🌂 智能速干雨衣

项目背景

下雨天到学校，雨衣湿透了没处晒。普通雨衣只能自然风干，一上午都干不了。 智能速干雨衣在后背内侧缝了2个微型风扇，DHT22温湿度传感器实时监测， 湿度超标自动开始吹风，20-30分钟吹干。从外面看就是一件普通雨衣，奥秘都在里面。

硬件系统架构

硬件实物照片

硬件模块详解

引脚接线表

STM32引脚	连接	类型	说明
PA3	DHT22 OUT	GPIO	单总线温湿度
PA6	TB6612 PWMA	TIM3_CH1	风扇1 PWM (10kHz)
PA11	蜂鸣器 I/O	GPIO	低电平触发
PB0	TB6612 PWMB	TIM3_CH3	风扇2 PWM (10kHz)
PB6	OLED SCL	GPIO (软I2C)	软件I2C时钟
PB7	OLED SDA	GPIO (软I2C)	软件I2C数据
PB8	TB6612 BIN1	GPIO	风扇2方向
PB9	TB6612 BIN2	GPIO	风扇2方向
PB12	TB6612 AIN1	GPIO	风扇1方向
PB13	TB6612 AIN2	GPIO	风扇1方向
PB14	TB6612 STBY	GPIO	使能 (高=工作)

系统工作流程

软件系统设计

状态机设计

待机 (IDLE)	OLED显示实时温湿度+触发阈值，等待湿度>90%
运行 (RUNNING)	双风扇PWM全速，每秒倒计时，每2秒读DHT22
完成 (DONE)	风扇停，蜂鸣6声，OLED显示用时+最高温

时序控制

双风扇 PWM控制

TIM3时基	PSC=7, ARR=899 → 72MHz/8/900 = 10kHz
CH1 (PA6)	风扇1 PWM，PWM1模式，占空比 0~899
CH3 (PB0)	风扇2 PWM，同步同速
方向控制	AIN1/BIN1=1, AIN2/BIN2=0 → 正转吹风
待机	STBY=0 → TB6612低功耗待机

核心代码模块

DHT22 单总线读取

u8 DHT22_Read(float *t, float *h) {
    u8 i,j,b; u16 rh,rt; u32 ts;
    __disable_irq();                         // 关中断保护时序
    DQ_Out(); DQ_L(); d_us(2000);            // 主机拉低2ms
    DQ_H(); d_us(30); DQ_In();            // 释放总线,切输入
    // 等DHT22应答: 80us低+80us高
    ts=DWT_CYCCNT; while(!DQ_IN()){...}
    ts=DWT_CYCCNT; while(DQ_IN()){...}
    // 读40bit (5字节)
    for(i=0;i<5;i++){b=0;
        for(j=0;j<8;j++){
            /* 等50us低结束 */ ts=DWT_CYCCNT; while(!DQ_IN()){...}
            /* 延时40us采样 */ d_us(40); b<<=1;
            if(DQ_IN())b|=1;              // 高=1, 低=0
        } dht_raw[i]=b;
    } __enable_irq();
    // 校验+DHT22解码(2字节合成, ÷10)
    rh=((u16)dht_raw[0]<<8)|dht_raw[1];
    rt=((u16)dht_raw[2]<<8)|dht_raw[3];
    *h=rh/10.0; *t=rt/10.0;
    return 0;
}

双风扇 PWM控制

void Fan_Init(void) {
    // TIM3: PSC=7, ARR=899 → 10kHz
    TIM_TimeBaseStructInit(&ts);
    ts.TIM_Period=899; ts.TIM_Prescaler=7;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3,&ts);
    // CH1(PA6)=风扇1, CH3(PB0)=风扇2
    oc.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1; oc.TIM_Pulse=0;
    TIM_OC1Init(TIM3,&oc); TIM_OC3Init(TIM3,&oc);
}
void Fan_Run(u16 d) {
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_14);       // STBY使能
    TIM_SetCompare1(TIM3,d);                // 风扇1 PWM
    TIM_SetCompare3(TIM3,d);                // 风扇2 PWM
}

湿度触发状态机

while (1) {
    now = millis();                          // DWT毫秒计数

    if (now - lastDHT >= 2000) {            // 每2秒读DHT22
        DHT22_Read(&t, &h);
    }
    if (now - lastSec >= 1000) {            // 每秒检查
        if (g_fanOn) {                       // 运行中
            if (h < HUMI_STOP || sec >= MAX_TIME) {
                Fan_Stop(); Buzzer_Beep(300); // 停止!
            }
        } else {                            // 待机
            if (h > HUMI_START) { Fan_Run(FAN_PWM); } // 触发!
        }
    }
    OLED_Clear(); /* 刷新显示 */
    d_us(200000);                           // 200ms
}

软件基础设置信息

IDE	Keil MDK v5 (uVision V5.06)
编译器	ARMCC V5.06 update 5 (build 528)
主控芯片	STM32F103C8T6 (Cortex-M3, 64KB Flash, 20KB SRAM)
时钟	HSE 8MHz → PLL 9x → 72MHz
标准库	STM32F10x Standard Peripheral Library V3.5.0
C语言标准	C99 (--c99)
MicroLIB	已启用 (提供精简math库)
工程定义	STM32F10X_MD, USE_STDPERIPH_DRIVER
Include路径	.\user; .\start; .\library
启动文件	startup_stm32f10x_md.s (中等密度)
编程器	ST-LINK/V2 (SWD接口)

三重安全保护

技术亮点