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軟硬件全開源，航芯方(fang)(fang)案(an)分享 | 旋鈕(niu)溫控器方(fang)(fang)案(an)

溫(wen)控器用于控制室(shi)內(nei)暖(nuan)通(tong)設(she)備，通(tong)過暖(nuan)通(tong)設(she)備為(wei)室(shi)內(nei)環(huan)境(jing)提(ti)供冷源和熱(re)源，從(cong)而(er)調節(jie)室(shi)內(nei)溫(wen)度環(huan)境(jing)，為(wei)人們(men)提(ti)供舒(shu)適的生活環(huan)境(jing)。

旋鈕式溫控器更為結構簡(jian)潔、操(cao)作簡(jian)便(bian)，降(jiang)低了用戶的使用難度，提供智能化的控制方法(fa)，實現節能與舒適的平(ping)衡。

航芯推(tui)出的(de)旋鈕(niu)溫控器解(jie)決方案，采用有(you)豐富外設(she)功(gong)(gong)能(neng)的(de)ACM32F0x0系列作為主(zhu)控芯片，最低功(gong)(gong)耗可(ke)達(da)0.5uA，具有(you)高(gao)(gao)(gao)(gao)整合度(du)、高(gao)(gao)(gao)(gao)抗干擾、高(gao)(gao)(gao)(gao)可(ke)靠性等特點，有(you)助(zhu)于提高(gao)(gao)(gao)(gao)產(chan)品(pin)性能(neng)，幫助(zhu)客戶加快智(zhi)能(neng)溫控設(she)備(bei)的(de)開發。

本文(wen)將帶(dai)你深入了(le)解基于航芯(xin)ACM32F0x0系列如何(he)快速搭建旋鈕溫控器項目(mu)，干貨滿滿，開(kai)源分享(xiang)，更多資源請在文(wen)末獲取哦！

1. 供暖設備應用概述

北(bei)方的供(gong)暖(nuan)主要有兩種方式：集體供(gong)暖(nuan)和分(fen)戶(hu)供(gong)暖(nuan)，分(fen)戶(hu)供(gong)暖(nuan)較受(shou)用戶(hu)歡迎(ying)，這種方式用戶(hu)可以根據自己(ji)的需求和喜好按需供(gong)暖(nuan)。分(fen)戶(hu)供(gong)暖(nuan)催生(sheng)了很多新(xin)型供(gong)暖(nuan)設備(bei)，比如電(dian)磁壁(bi)(bi)掛(gua)爐、燃(ran)氣壁(bi)(bi)掛(gua)爐、空氣能熱泵等。

這些(xie)供暖設備搭載控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)，通過旋鈕溫(wen)(wen)控(kong)(kong)器(qi)可(ke)實現精準智能溫(wen)(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)負責接(jie)收旋鈕溫(wen)(wen)控(kong)(kong)器(qi)的RF信號來控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)供暖設備的開(kai)啟和關(guan)閉加熱，而旋鈕溫(wen)(wen)控(kong)(kong)器(qi)放(fang)置在(zai)用戶房(fang)間里，可(ke)實時檢測房(fang)間溫(wen)(wen)度(du)變化，發(fa)送RF信號實時調(diao)節(jie)溫(wen)(wen)度(du)，使房(fang)間溫(wen)(wen)度(du)始終保持在(zai)用戶設定的舒適溫(wen)(wen)度(du)范(fan)圍內。

2. 技術規格

?  溫度控制范圍：-10℃~45℃

?  溫度(du)顯示范(fan)圍：5℃~35℃

?  工作溫度：-20℃~55℃

?  供電(dian)方式：1.5V * 2，2節(jie)五號電(dian)池

?  待機功耗：12uA

?  遙(yao)控(kong)距離：室(shi)內(nei)≥30m

3. 功能特點

?  可通過旋鈕調節設定溫度

?  實時顯示當(dang)前環境溫(wen)度和(he)當(dang)前加熱(re)狀態

?  ℃/℉溫標切(qie)換

?  0.5℃/1℃溫度差值切換

?  高、低溫報警，顯(xian)示(shi)屏溫度閃(shan)爍

?  低(di)電量(liang)報警，顯(xian)示屏顯(xian)示低(di)電量(liang)圖(tu)標

4. 方案介紹(shao)

旋鈕溫控(kong)器(qi)分為遙控(kong)器(qi)和接收器(qi)，遙控(kong)器(qi)放(fang)在(zai)(zai)用戶房(fang)間，實時(shi)采集室(shi)內溫度，顯示溫度并實時(shi)調節(jie)；接收器(qi)則放(fang)在(zai)(zai)加熱(re)裝置(zhi)旁(pang)邊，用于接收遙控(kong)器(qi)的RF信號，控(kong)制繼電(dian)器(qi)，從而開(kai)啟和關閉加熱(re)。

旋鈕溫(wen)控器(qi)的(de)遙控器(qi)可(ke)采用ACM32F030C8T7或ACM32F070CBT7做主控，框圖如下(xia)：

?  使用ADC來(lai)實(shi)現對旋鈕(niu)溫度調(diao)節(jie)；

?  使(shi)用IIC接口，讀取溫濕度傳感(gan)器(qi)SHT30模(mo)塊(kuai)的溫濕度；

?  使用芯片(pian)的LVD模塊進(jin)行(xing)電(dian)池低電(dian)檢測(ce)；

?  使用芯片自帶的LCD驅(qu)動(dong)來驅(qu)動(dong)斷碼(ma)LCD屏，顯示設置溫度、實時溫度、加熱狀態(tai)等；

?  使用SPI接口和RF 433模塊通(tong)信(xin)，發送RF信(xin)號控制加熱(re)器的開(kai)關；

?  通過TouchKey來喚(huan)醒產品，并(bing)實現℃/℉溫(wen)標切換(huan)、0.5℃/1℃溫(wen)度差值(zhi)切換(huan)，加/減設定溫(wen)度；

?  為(wei)了實現產品的(de)低(di)功(gong)耗，需要在低(di)功(gong)耗下(xia)顯示LCD，所以采用stop低(di)功(gong)耗模式，RTC定(ding)時喚醒和TouchKey喚醒。

旋鈕溫控器的接收器采用(yong)ACM32F030K8T7或(huo)ACM32F070KBT7做主控，可以(yi)通過三檔撥動(dong)開(kai)關來選(xuan)擇常(chang)開(kai)、常(chang)關、自動(dong)三種工作模式，在自動(dong)模式下根據接收遙(yao)控(kong)器發來的(de)RF信號進(jin)行控(kong)制繼電器的(de)開(kai)啟和關閉，方案框圖如下：

5. 軟件設計

01. ADC采(cai)集

正常待機下不對旋鈕進行AD采樣，只有當被TouchKey喚醒后定時(shi)采樣。

以下是部分代碼：

02. 讀取(qu)溫濕度傳(chuan)感器(qi)SHT30

溫(wen)濕(shi)度傳感器采(cai)樣IIC接口，定時(shi)一分鐘采(cai)集一次傳感器的溫(wen)濕(shi)度數(shu)據(ju)，部分代碼如下：

03. 電(dian)池(chi)低電(dian)檢測

采用芯(xin)片自(zi)帶的LVD模(mo)塊(kuai)檢測電池(chi)電量，低(di)于設定(ding)的閾(yu)值2.51V就閃爍低(di)電圖(tu)標報警提示，以下(xia)是部(bu)分代(dai)碼：

04. LCD顯示

使(shi)用4*24 LCD顯示(shi)，在喚醒狀態(tai)每隔200ms刷(shua)新一次LCD顯示(shi)內容(rong)，以下是(shi)部分(fen)代碼：

05. RF 433模(mo)塊

RF模塊采用RFM300H，SPI通訊(xun)，為了方便處理RF數(shu)據(ju)，采用狀(zhuang)態(tai)機來處理RF模塊的(de)配置(zhi)，數(shu)據(ju)發送等，以下是部分代碼：

06. TouchKey檢測

通過TouchKey可(ke)喚醒(xing)產品，切換溫標、溫度(du)(du)差值(zhi)、顯示設(she)定(ding)溫度(du)(du)等，部(bu)分初(chu)始化代碼(ma)如下：

07. 低(di)功耗處理(li)

為了實現低功(gong)耗(hao)，采(cai)用(yong)stop模式，進入休(xiu)眠前先判斷休(xiu)眠標志位是(shi)否(fou)允許進入休(xiu)眠，再關閉(bi)定時(shi)器(qi)、SPI、IIC等(deng)外設(she)，設(she)置IO口狀(zhuang)態，配置RTC定時(shi)1min喚醒、TouchKey喚醒，以下是(shi)部分代碼：

08. 遙控器程(cheng)序整(zheng)體流(liu)程(cheng)圖

09. 接收器程序整(zheng)體(ti)流程圖

06 資源分享

旋鈕溫控器方案軟硬件資源：