STM32 传感器学习套件

概述

Overview

这是在 HC-SR04_STM32_OLED版项目基础上做的一个独立练习：HC-SR04 超声波模块拿掉了，STM32+OLED 的接线原样保留，换上了 DHT11 温湿度传感器、一路继电器(带马达/负载)、一颗指示灯，再加一组4键做"温度触发阈值"的实时手动调节。

核心逻辑很简单：DHT11 每隔几秒测一次实际温度，跟当前设定的阈值比较，一旦温度超过阈值就自动吸合继电器、点亮指示灯，带动马达或其它负载工作；阈值本身可以用4个按键现场 +/- 调整，不用重新编译烧录。

跟 HC-SR04_STM32_OLED版的关系

两个是完全独立的 PlatformIO 工程，互不影响。原项目专门做 HC-SR04 测距，已经发布过 B站STM32详解视频；这个是同一块板子的另一个练习，代码在固件\STM32_传感器学习套件\ 单独一份。

硬件接线

Wiring

部件	引脚	说明
OLED (SSD1306, I2C, 0x3C)	SCL=PB8, SDA=PB9	GND/VCC 用 PB6/PB7 两个 GPIO 模拟供电（拉低当地、拉高当3.3V），仅限 OLED 这种<20mA 低功耗外设才能这样接
DHT11 温湿度传感器	数据脚 = PB13	VCC/GND 直接接 3.3V/GND（不要接5V，见第7节坑①）
继电器模块	信号脚(IN) = PB12	VCC 要接模块实际标称电压（这次用的是12V继电器，见第7节坑④）
指示灯 (10mm 黄灯)	PA1	反接线(负极接MCU、正极接3.3V)，GPIO拉低才亮
手动强制按键	PC14	另一端接3.3V，内部下拉，按下为高电平
4键温度调节	PA3 (ADC)	黄/绿/红/蓝4个按键做分压，实测raw ADC：黄507/绿559/红713/蓝854

⚠ 马达(或其它负载)一定要接在继电器的 COM + NO

NO(常开)才是"继电器吸合=导通"的那一对端子；接到 NC(常闭)上会正好相反——继电器吸合反而断开，之前调试时被这个坑绕晕过，见第7节坑⑤。

工作原理动图

How It Works

完整工作周期：DHT11测温 → STM32比较阈值 → 超过阈值继电器吸合(NO导通) → 马达转+黄灯亮 → OLED刷新显示 → 循环。

STM32传感器学习套件工作原理动图 — Pillow 逐帧手绘动图，生成脚本见动画制作脚本\make_sensorkit_gif.py，改颜色/时序参数重新跑一遍即可。

实拍 · 真实硬件演示（2026-07-25），按键调阈值、继电器/马达动作、串口数据跟硬件同框对照，原始素材未剪辑配音。

使用说明

Controls

开机默认阈值 30°C。DHT11 实测温度只要严格超过当前阈值（等于不算），继电器和黄灯就自动开启；温度回落到阈值以下，自动关闭。

4键：实时调阈值按一下就生效，不用一直按住

黄阈值 +1°C

绿阈值 -1°C

红阈值 +5°C（快调）

蓝阈值 -5°C（快调）

阈值范围限制在 15°C ~ 50°C 之间，OLED"Threshold"那一行实时显示当前值

PC14：手动强制开关

单击切换（锁存），不是按住才生效。按一下强制打开继电器+黄灯（不管温度），再按一下取消强制、恢复自动温控判断。OLED上"Relay: ON (manual)"里的"(manual)"就是手动强制生效的标志。

串口：直接发数字设阈值

eagleCom发送框输入一个整数（比如 32）点发送/回车，直接把阈值设成32°C，跟4键调节共用同一个变量，两种方式随便混用。只解析整数部分，不支持小数。

串口输出字段说明

Serial Monitor Fields

CP2102接法：GND-GND，TXD→STM32的PA10，RXD→STM32的PA9（交叉接），VCC悬空不接。eagleCom/任意串口工具打开对应COM口，波特率115200，会看到这样连续打印的一行：

下载完整 PlatformIO 工程 ZIP 单独打开 main.cpp 查看 platformio.ini

串口输出示例

Temp: 30 C, Humidity: 40 %, Threshold: 30 C, raw ADC: 0, Manual: off, Relay: off

字段	含义
Temp	DHT11 实测的当前温度（整数摄氏度）。每2秒更新一次；读取失败时沿用上一次的有效值。
Humidity	DHT11 实测的当前湿度（整数百分比），跟 Temp 同一次采样得到。
Threshold	当前生效的触发阈值，开机默认30°C，靠4键 +/- 实时调整，断电不保存、重新上电会回到30°C。
raw ADC	PA3引脚实时读到的原始模拟值(STM32为12位ADC，范围0~4095)。等于0表示没有键被按住；按下黄/绿/红/蓝会分别跳到约506/558/712/854，固件靠这4个数值区间判断按的是哪个键。
Manual	PC14手动强制开关的锁存状态，ON=强制模式生效(不看温度)，off=按自动温控逻辑判断。
Relay	继电器/黄灯的最终执行状态：Manual=ON 或者 Temp>Threshold 任一成立就是 ON，两个都不成立才是 off。

DHT11 读取失败时

不会只打印笼统的失败，而是打印具体卡在哪一步：no response (line stuck HIGH)=完全没响应(查接线/供电)，timeout waiting bit-start=某个数据位超时，checksum mismatch=数据能收到但校验和不对。三种对应完全不同的排查方向，见第7节坑①②。

完整代码

main.cpp

PlatformIO 工程，platform = ststm32，board = bluepill_f103c8，framework = arduino，upload_protocol = stlink。Windows下中文路径会导致GCC链接器报错，编译烧录前记得先复制到纯英文路径。

固件\STM32_传感器学习套件\src\main.cpp

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踩过的坑

Lessons Learned

都是这次调试实测出来的，不是猜的：

DHT11引脚记录错误：一开始以为接的是PB1，实际接的是PB13，代码读错引脚导致"完全没响应"，加了失败原因诊断后才定位到。
DHT11超时余量太紧：最初握手信号超时设的100µs，跟实际80µs信号比起来余量太小，STM32duino的digitalRead()调用开销就可能把余量吃掉导致误判超时，后来放宽到150-200µs解决。
继电器触发方向搞反：一开始假设常见的"低电平触发"，但这个模块跳线实际设的是"高电平触发"，方向反了继电器完全不吸合，改成高电平触发才对。
继电器额定电压搞错：一开始以为是5V继电器，实际这个模块是12V的，3.3V/5V都不够让线圈吸合，只有指示灯会亮(信号侧OK)但线圈不动——这跟触发方向是两个独立问题，不要混着排查。
NC/NO接反：马达一开始接在NC(常闭)上，导致"继电器吸合→马达反而停"这种跟预期完全相反的效果，容易被误判成继电器坏了或者阈值算反了。改接到NO(常开)后行为才符合直觉。
室温常年30+度，固定阈值测不出效果：最初4档写死28/30/32/34°C，室温本来就在30-31°C，等于有几档永远是ON，测不出"关"的对照效果。后来把"选4个固定档"整个改成了"+/-实时调节"，从根本上解决了"阈值要跟着环境温度变"这个问题。
ST-Link/CP2102 USB连接不稳定：调试过程中反复出现掉线，都是拔插一下USB线（换个口更稳）就恢复，是这批USB转接模块的通病，不是驱动或代码问题。
atof()意外让Flash暴涨：加"串口输入数字设阈值"功能时最初用atof()解析字符串，Flash占用从55.8%直接跳到79.3%（多了15KB）——atof/strtod会把整套C库的浮点字符串解析代码链接进来，体积很大。这个场景只需要整数精度，改成手写的逐字符累加解析后Flash掉回56.2%。只需要整数精度的场合，尽量别用atof/sprintf浮点格式化这类标准库函数。