设计简介

基于STM32单片机的智能家居控制系统，通过集成多种传感器和执行器，实现对家居环境的实时监测与控制。系统包含DHT11温湿度传感器、BH1750光照传感器、声光报警模块、OLED显示屏、步进电机ULN2003+28byj-48窗帘控制窗帘电机、灯光控制、继电器控制风扇以及按键输入等功能模块。该系统能够自动调节室内环境，提升居住舒适度，同时支持手动干预。

硬件选型

主控芯片选用STM32F103C8T6，具有丰富的外设接口和较高的性能。
温湿度传感器采用DHT11，成本低且易于集成。
光照传感器选用BH1750，支持高精度光照强度检测。
声光报警模块由蜂鸣器和LED组成，用于异常情况提示。
OLED显示屏为SSD1306驱动的0.96英寸屏幕，显示实时数据。
窗帘电机选用5V步进电机，
通过继电器控制风扇。

根据光照强度自动开关灯
按键模块为机械式按键，用于手动控制模式切换。

软件环境

开发环境为Keil MDK-ARM，支持STM32系列芯片的C语言开发。
通信协议使用I2C和GPIO，部分模块采用单总线协议（如DHT11）。
程序框架基于标准库开发，简化外设初始化与控制逻辑。
上位机通信可选串口调试助手或自定义协议。

所需硬件以及传感器模块

  • STM32F103C8T6核心板

 STM32F103C8T6单片机是一款非常用的单片机型号，可以方便灵活的进行嵌入式系统开发。首先，它的处理器基于Cortex-M3内核，最高工作频率达72MHz。STM32F103C8T6拥有64KB闪存和20KB SRAM，非常适合中小型单片机开发项目。

具有非常丰富的外设接口，如串口USART、SPI通信、I2C通讯、CAN通讯和USB，在与单片机外设通信方面非常方便。有多个GPIO通用IO口，定时器，中断系统，灵活配置为输入，输出、模拟输入或PWM输出，可以连接各类传感器和模块。

内部集成的12位逐次逼近型ADC和DAC，支持高精度模拟信号处理。STM32F103C8T6还支持低功耗模式，适合电池供电的应用场景。结合强大的STM32开发生态，包括库函数和工具链，可以让开发者很方便的完成单片机项目的开发。

  • DHT11温湿度传感器
  • BH1750光照传感器
  • 蜂鸣器与LED组成的声光报警模块
  • SSD1306 OLED显示屏
  • 5V步进电机ULN2003A+28BYJ-48（窗帘控制）
  • LED灯珠与驱动电路
  • 直流风扇与继电器控制电路
  • 独立按键

原理图及设计流程图

原理图：包含STM32最小系统电路、传感器接口电路、执行器驱动电路（如继电器、MOSFET）、电源管理电路等。
设计流程图：

  1. 系统初始化：外设配置、传感器校准。
  2. 数据采集：循环读取温湿度、光照强度。
  3. 逻辑判断：根据阈值控制灯光、风扇、窗帘。
  4. 用户交互：按键输入触发手动模式，OLED显示状态。
  5. 异常处理：超限时触发声光报警。

程序代码



c复制插入


#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "sys.h"

uint8_t KeyNum;        //按键值变量
uint8_t MODE;            //手动自动模式变量
uint8_t SetSelect,setflash;        //阈值设置位置变量
uint8_t PAGE;            //页面显示变量
uint16_t light;   //光照强度变量
uint8_t Temperature,Humi;         //温度湿度变量
uint16_t light_G=5000;    //光照强度阈值高
uint16_t light_D=500;    //光照强度阈值低
uint8_t Temperature_G=35;
uint8_t Curtain_State=1,Fan_State,Light_State;    //窗帘，窗户，烟雾标志位
uint8_t Receive_Data;        //按键值变量

void PAGE1(void);            //显示页面1函数
void PAGE2(void);            //显示页面2函数

int main(void)
{
    /*初始化*/
    Delay_ms(100);
    Relay_Init();    
    OLED_Init();
    Serial_Init();
    BH1750_Init();
    Key_Init();
    DHT11_Init();    
    AD_Init();
    Stepper_Servo_Init();    
    LED_Buzzer_Init();
    LED_Init();
    Timer4_Init();
    Delay_ms(500);    

    while (1)
    {        
        Delay_ms(50);
        DHT11_Read_Data(&Temperature,&Humi);            //获取温湿度
        light = bh_data_read();                                        //获取光强度    
        switch (PAGE)                        //页面显示
        {
            case 0:
            {
                OLED_Clear();                //清屏
                PAGE1();                        //显示页面1
            }break;                
            case 1:
            {
                OLED_Clear();                //清屏
                PAGE2();                        //显示页面2
            }break;                
        }        
        if(Key_Check(KEY_1,KEY_SINGLE))                        //按键1按下切换手动自动模式
        {
            MODE=!MODE;
            LED_Off();
            Buzzer_Off();
        }
        if(Key_Check(KEY_4,KEY_LONG))                        //按键4长按切换显示页面
        {
            PAGE=!PAGE;
        }
        if(PAGE==1)                            //当页面2阈值设置界面时的按键功能
        {
            if(Key_Check(KEY_2,KEY_SINGLE))        
                {
                    SetSelect++;                                        //按键2按下切换阈值设置位置
                    SetSelect%=4;
                }
            if(Key_Check(KEY_3,KEY_SINGLE))        
                {
                
                    if(SetSelect==1)                                //设置位置2
                    {
                        light_D+=50;                                
                        if(light_D>=2000)light_D=2000;        
                    }
                    if(SetSelect==2)                                //设置位置3
                    {
                        light_G+=1000;                                //光照强度阈值增加1000
                        if(light_G>=65535)light_G=65535;        
                    }
                    if(SetSelect==3)                                //设置位置4
                    {
                        Temperature_G+=1;                                        //温度阈值增加1
                        if(Temperature_G>=99)Temperature_G=99;
                    }                                    
                }            
            if(Key_Check(KEY_4,KEY_SINGLE))        
            {
                if(SetSelect==1)                                //设置位置2
                    {
                        light_D-=50;                                
                        if(light_D<=0|light_D>=3000)light_D=0;
                    }                
                    if(SetSelect==2)                                //设置位置3
                    {
                        light_G-=1000;                                //光照强度阈值减小1000
                        if(light_G<=0)light_G=0;
                    }
                    if(SetSelect==3)                                //设置位置4
                    {
                        Temperature_G-=1;                                        //温度阈值减小1
                        if(Temperature_G<=0|Temperature_G>100)Temperature_G=0;
                    }                    
            }            
        }        
        control_alarm();                                            //传感器阈值比较报警函数
        OLED_Update();        
    }
}


void PAGE1(void)                                                                       //页面显示函数页面1
{
    OLED_ShowChinese(0,0,"温度");
    OLED_ShowChar(28,0,':',OLED_8X16);
    OLED_ShowNum(36,0,Temperature,2,OLED_8X16);                //显示屏显示温度
    OLED_ShowChar(52,0,'C',OLED_8X16);
    OLED_ShowChinese(64,0,"湿度");
    OLED_ShowChar(96,0,':',OLED_8X16);
    OLED_ShowNum(104,0,Humi,2,OLED_8X16);                            //显示屏显示温度
    OLED_ShowChar(120,0,'%',OLED_8X16);
    OLED_ShowChinese(0,16,"光照");
    OLED_ShowChar(32,16,':',OLED_8X16);
    OLED_ShowNum(72,16,light,5,OLED_8X16);    
    OLED_ShowString(112,16,"LX",OLED_8X16);
    if(light>=light_D|light<=light_G)
    {
        OLED_ShowChinese(40,16,"正常");        
        OLED_ShowString(0,50,"  ",OLED_8X16);
    }        
    if(light>=light_G)        
    {
        OLED_ShowChinese(40,16,"强烈");    
        if(MODE==0)
        OLED_ShowImage(0,50,15,15,Motor);    
    }        
    if(light<=light_D)
    {
        OLED_ShowChinese(40,16,"昏暗");    
        if(MODE==0)        
        OLED_ShowImage(0,50,15,15,Light);            
    }
    
    OLED_ShowChinese(0,32,"温度");
    OLED_ShowChar(32,32,':',OLED_8X16);
    if(Temperature>=Temperature_G)
    {
        OLED_ShowChinese(40,32,"高");    
        OLED_ShowString(56,32,"  ",OLED_8X16);    
        if(MODE==0)
        OLED_ShowImage(16,50,15,15,Fan);
    }
    else
    {
        OLED_ShowChinese(40,32,"舒适");        
        OLED_ShowString(16,50,"  ",OLED_8X16);    
    }    
    if(MODE==0)
    OLED_ShowChinese(96,48,"自动");                                        //显示自动/手动
    else
    OLED_ShowChinese(96,48,"手动");    
}
void PAGE2(void)                                                        //页面显示函数页面2，阈值设定，监控开关
{
    OLED_ShowChinese(0,0,"光照低");
    OLED_ShowChar(48,0,':',OLED_8X16);
    OLED_ShowNum(56,0,light_D,4,OLED_8X16);
    OLED_ShowString(88,0,"LX",OLED_8X16);
    OLED_ShowChinese(0,16,"光照高");
    OLED_ShowChar(48,16,':',OLED_8X16);
    OLED_ShowNum(56,16,light_G,5,OLED_8X16);
    OLED_ShowString(96,16,"LX",OLED_8X16);
    OLED_ShowChinese(0,32,"温度");
    OLED_ShowChar(32,32,':',OLED_8X16);
    OLED_ShowNum(40,32,Temperature_G,2,OLED_8X16);
    OLED_ShowChar(56,32,'C',OLED_8X16);
    if(MODE==0)
    OLED_ShowChinese(96,32,"自动");
    else
    OLED_ShowChinese(96,32,"手动");
    
    if(SetSelect==2&&PAGE==1)
    {
        if(setflash==1)OLED_ShowNum(56,16,light_G,5,OLED_8X16);
        else OLED_ShowString(56,16,"     ",OLED_8X16);
    }
    if(SetSelect==3&&PAGE==1)
    {
        if(setflash==1)OLED_ShowNum(40,32,Temperature_G,2,OLED_8X16);
        else OLED_ShowString(40,32,"  ",OLED_8X16);
    }
    if(SetSelect==1&&PAGE==1)
    {
        if(setflash==1)OLED_ShowNum(56,0,light_D,4,OLED_8X16);
        else OLED_ShowString(56,0,"    ",OLED_8X16);
    }
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)            //判断是否是USART1的接收事件触发的中断
    {
        Receive_Data=USART_ReceiveData(USART1);            //语音控制，切换到自动模式
        if(Receive_Data==0x10)
        {
            Curtain_State=1;MODE=1;PAGE=0;
        }
        if(Receive_Data==0x20)
        {
            Fan_State=1;MODE=1;PAGE=0;
        }
        if(Receive_Data==0x30)
        {
            Light_State=1;MODE=1;PAGE=0;
        }
        if(Receive_Data==0x40)
        {
            Curtain_State=0;MODE=1;PAGE=0;
        }
        if(Receive_Data==0x50)
        {
            Fan_State=0;MODE=1;PAGE=0;
        }
        if(Receive_Data==0x60)
        {
            Light_State=0;MODE=1;PAGE=0;
        }
        if(Receive_Data==0x70)
        {
            MODE=0;
        }
        USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);            //清除标志位
    }
}
void TIM4_IRQHandler(void)                                    //TIM4中断，
{
    static uint16_t j;
    if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) == SET)
    {
        Key_Tick();
        j++;
        if(j>=500)
        {
            j=0;
            setflash=!setflash;
        }
        TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);
    }
}






实物图片




资料内容清单


    
 
  1. 完整原理图（PDF或Altium Designer文件）。
    2. 
 
  2. PCB布局文件（如需自制电路板）。
    3. 
 
  3. 源代码工程（Keil MDK项目文件）。
    4. 
 
  4. 传感器数据手册（DHT11、BH1750等）。
    5. 
 
  5. OLED显示屏驱动库（SSD1306）。
    6. 
 
  6. 实物组装说明文档（含接线图）。
    7. 
 
  7. 测试视频或功能演示录屏。
    8. 





源代码程序电路图pcb讲解视频百度网盘下载链接https://pan.baidu.com/s/105vX94J7XCBM11PUxzeYWQ?pwd=d82p 提取码: d82p
 
  

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