t*)malloc(packet->size); if (!*h265Data) { fprintf(stderr, "无法分配内存\n"); ret = -1; goto cleanup; } memcpy(*h265Data, packet->data, packet->size); *h265Size = packet->size;​ // 释放输出数据包 av_packet_unref(packet); }​cleanup: // 释放资源 if (packet) av_packet_free(&packet); if (frame) av_frame_free(&frame); if (codecContext) avcodec_free_context(&codecContext);​ return ret;}​使用以上的封装函数，可以将NV12格式的数据传入函数中，函数会将其编码为H.265格式的数据并保存在内存中。编码后的H.265数据存储在h265Data指针指向的内存中，数据的大小保存在h265Size中。【2】文件数据处理#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <libavcodec/avcodec.h>#include <libavutil/opt.h>​// 将NV12数据编码为H.265格式int encodeNV12ToH265(const char* nv12FilePath, const char* h265FilePath, int width, int height){ // 注册所有的编解码器 avcodec_register_all();​ // 打开编码器 AVCodec* codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H265); if (!codec) { fprintf(stderr, "Failed to find H.265 encoder\n"); return -1; }​ AVCodecContext* codecContext = avcodec_alloc_context3(codec); if (!codecContext) { fprintf(stderr, "Failed to allocate codec context\n"); return -1; }​ // 配置编码器参数 codecContext->width = width; codecContext->height = height; codecContext->time_base = (AVRational){1, 25}; // 帧率为25fps codecContext->framerate = (AVRational){25, 1}; codecContext->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NV12;​ // 打开编码器上下文 if (avcodec_open2(codecContext, codec, NULL) < 0) { fprintf(stderr, "Failed to open codec\n"); return -1; }​ // 创建输入文件的AVFrame AVFrame* frame = av_frame_alloc(); if (!frame) { fprintf(stderr, "Failed to allocate frame\n"); return -1; }​ frame->format = codecContext->pix_fmt; frame->width = codecContext->width; frame->height = codecContext->height;​ // 分配输入帧缓冲区 int ret = av_frame_get_buffer(frame, 32); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Failed to allocate frame buffer\n"); return -1; }​ // 打开输入文件 FILE* nv12File = fopen(nv12FilePath, "rb"); if (!nv12File) { fprintf(stderr, "Failed to open NV12 file\n"); return -1; }​ // 打开输出文件 FILE* h265File = fopen(h265FilePath, "wb"); if (!h265File) { fprintf(stderr, "Failed to open H.265 file\n"); return -1; }​ // 创建编码用的AVPacket AVPacket* packet = av_packet_alloc(); if (!packet) { fprintf(stderr, "Failed to allocate packet\n"); return -1; }​ int frameCount = 0; while (1) { // 从输入文件读取NV12数据到AVFrame if (fread(frame->data[0], 1, width * height, nv12File) != width * height) { break; } if (fread(frame->data[1], 1, width * height / 2, nv12File) != width * height / 2) { break; }​ frame->pts = frameCount++; // 设置帧的显示时间戳​ // 发送AVFrame到编码器 ret = avcodec_send_frame(codecContext, frame); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error sending frame to codec: %s\n", av_err2str(ret)); return -1; }​ // 从编码器接收编码后的数据包 while (ret >= 0) { ret = avcodec_receive_packet(codecContext, packet); if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) { break; } else if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error receiving packet from codec: %s\n", av_err2str(ret)); return -1; }​ // 将编码后的数据包写入输出文件 fwrite(packet->data, 1, packet->size, h265File); av_packet_unref(packet); } }​ // 刷新编码器 ret = avcodec_send_frame(codecContext, NULL); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error sending flush frame to codec: %s\n", av_err2str(ret)); return -1; }​ while (ret >= 0) { ret = avcodec_receive_packet(codecContext, packet); if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) { break; } else if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error receiving packet from codec: %s\n", av_err2str(ret)); return -1; }​ // 将编码后的数据包写入输出文件 fwrite(packet->data, 1, packet->size, h265File); av_packet_unref(packet); }​ // 释放资源 fclose(nv12File); fclose(h265File); av_frame_free(&frame); av_packet_free(&packet); avcodec_free_context(&codecContext);​ return 0;}​int main(){ const char* nv12FilePath = "input.nv12"; const char* h265FilePath = "output.h265"; int width = 1920; int height = 1080;​ int ret = encodeNV12ToH265(nv12FilePath, h265FilePath, width, height); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Failed to encode NV12 to H.265\n"); return -1; }​ printf("Encoding complete\n");​ return 0;}​要确保已经正确安装了FFmpeg库，并在编译选项中包含了FFmpeg的头文件和库文件。需要提供NV12格式的输入文件路径、输出H.265格式文件路径以及图像的宽度和高度。

一、前言近年来，随着科技的飞速发展和不断创新，基于单片机或嵌入式系统的项目受到了越来越多的关注。本文将介绍一系列基于C语言和单片机的实例项目，这些项目包括对异或校验算法、GPS源数据解析、内存管理、双向链表操作和文件加密解密等的理解和实现。这些示例可以帮助读者更好地理解和掌握C语言的使用，同时展示了单片机在各种领域的应用。其中一系列基于STM32单片机和智能物联网设备的家居和环境监测等方面的设计。例如，基于STM32设计的智能台灯、数字温度计、智能小车和遥控器等，这些项目展示了嵌入式系统在家居、环境监测和无线通信等方面的应用。最后介绍一些基于单片机的控制系统设计，如串行通信发射机、简易智能电动车和太阳能热水器控制器等。这些示例项目展示了单片机在自动化控制和能源管理等领域的应用。通过本文的介绍，大家将了解到C语言在嵌入式系统开发中的重要性和不同项目的设计思路以及应用场景。同时，也可以从这些项目中获得实践经验，提升自己在软硬件开发方面的能力。这些项目既涉及到软件开发，也需要硬件电路设计与实现，将计算机科学与电子工程相结合，可以为生活带来便利和创新。二、项目目录【1】C语言实例_异或校验算法cid:link_1异或校验算法（XOR校验）是一种简单的校验算法，用于检测数据在传输或存储过程中是否发生了错误。通过将数据中的所有比特位相异或，生成一个校验码，然后将该校验码与接收到的数据进行比较，以确定数据是否被修改或损坏。异或校验算法的计算过程如下：（1）将待校验的数据按比特位进行异或操作。（2）将得到的结果作为校验码。在接收端，通过执行相同的异或校验算法，将接收到的数据再次计算校验码，并将其与发送端生成的校验码进行比较。如果两个校验码一致，说明数据传输或存储没有发生错误；如果校验码不一致，则表明数据可能遭到了篡改或传输过程中发生了错误。异或校验算法通常用于简单的数据完整性校验，例如：（1）串口通信：在串口通信中，异或校验可以用于检测数据是否正确地从发送端传输到接收端。（2）存储校验：在存储介质中，可以使用异或校验来验证数据的完整性，确保数据在读写过程中没有发生损坏。（3）网络通信中的校验：在某些通信协议中，也会使用异或校验来验证数据的正确性。异或校验算法只能检测到奇数位的错误。如果传输或存储过程中发生了偶数位错误，该算法无法发现并纠正错误。因此，在更复杂的应用场景中，可能需要使用更强大的校验算法，如循环冗余校验（CRC）来提高错误检测的可靠性和纠错能力。【2】C语言实例_解析GPS源数据cid:link_2GPS（全球定位系统）数据格式常见的是NMEA 0183格式，NMEA 0183格式是一种用于导航设备间传输数据的标准格式，定义了一套规范，使得不同厂商的设备可以通过串行通信接口（常见的是RS-232）进行数据交换。这个标准最初由美国航海电子协会（National Marine Electronics Association，简称NMEA）在1980年推出，并被广泛应用于全球的导航系统。NMEA 0183格式的数据通常以ASCII字符流的形式传输，每条数据都以$开始，以回车符（\r）和换行符（\n）结束。数据被分为不同的消息类型，每个消息类型都有特定的字段和含义。在导航中，最常见的NMEA 0183消息类型包括：GGA（Global Positioning System Fix Data）：包含定位相关的信息，如纬度、经度、定位质量指示、使用卫星数量、水平定位精度因子等。 GLL（Geographic Position – Latitude/Longitude）：提供纬度、经度和时间信息。 GSA（GNSS DOP and Active Satellites）：包含定位模式、使用卫星编号和位置精度因子等信息。 GSV（GNSS Satellites in View）：提供可见卫星的信息，包括卫星编号、仰角、方位角和信噪比等。 RMC（Recommended Minimum Specific GNSS Data）：包含定位状态、纬度、经度、地面速度、地面航向等。 VTG（Course Over Ground and Ground Speed）：提供地面航向和速度信息。 ZDA（Time and Date）：包含UTC时间和日期信息。 这些消息类型涵盖了定位、导航和时间相关的数据，可以用于实时定位、航行导航以及时间同步等应用。NMEA 0183格式的数据通常由GPS接收器、导航仪、自动驾驶系统等设备产生，并通过串口输出。其他设备可以通过读取串口数据，并按照NMEA 0183的规范解析数据。这样，不同设备之间就可以进行数据交换和共享，实现设备之间的互操作性。随着技术的发展，新一代的GPS设备也开始采用更高级的数据格式，例如NMEA 2000。然而，由于广泛应用和兼容性的要求，NMEA 0183仍然被广泛支持，并被许多设备和导航系统所使用。【3】C语言实例_实现malloc与free函数完成内存管理cid:link_3malloc函数用于在堆（heap）中分配指定大小的内存空间，并返回一个指向该内存块的指针。 free函数用于释放之前通过malloc或calloc函数动态分配的内存空间。【4】C语言实例_数据压缩与解压cid:link_4数据压缩是通过一系列的算法和技术将原始数据转换为更紧凑的表示形式，以减少数据占用的存储空间。数据解压缩则是将压缩后的数据恢复到原始的表示形式。数据可以被压缩打包并减少空间占用的原因有以下几个方面：（1）无效数据的消除：在数据中可能存在大量冗余、重复或无效的信息。压缩算法可以通过识别和移除这些无效数据，从而减小数据的大小。（2）统计特性的利用：数据通常具有某种统计特性，例如频繁出现的模式、重复的字节序列等。压缩算法可以利用这些统计特性来编码数据，从而达到更高的压缩比率。（3）信息编码：压缩算法使用不同的编码方式来表示源数据，在保证数据可还原的前提下，使用更少的位数来表示信息。例如，Huffman编码、LZW编码等。常见的应用场景中会使用到数据压缩和解压功能，例如：（1）存储媒体：在硬盘、闪存等存储介质上，压缩可以节省存储空间，并提高存储效率。尤其在大规模的数据中心、云存储环境中，数据压缩可以显著减少存储成本。（2）网络传输：在网络通信中，压缩可以减少数据传输的带宽消耗，提高传输速度。尤其在低带宽、高延迟的网络环境中，压缩可以显著改善传输性能。（3）文件压缩：压缩工具如ZIP、RAR等常用于对文件进行打包和压缩，以减小文件的大小，便于存储和传输。这在文件传输、备份和归档中非常常见。（4）多媒体编码：音频、图像、视频等多媒体数据往往具有较高的冗余性，压缩算法可以大幅减小文件大小，例如MP3、JPEG、H.264等压缩算法。【5】C语言实例_双向链表增删改查cid:link_5双向链表（Doubly Linked List）是一种常见的数据结构，在单链表的基础上增加了向前遍历的功能。与单向链表不同，双向链表的每个节点除了包含指向下一个节点的指针外，还包含指向前一个节点的指针。作用和原理：（1）插入和删除操作：由于双向链表中每个节点都有指向前一个节点的指针，所以在双向链表中进行插入或删除操作时，相对于单向链表更加高效。可以通过修改前后节点的指针来完成插入和删除，而无需遍历链表。（2）双向遍历：双向链表支持从头部到尾部以及从尾部到头部的双向遍历。这在某些场景下非常有用，例如需要反向查找、删除最后一个节点等。（3）增加了灵活性：由于每个节点都具有指向前一个节点和后一个节点的指针，双向链表在某些特定场景下更灵活。例如，需要在链表中间插入或删除节点，或者需要修改前一个节点的信息。双向链表的原理很简单。每个节点由数据域和两个指针组成，其中一个指针指向前一个节点，一个指针指向后一个节点。头节点指向链表的第一个节点，尾节点指向链表的最后一个节点。通过调整节点之间的指针，可以在双向链表中执行插入、删除和遍历等操作。使用场景：（1）编辑器中的撤销和重做功能：双向链表可以用于实现撤销和重做功能，每次编辑操作都将其结果存储为一个节点，并使用指针链接起来。通过双向链表，可以方便地在撤销和重做之间进行切换。（2）浏览器的导航历史：浏览器的导航历史可以使用双向链表来保存已访问的页面，每个页面作为一个节点，并使用指针链接起来，以便进行前进和后退操作。（3）实现LRU缓存替换算法：LRU缓存中，最近最少使用的数据被淘汰，可以使用双向链表来维护缓存中的数据，最近访问的数据位于链表的头部，最久未访问的数据位于链表的尾部。（4）实现双向队列：双向链表可以用于实现双向队列（Dequeue），支持在队列的两端进行插入和删除操作。双向链表提供了更多的灵活性和功能，特别是当需要在双向遍历、频繁的插入和删除操作等场景下使用。在许多常见的数据结构和算法中都有广泛的应用。【6】C语言实例_文件内容加密与解密cid:link_6文件内容需要加密与解密功能的原因主要有两个方面：保护数据安全和确保数据完整性。（1）保护数据安全：加密可以将文件内容转化为不可读或难以理解的形式，防止未经授权的人员获取敏感信息。只有拥有正确解密密钥的人员才能还原出可读的文件内容。这样可以有效地防止数据泄露、窃取或篡改，保护用户的隐私和机密信息。（2）确保数据完整性：加密还能够通过添加校验和或数字签名等技术，验证文件内容是否在传输或存储过程中被篡改。解密时，可以对文件内容进行校验，如果校验失败则表明文件可能被篡改，从而保证了数据的完整性。【7】基于STM32设计的智能台灯cid:link_7智能家居设备在现代生活中起着越来越重要的作用。智能台灯作为其中的一种，具有调节光照亮度、色温等功能，更加符合人们对于光照环境的个性化需求。当前设计一款基于STM32微控制器设计的智能台灯，该台灯具备可调节亮度和色温的特点，为用户提供了更加舒适的使用体验。【8】基于单片机的数字温度计设计cid:link_8数字温度计是一种用于测量和显示环境温度的设备。本文章介绍基于STC89C52主控芯片的数字温度计的设计过程和实现原理。该设计采用DS18B20温度传感器进行温度采集，使用LCD1602显示屏进行温度显示，通过按键设置温度的上限和下限阀值，并通过蜂鸣器进行报警。【9】基于单片机的智能小车设计cid:link_9随着科技的发展，智能机器人在日常生活中的应用越来越广泛。智能小车作为智能机器人的一种，具有便携性和多功能的特点，在教育、娱乐和工业等领域得到了广泛关注和应用。智能小车可以通过远程控制实现各种动作，如前进、后退、转弯等，并且可以通过搭载传感器实现避障、测距等功能。智能小车是一种通过采用主控芯片、蓝牙模块、电机驱动以及传感器等组件实现远程控制和避障功能的机器人。当前文章介绍基于STC89C52单片机的智能小车设计方案，提供详细的硬件和软件设计内容。【10】基于单片机的遥控器设计cid:link_0随着科技的不断发展，红外遥控器已经成为我们日常生活中普遍使用的一种电子设备。它能够给我们带来便捷和舒适，减少人工操作的繁琐性。然而，在实际应用中，有时候我们可能需要制作一个自己的红外遥控器，以便于更好地满足个性化需求。这样的需求可能来自于家庭影音设备的控制、智能家居系统的控制，或者其他自动化控制方案等。本项目的目标是设计一个简单且易于实现的单片机红外遥控器，使用户能够自己定制并控制各种电子设备。通过使用键盘矩阵和红外发射二极管，用户只需按下相应的按键即可发送红外信号，从而实现对电子设备的控制。此外，为了方便用户知道当前按下的键值，我们还添加了数码管显示的功能，使用户可以直观地看到自己所按下按键的值。通过这个项目，可以学习到单片机的基本原理和应用、键盘矩阵和红外遥控的工作原理、数码管的驱动方式等知识。并且，还可以根据自己的需求进行各种扩展和改进，如增加更多按键、添加更多的电子设备控制功能等。【11】基于单片机的串行通信发射机设计cid:link_10串行通信是一种常见的数据传输方式，允许将数据以比特流的形式在发送端和接收端之间传输。当前实现基于STC89C52单片机的串行通信发射机，通过红外发射管和接收头实现自定义协议的数据无线传输。【12】基于单片机的简易智能电动车设计cid:link_11智能交通工具在现代社会中起着越来越重要的作用，电动车作为一种环保、便捷的交通工具，受到了广泛的关注和应用。本设计基于单片机技术，设计一款简易智能电动车，实现基本的控制和功能，并提供良好的用户体验。【13】基于单片机的太阳能热水器控制器设计cid:link_12随着环保意识的逐渐增强，太阳能热水器作为一种清洁能源应用得越来越广泛。然而，传统的太阳能热水器控制器通常采用机械式或电子式温控器，存在精度低、控制不稳定等问题。为了解决这些问题，本项目基于单片机技术设计了一款太阳能热水器控制器，主控芯片采用STC89C52。该控制器可以实现对太阳能热水器的水温、水位等参数进行准确、稳定的控制，提高了太阳能热水器的能源利用效率和使用寿命，同时也符合节能环保的社会需求。【14】MCS-51单片机温度控制系统的设计cid:link_13注塑机是一种常用的制造设备，用于生产塑料制品。在注塑机的工作过程中，溶胶必须达到一定的温度才能被注入模具中进行成型。因此，在注塑机的生产过程中，温度控制是非常重要的一环。本项目基于MCS-51单片机设计了一款温度控制系统，主控芯片采用STC89C52，温度传感器采用铂电阻。该系统主要应用于注塑机的溶胶射嘴头上进行加热控制，利用继电器控制加热器实现温度加热，控制系统检测温度是否到达设定阀值来控制继电器。本项目的设计思路是，利用铂电阻温度传感器对溶胶进行实时温度监测，并将监测到的温度值通过LCD显示屏实时显示。控制器采用PID算法对溶胶温度进行精准控制，当温度低于设定阀值时，控制器将通过继电器控制加热器进行加热操作，直到温度达到设定阀值后停止加热操作。通过本项目的应用，可以实现对注塑机的溶胶温度进行精准控制，从而提高注塑机的生产效率和产品质量。同时，该系统控制方式简单，易于操作和维护，具有较高的实用性和可靠性。【15】基于STM32设计的生理监测装置cid:link_14设计并制作一个生理监测装置，能够实时监测人体的心电图、呼吸和温度，并在LCD液晶显示屏上显示相关数据。随着现代生活节奏的加快和环境的变化，人们对身体健康的关注程度越来越高。为了及时掌握自身的生理状况，进行健康管理和疾病预防，监测身体的生理参数成为一种重要的需求。因此，设计一个能够实时监测人体的心电图、呼吸和温度的生理监测装置具有重要的意义。该生理监测装置主要用于个人健康管理和远程监护等应用场景。个人健康管理方面，用户可以通过这个装置了解自己的心电图、呼吸和体温等生理参数，及时发现异常情况并采取相应的措施，如调整生活习惯、咨询医生等。远程监护方面，装置可以将实时的生理参数数据传输到云端或其他设备，供医生或家属远程查看，以便及时干预和诊断。