基于STM32单片机的简易抽水控制系统

题目描述

设计一个基于STM32单片机的简易抽水控制系统要求：

（1）通过水位传感器获取水箱水位高度；

（2）在LED显示屏上显示当前水位；

（3）当温度超过最高水位时，启动电磁阀排水进行降温；当水位过低时，启动水泵注水；

源代码

#include "stm32f4xx.h"

// 定义GPIO引脚
#define WATER_LEVEL_PIN GPIO_Pin_0
#define TEMPERATURE_PIN GPIO_Pin_1

// 定义控制器IO口
#define PUMP_PIN GPIO_Pin_2
#define DRAIN_VALVE_PIN GPIO_Pin_3

// 定义水位和温度阈值
#define HIGH_WATER_LEVEL_THRESHOLD 80
#define LOW_WATER_LEVEL_THRESHOLD 20
#define HIGH_TEMPERATURE_THRESHOLD 50

// 函数声明
void GPIO_Configuration(void);

int main(void) {
    // 初始化GPIO配置
    GPIO_Configuration();

    while (1) {
        // 获取水位高度
        uint16_t waterLevel = ADC_GetConversionValue(ADC1);

        // 显示当前水位
        // 在LED显示屏上实现显示逻辑

        // 获取温度
        uint16_t temperature = ADC_GetConversionValue(ADC2);

        // 检查温度是否超过最高水位
        if (temperature > HIGH_TEMPERATURE_THRESHOLD) {
            // 启动电磁阀排水进行降温
            GPIO_SetBits(GPIOA, DRAIN_VALVE_PIN);
        } else {
            // 关闭电磁阀
            GPIO_ResetBits(GPIOA, DRAIN_VALVE_PIN);
        }

        // 检查水位是否过低
        if (waterLevel < LOW_WATER_LEVEL_THRESHOLD) {
            // 启动水泵注水
            GPIO_SetBits(GPIOA, PUMP_PIN);
        } else {
            // 关闭水泵
            GPIO_ResetBits(GPIOA, PUMP_PIN);
        }
    }
}

void GPIO_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOA和ADC1、ADC2时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_ADC2, ENABLE);

    // 配置水位传感器引脚为模拟输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = WATER_LEVEL_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置温度传感器引脚为模拟输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TEMPERATURE_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置控制器IO口
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PUMP_PIN | DRAIN_VALVE_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置ADC1和ADC2
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

    ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;

    ADC_DeInit();
    ADC_CommonStructInit(&ADC_CommonInitStructure);
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div2;
    ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
    ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
    ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);

    ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_3Cycles);
    ADC_Init(ADC2, &ADC_InitStructure);
    ADC_Cmd(ADC2, ENABLE);

    ADC_SoftwareStartConv(ADC1);
    ADC_SoftwareStartConv(ADC2);
}

该程序使用了GPIO和ADC外设来实现水位传感器和温度传感器的读取。通过配置GPIO引脚为模拟输入，并初始化ADC外设，可以读取传感器的模拟信号。根据读取到的水位和温度，控制器会启动相应的电磁阀和水泵进行排水和注水操作。

请注意，以上代码仅供参考，具体实现可能需要根据你所使用的STM32单片机型号和外设连接方式进行适当的修改。另外，LED显示屏的具体实现需要根据使用的硬件进行相应的开发。