基于STM32F103和OLED的智能节能风扇的设计

标题：基于STM32F103和OLED的智能节能风扇的设计

摘要：
随着人们生活质量的提高，对于生活电器的功能性要求也越来越高。本文提出一种基于STM32F103和OLED的智能节能风扇的设计方案。该风扇可以通过传感器检测室内温度和湿度，并根据检测结果实现自动调节风速和运行状态的功能，从而达到节能降耗的效果。此外，该风扇还具有多种显示功能，如显示当前室内温度和湿度等，方便用户了解室内环境状况。

关键词：STM32F103、OLED、节能、风扇、温湿度检测

1. 引言
风扇是人们生活中不可或缺的电器之一，它在夏季起到了很好的降温作用。但是传统的风扇只能通过手动调节风速来实现风扇的控制，无法达到智能化的效果。为了满足人们对于节能、智能化的需求，本文提出了一种基于STM32F103和OLED的智能节能风扇的设计方案。

2. 系统设计
2.1 系统架构
本系统采用基于STM32F103的嵌入式硬件平台和OLED显示屏，配合相关传感器和执行器，实现对风扇的智能化控制。系统架构包括硬件层和软件层两部分。

2.2 传感器选择与接口设计
本系统采用DHT11温湿度传感器，通过数字信号输出当前室内温度和湿度信息。设计合理的传感器接口电路，确保传感器数据能够准确稳定地被STM32F103芯片采集。

2.3 数据处理与控制
通过STM32F103芯片进行数据处理和控制，实现对风扇的智能化控制。根据DHT11传感器采集到的数据，对室内温湿度进行分析，并控制风扇实现自动调节风速和运行状态的功能。

2.4 用户交互界面设计
利用OLED显示屏实现与用户的交互界面，显示当前室内温湿度、风扇运行状态等信息。通过按键或触摸屏等方式，用户可以选择不同的风速和模式，实现智能化的节能控制。

3. 系统实现与测试
基于STM32F103和OLED的智能节能风扇系统的硬件和软件实现，包括传感器接口设计、数据处理算法编写、用户界面设计等。通过实际测试和验证，评估系统的性能和可靠性。

4. 结果与讨论
本系统成功实现了对风扇的智能化控制，能够准确、稳定地检测室内温度和湿度，并根据检测结果自动调节风速和运行状态，达到了节能降耗的效果。同时，在风扇运行过程中实现了多种显示功能，方便用户了解室内环境状况。

5. 结论与展望
本论文设计并实现了一种基于STM32F103和OLED的智能节能风扇系统，该系统具有良好的实用性和可扩展性。未来可以进一步完善系统功能，如增加语音交互、远程控制等功能，以满足用户的多样化需求。

以下是一份基于STM32F103和OLED的智能节能风扇的设计代码，包括硬件驱动和主程序。

1. 硬件驱动

（1） OLED驱动 - oled.c

#include "oled.h"

// 初始化OLED
void oled_init(void) {
    OLED_CS_SET;
    OLED_RST_SET;
    delay_ms(100);
    OLED_RST_CLR;
    delay_ms(100);
    OLED_RST_SET;

    oled_write_command(0xAE); // display off
    oled_write_command(0x00); // set lower column address
    oled_write_command(0x10); // set higher column address
    oled_write_command(0x40); // set display start line
    oled_write_command(0x81); // set contrast control register
    oled_write_command(0xFF);
    oled_write_command(0xA1); // set segment re-map
    oled_write_command(0xA6); // set normal display
    oled_write_command(0xA8); // set multiplex ratio(1 to 64)
    oled_write_command(0x3F);
    oled_write_command(0xC8); // set com output scan direction
    oled_write_command(0xD3); // set display offset
    oled_write_command(0x00);
    oled_write_command(0xD5); // set osc division ratio
    oled_write_command(0x80);
    oled_write_command(0xD9); // set pre-charge period
    oled_write_command(0xF1);
    oled_write_command(0xDA); // set com pins hardware configuration
    oled_write_command(0x12);
    oled_write_command(0xDB); // set Vcomh
    oled_write_command(0x40);
    oled_write_command(0xAF); // display on
}

// 写入命令
void oled_write_command(unsigned char command) {
    OLED_DC_CLR;
    OLED_CS_CLR;
    spi_write_byte(OLED_CMD_W, command);
    OLED_CS_SET;
}

// 写入数据
void oled_write_data(unsigned char data) {
    OLED_DC_SET;
    OLED_CS_CLR;
    spi_write_byte(OLED_DATA_W, data);
    OLED_CS_SET;
}

// 在指定位置写入数据
void oled_write_char(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch) {
    unsigned char i, n;
    oled_set_pos(x, y);
    for(i = 0; i < 8; i++) {
        n = (ch >> i) & 0x01;
        oled_write_data(n ? 0x01 : 0x00);
    }
}

// 在指定位置写入字符串
void oled_write_str(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) {
    unsigned char i;
    oled_set_pos(x, y);
    for(i = 0; str[i] != '\0'; i++) {
        oled_write_char(x + i, y, str[i]);
    }
}

// 设置显示位置
void oled_set_pos(unsigned char x, unsigned char y) {
    oled_write_command(0xB0 + y);
    oled_write_command(((x & 0xF0) >> 4) | 0x10);
    oled_write_command(x & 0x0F);
}

（2） 温湿度传感器驱动 - dht11.c

#include "dht11.h"

// 初始化DHT11
void dht11_init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    dht11_data.temp = 0;
    dht11_data.humi = 0;
}

// 读取温湿度
void dht11_read(void) {
    unsigned char i;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_1);
    delay_us(20);
    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_1);
    delay_us(20);
    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_1);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    for(i = 0; i < 80; i++) {
        while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_1) == 0);
        delay_us(40);
        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_1) == 1)
            dht11_data.data[i / 8] |= (

参考文献：
[1] XXX, XXX. 基于STM32F103和OLED的智能节能风扇的设计[J]. XXX学报, 20XX, XX(X): XX-XX.
[2] XXX, XXX. 基于单片机的智能风扇控制系统设计[J]. 电子器件与集成, 20XX, XX(X): XX-XX.
[3] XXX, XXX. 基于温湿度传感器的智能风扇控制系统[J]. 计算机工程与设计, 20XX, XX(X): XX-XX.