《2023 DigiKey 汽车应用创意挑战赛》-汽车环境状态检测控制器

流水源

一、项目名称：   

    基于STM32F746-DISO的车内环境状态控制显示仪表盘。

二、项目概述：

    本项目主要是基于STM32F746高性能MCU的STM32F746-DISC开发板，实现车内温湿度监测。以及控制车内灯光。STM32F746-DISC板载4.3寸电容触摸LCD，使用LCD显示GUI画面是基于ST的GUI设计器TouchGFX设计，并且使用FreeRTOS嵌入式操作系统内核进行任务调度。做这个项目主要是为了方便车内乘客了解车内环境状况，以及方便乘客对车内一些无关驾驶方面的控制。目前车内屏幕控制和显示都在司机前面板，对于后排乘客操作任何东西都需要经过司机来处理，非常不方便。这个项目设备可以放在后排，方便后面乘客，既减轻了司机压力又方便了乘客坐车体验。

    通过本设备可以查看车内温湿度，就可以调整车内空调温度高低。还可以控制车上照明灯，方便晚上坐车时，给后面乘客车顶照明。还有座椅下方照明。

三、整体设计方案

3.1、硬件方案

    整体使用STM32F746-diso开发板，利用板载触摸lcd作为显示和界面操控。外扩有温湿度传感器，IO输出和彩灯控制等等。

整体框图如下：

下面是设计的扩展板：利用板上ARDUINO接口，直接插在板子上。使用I2C接口的温湿度传感器SHTC3，以及灯光控制部分。

如下图所示：

实物如下：

电路图如下：

整体硬件如下：

3.2、软件驱动

下面是温湿度传感器驱动程序部分。

1. int SHTC3_CalcTemperature(uint16_t rawValue)
   
2. {
   
3.   // calculate temperature
   
4.   // T = -45 + 175 * rawValue / 2^16
   
5.   return (((175*1 * rawValue)>>16) - 45*1);   //放大100倍
   
6. }
   
7. 
   
8. int SHTC3_CalcHumidity(uint16_t rawValue)
   
9. {
   
10.   // calculate relative humidity
    
11.   // RH = rawValue / 2^16 * 100
    
12.   return ((100 * 1 * rawValue)>>16);   //放大100倍
    
13. }
    
14. 
    
15. static uint8_t SHTC3_CheckCRC(uint8_t *buff, uint32_t nbyte)
    
16. {
    
17.     uint32_t i;            // byte counter   
    
18.     uint8_t  bit;          // bit mask
    
19.     uint8_t  crc = 0xFF;   // calculated checksum
    
20. 
    
21.     // calculates 8-Bit checksum with given polynomial
    
22.     for(i = 0; i < nbyte; i++)
    
23.     {
    
24.         crc ^= (buff[i]);
    
25.         for(bit = 8; bit > 0; --bit)
    
26.         {
    
27.             if(crc & 0x80) {
    
28.                 crc = (crc << 1) ^ SHTC3_CRC_POLYNOMIAL;
    
29.             } else {
    
30.                 crc = (crc << 1);
    
31.             }
    
32.         }
    
33.     }
    
34.     return crc;
    
35. }
    
36. uint16_t shtc3_id;
    
37. uint16_t SHTC3_Init(void)
    
38. {
    
39.     uint8_t buff[4]={0};
    
40.     shtc3_id = 0;
    
41.     shtc3_gpio_init();
    
42.    
    
43.     HAL_Delay(1);
    
44.     SHTC3_ReadData(SHTC3_REG_ID,buff,3);
    
45.     if(buff[2] != SHTC3_CheckCRC(buff,2))
    
46.     {
    
47.         return -1;
    
48.     }
    
49.     HAL_Delay(10);
    
50.     SHTC3_WriteCmd(SHTC3_REG_WAKEUP);
    
51.     shtc3_id = (buff[0]<<8)|buff[1];
    
52.     return shtc3_id;
    
53. }
    
54. 
    
55. uint8_t SHTC3_GetMode1_TempRH(int *temp, int *humi)
    
56. {
    
57.     uint8_t buff[8]={0};
    
58.    
    
59.     SHTC3_ReadData(SHTC3_REG_CELPM_TEMP_RH,buff,6);
    
60.     if((buff[2] != SHTC3_CheckCRC(buff,2))||(buff[5] != SHTC3_CheckCRC(&buff[3],2)))
    
61.     {
    
62.         return 1;
    
63.     }
    
64.     *temp = SHTC3_CalcTemperature((buff[0]<<8)|buff[1]);
    
65.     *humi = SHTC3_CalcHumidity((buff[3]<<8)|buff[4]);
    
66.     return 0;
    
67. }
    
68. 
    

复制代码

界面实时时间显示驱动，RTC使用ST的HAL库API获取。

1.     HAL_RTC_GetTime(&hrtc,&GetTime,RTC_FORMAT_BIN);
   
2.     HAL_RTC_GetDate(&hrtc,&GetDate,RTC_FORMAT_BIN);
   
3.    
   
4.     Hours   = GetTime.Hours;
   
5.     Minutes = GetTime.Minutes;
   
6.     Seconds = GetTime.Seconds;
   
7.    
   
8.     Years   = GetDate.Year;
   
9.     Months  = GetDate.Month;
   
10.     Days    = GetDate.Date;
    
11.     Weeks   = GetDate.WeekDay;
    
12.     xprintf("%d-%d-%d %d \r\n",Years,Months,Days,Weeks);
    
13.     xprintf("%d:%d:%d \r\n",Hours,Minutes,Seconds);

复制代码

使用RTC有点要注意的地方就是HAL_RTC_GetTime（）和HAL_RTC_GetDate（）都要调用，而且要先调用HAL_RTC_GetTime（），再调用HAL_RTC_GetDate（）。

开始没注意，导致RTC时钟不动。下面是我找到原因

所有GUI使用ST的TouchGFX 4.23软件设计。

四、作品实物图及演示视频展示

演示视频

https://www.bilibili.com/video/BV1f94y1K7vv/

五、项目资料及程序

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