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草帽王路飞

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擅长:可编程逻辑 MEMS/传感技术 嵌入式技术 模拟技术 EDA/IC设计 接口/总线/驱动 控制/MCU
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「必看干货」如何利用STM32和迪文串口屏以及WIFI模组进行数据交互？

简介：本文将通过介绍如何实现屏和App实时显示温湿度和光照度采集数据，以及通过控制屏和App去控制GPIO口电平翻转来带大家了解STM32和迪文串口屏以及Wi-Fi模组进行数据交互。

一.迪文屏简介
显示控制部分采用的是迪文的4.3寸串口屏。

正面图：

背面图：

接口图：

此次设计中界面设计的界面效果如下图：

温湿度界面效果展示：

光照度界面效果展示：

控制界面效果展示：

MCU和显示屏通过串口通信，来实现控制和显示。

二.迪文屏界面和程序设计
STM32通过串口1和迪文屏进行通信，波特率115200。

1.界面设计
首先采用PS软件做出自己需要的图片，然后保存成800*480分辨率的BMP图片格式。接着采用迪文的一款上位机软件进行显示和控制设计。如何设计参考

迪文官方资料《T5L DGUSII 应用开发指南》。

温湿度界面：


光照度界面：


节点控制界面：


控制屏界面设计完整工程:点此下载

2.驱动程序设计
调用WriteDataToLCD对串口屏写入数据：
  1. /*******************************************************************************
  2. ** Function Name  :void WriteDataToLCD(uint16_t startAddress,uint16_t return_data_start_addr,uint16_t length)
  3. ** Description    : 数据写入触摸屏变量寄存器
  4. ** Input          : uint16_t startAddress,uint16_t return_data_start_addr,uint16_t length
  5. ** Output         : None
  6. ** Return         : None
  7. ** Attention            :
  8. *******************************************************************************/
  9. void WriteDataToLCD(uint16_t startAddress,uint16_t return_data_start_addr,uint16_t length)
  10. {
  11.   /*命令的长度由帧头（2个字节）+数据长度（1个字节）+指令（1个字节）+起始地址（2个字节）+数据（长度为length）*/
  12.     uint8_t i;
  13.     usart1_txBuf[0]=0x5a;
  14.     usart1_txBuf[1]=0xa5;
  15.     usart1_txBuf[2]=length+3;
  16.     usart1_txBuf[3]=0x82;
  17.     usart1_txBuf[4]=(uint8_t)((startAddress>>8)&0xff);//起始地址
  18.     usart1_txBuf[5]=(uint8_t)(startAddress&0XFF);//起始地址
  19.     for(i=0;i
  20.     {
  21.         usart1_txBuf[i+6]=((SEND_BUF[i+return_data_start_addr]));
  22.     }
  23.     HAL_UART_Transmit(&huart1, usart1_txBuf, length+6, 20);
  24. }

    • 调用ReadDataFromLCD读取串口屏数据：

    1. /*******************************************************************************
    2. ** Function Name  :void ReadDataFromLCD(uint16_t startAddress,uint8_t readWordLength)
    3. ** Description    : 读变量存储器数据
    4. ** Input          : uint16_t startAddress,uint8_t readWordLength
    5. ** Output         : None
    6. ** Return         : None
    7. ** Attention            :
    8. *******************************************************************************/
    9. void ReadDataFromLCD(uint16_t startAddress,uint16_t readWordLength)
    10. {
    11.   //命令的长度由帧头（2个字节）+数据长度（1个字节）+指令（1个字节）+起始地址（2个字节）+读取的字长度（1个字节）
    12.     usart1_txBuf[0]=0x5a;
    13.     usart1_txBuf[1]=0xa5;
    14.     usart1_txBuf[2]=0x04;
    15.     usart1_txBuf[3]=0x83;
    16.     usart1_txBuf[4]=(uint8_t)((startAddress>>8)&0xff);//起始地址
    17.     usart1_txBuf[5]=(uint8_t)(startAddress&0xff);//起始地址
    18.     usart1_txBuf[6]=readWordLength;//读取长度
    19. ​
    20.     HAL_UART_Transmit(&huart1, usart1_txBuf, 7 , 20);
    21. }
    • 调用void send_tz控制页面跳转：

  1. /*******************************************************************************
  2. ** Function Name  :void send_tz(void))
  3. ** Description    : 跳转页面函数
  4. ** Input          : None
  5. ** Output         : None
  6. ** Return         : None
  7. ** Attention            :
  8. *******************************************************************************/
  9. void send_tz(void)
  10. {
  11.     uint8_t i;
  12.     usart1_txBuf[0]=0x5a;
  13.     usart1_txBuf[1]=0xa5;
  14.     usart1_txBuf[2]=0x07;
  15.     usart1_txBuf[3]=0x82;
  16.     usart1_txBuf[4]=0x00;
  17.     usart1_txBuf[5]=0x84;
  18.     usart1_txBuf[6]=0x5a;
  19.     usart1_txBuf[7]=0x01;
  20.     for(i=0;i<2;i++)
  21.     {
  22.         usart1_txBuf[i+8]=((SEND_BUF[i]));
  23.     }
  24.     HAL_UART_Transmit(&huart1, usart1_txBuf, 10, 20);
  25. }
  26. ​
3.STM32和串口屏进行通信
（1）功能函数介绍
串口屏和APP显示：
单片机读取温湿度和光照度数据之后，把数据送到串口屏和APP，APP和串口屏实时显示这些传感器的数据。
  1. void Deal_Data_Display(void)
  2. {
  3.   uint8_t i;
  4.   uint16_t  light;
  5.   double Tem_val,Hum_val;
  6.   uint8_t dat[2] = {0};
  7.   uint8_t Buffer[30]={0};   
  8.   
  9. ​
  10.       HAL_Delay(1000);
  11.     if(SHT3x_Get_Humiture_periodic(&Tem_val,&Hum_val) == 0)
  12.             {
  13.                 memcpy(Buffer,(double*)(&Tem_val),8);      
  14.                 memcpy(Buffer+8,(double*)(&Hum_val),8);
  15.        for(i=0;i<8;i++)
  16.           {
  17.               SEND_BUF[i] = Buffer[7-i];     
  18.           }
  19.             WriteDataToLCD(0X1110,0,8);
  20.            for(i=0;i<8;i++)
  21.           {
  22.               SEND_BUF[i] = Buffer[15-i];   
  23.           }
  24.               WriteDataToLCD(0X1118,0,8);
  25.                
  26.                 mcu_dp_value_update(DPID_TEMPERATURE,Tem_val*100); //温度数据上报;
  27.                 mcu_dp_value_update(DPID_HUMIDITY,Hum_val*100);    //湿度数据上报;
  28.                 printf("temperature=%6.2lf,humidity=%6.2lfrn",Tem_val,Hum_val);      
  29.             }
  30.         else
  31.             printf("Get_Humiture ERRrn");
  32.         
  33.               HAL_Delay(180);
  34.         if(HAL_OK == BH1750_Read_Dat(dat))
  35.         {
  36.                       light=BH1750_Dat_To_Lx(dat);
  37.                       memcpy(Buffer+16, (uint16_t*)(&light), sizeof((uint16_t*)(&light)));
  38.                      for(i=0;i<2;i++)
  39.               {
  40.                  SEND_BUF[i] = Buffer[17-i];     
  41.               }
  42.                       WriteDataToLCD(0X1120,0,2);
  43.               delay_ms(5);
  44.             printf("illuminance: %5d lxrn", light);
  45.                       mcu_dp_value_update(DPID_ILLUMINANCE,light*100); //光照度数据上报;        
  46.         }
  47.         else
  48.         {
  49.             printf("recv fail");
  50.         }  
  51. }
  52. ​

串口屏控制GPIO口电平：
在串口1中断处理函数中对IO电平进行翻转，大家可以把这个函数重新写，尽量不要在中断处理函数中处理较多的数据。
  1. void USART1_IRQHandler(void)
  2. {
  3.     uint8_t usart1_data;
  4.     uint8_t send[2]={0x5a,0xa5};
  5.     uint16_t addr=0,data=0;//定义地址及数据
  6.     //uint16_t len=0;       //定义长度
  7.   uint8_t usart1_counter=0;
  8.   if((USART1->ISR & 1<<5) == 1<<5)//接收寄存器数据不为空
  9.     {
  10.         usart1_data=USART1->RDR;
  11.     usart1_rxBuf[usart1_counter] = usart1_data;
  12.     if(usart1_counter < 2)
  13.     {   
  14.         if(usart1_rxBuf[usart1_counter]==send[usart1_counter])
  15.         {
  16.             usart1_counter++;
  17.         }
  18.         else
  19.         {
  20.             usart1_counter=0;
  21.         }
  22.     }
  23.     else
  24.     {
  25.         usart1_counter++;
  26.     }
  27.     if(usart1_counter>=(usart1_rxBuf[2]+3))
  28.     {
  29.             addr = usart1_rxBuf[4]*256+usart1_rxBuf[5];             //获取lcd控件寄存器地址
  30.             //len =  usart1_rxBuf[6];                                                   //获取接收的数据字个数
  31.             data = usart1_rxBuf[7]*256+usart1_rxBuf[8];             //获取第一个字数据的值
  32.         switch(addr)
  33.          {
  34.              case 0x1000:      
  35.                  if(data==0x01)     
  36.                   {
  37.                    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
  38.                   }
  39.                 else if(data==0x00)     
  40.                   {
  41.                      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
  42.                   }
  43.                         break;  
  44.        case 0x1001:            
  45.                     if(data==0x01)      
  46.                         {
  47.                          HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
  48.                         }
  49.                     else if(data==0x00)
  50.                      {  
  51.                          HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);  
  52.                      }  
  53.                 break;  
  54.            case 0x1002:            
  55.                     if(data==0x01)      
  56.                     {
  57.                      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
  58.                     }
  59.                else if(data==0x00)
  60.                 {   
  61.                     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);   
  62.                 }      
  63.                 break;  
  64.             case 0x1003:               
  65.                     if(data==0x01)      
  66.                     {
  67.                      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
  68.                     }
  69.                else if(data==0x00)
  70.                 {   
  71.                     HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);   
  72.                 }      
  73.                 break;  
  74.       default :
  75.                         break;                  
  76.            }
  77.       usart1_counter=0;         
  78.     }
  79. }
  80.     if((USART1->ISR & (1<<3)) == (1<<3))//ORE
  81.     {
  82.         USART1->ICR =1<<3;
  83.     }
  84. }




APP控制：
调用以下DP处理函数，APP对串口屏和GPIO进行控制：
  1. /*****************************************************************************
  2. 函数名称 : dp_download_switch_1_handle
  3. 功能描述 : 针对DPID_SWITCH_1的处理函数
  4. 输入参数 : value:数据源数据
  5.         : length:数据长度
  6. 返回参数 : 成功返回:SUCCESS/失败返回:ERROR
  7. 使用说明 : 可下发可上报类型,需要在处理完数据后上报处理结果至app
  8. *****************************************************************************/
  9. static unsigned char dp_download_switch_1_handle(const unsigned char value[], unsigned short length)
  10. {
  11.     //示例:当前DP类型为BOOL
  12.     unsigned char ret;
  13.     //0:关/1:开
  14.     unsigned char switch_1;
  15.    
  16.     switch_1 = mcu_get_dp_download_bool(value,length);
  17.     if(switch_1 == 0)
  18.          {
  19.                 //开关关
  20.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  21.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  22.                 send_tz();
  23.             
  24.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  25.                 SEND_BUF[1]=0x00;
  26.                 WriteDataToLCD(0x1000,0,2);
  27.               HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
  28.         }
  29.         else
  30.         {
  31.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  32.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  33.                 send_tz();
  34. ​
  35.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  36.                 SEND_BUF[1]=0x01;
  37.                 WriteDataToLCD(0x1000,0,2);
  38.                 HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
  39.                //开关开
  40.       }
  41.   
  42.     //处理完DP数据后应有反馈
  43.     ret = mcu_dp_bool_update(DPID_SWITCH_1,switch_1);
  44.     if(ret == SUCCESS)
  45.         return SUCCESS;
  46.     else
  47.         return ERROR;
  48. }
  49. /*****************************************************************************
  50. 函数名称 : dp_download_switch_2_handle
  51. 功能描述 : 针对DPID_SWITCH_2的处理函数
  52. 输入参数 : value:数据源数据
  53.         : length:数据长度
  54. 返回参数 : 成功返回:SUCCESS/失败返回:ERROR
  55. 使用说明 : 可下发可上报类型,需要在处理完数据后上报处理结果至app
  56. *****************************************************************************/
  57. static unsigned char dp_download_switch_2_handle(const unsigned char value[], unsigned short length)
  58. {
  59.     //示例:当前DP类型为BOOL
  60.     unsigned char ret;
  61.     //0:关/1:开
  62.     unsigned char switch_2;
  63.    
  64.     switch_2 = mcu_get_dp_download_bool(value,length);
  65.     if(switch_2 == 0) {
  66.               
  67.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  68.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  69.                 send_tz();
  70. ​
  71.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  72.                 SEND_BUF[1]=0x00;
  73.                 WriteDataToLCD(0x1001,0,2);
  74.               HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);
  75.         //开关关
  76.     }else {
  77.                     
  78.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  79.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  80.                 send_tz();
  81.                
  82.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  83.                 SEND_BUF[1]=0x01;
  84.                 WriteDataToLCD(0x1001,0,2);
  85.               HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
  86.         //开关开
  87.     }
  88.   
  89.     //处理完DP数据后应有反馈
  90.     ret = mcu_dp_bool_update(DPID_SWITCH_2,switch_2);
  91.     if(ret == SUCCESS)
  92.         return SUCCESS;
  93.     else
  94.         return ERROR;
  95. }
  96. /*****************************************************************************
  97. 函数名称 : dp_download_switch_3_handle
  98. 功能描述 : 针对DPID_SWITCH_3的处理函数
  99. 输入参数 : value:数据源数据
  100.         : length:数据长度
  101. 返回参数 : 成功返回:SUCCESS/失败返回:ERROR
  102. 使用说明 : 可下发可上报类型,需要在处理完数据后上报处理结果至app
  103. *****************************************************************************/
  104. static unsigned char dp_download_switch_3_handle(const unsigned char value[], unsigned short length)
  105. {
  106.     //示例:当前DP类型为BOOL
  107.     unsigned char ret;
  108.     //0:关/1:开
  109.     unsigned char switch_3;
  110.    
  111.     switch_3 = mcu_get_dp_download_bool(value,length);
  112.     if(switch_3 == 0) {
  113.                     
  114.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  115.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  116.                 send_tz();
  117.                
  118.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  119.                 SEND_BUF[1]=0x00;
  120.                 WriteDataToLCD(0x1002,0,2);
  121.               HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
  122.         //开关关
  123.     }else {
  124.             
  125.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  126.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  127.                 send_tz();
  128. ​
  129.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  130.                 SEND_BUF[1]=0x01;
  131.                 WriteDataToLCD(0x1002,0,2);
  132.               HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
  133.         //开关开
  134.     }
  135.   
  136.     //处理完DP数据后应有反馈
  137.     ret = mcu_dp_bool_update(DPID_SWITCH_3,switch_3);
  138.     if(ret == SUCCESS)
  139.         return SUCCESS;
  140.     else
  141.         return ERROR;
  142. }
  143. /*****************************************************************************
  144. 函数名称 : dp_download_switch_4_handle
  145. 功能描述 : 针对DPID_SWITCH_4的处理函数
  146. 输入参数 : value:数据源数据
  147.         : length:数据长度
  148. 返回参数 : 成功返回:SUCCESS/失败返回:ERROR
  149. 使用说明 : 可下发可上报类型,需要在处理完数据后上报处理结果至app
  150. *****************************************************************************/
  151. static unsigned char dp_download_switch_4_handle(const unsigned char value[], unsigned short length)
  152. {
  153.     //示例:当前DP类型为BOOL
  154.     unsigned char ret;
  155.     //0:关/1:开
  156.     unsigned char switch_4;
  157.    
  158.     switch_4 = mcu_get_dp_download_bool(value,length);
  159.     if(switch_4 == 0) {
  160.                
  161.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  162.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  163.                 send_tz();
  164.                
  165.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  166.                 SEND_BUF[1]=0x00;
  167.                 WriteDataToLCD(0x1003,0,2);
  168.               HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
  169.         //开关关
  170.     }else {
  171.             
  172.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  173.                 SEND_BUF[1]=0x06;
  174.                 send_tz();
  175.             
  176.                 SEND_BUF[0]=0x00;
  177.                 SEND_BUF[1]=0x01;
  178.                 WriteDataToLCD(0x1003,0,2);
  179.               HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
  180.         //开关开
  181.     }
  182.   
  183.     //处理完DP数据后应有反馈
  184.     ret = mcu_dp_bool_update(DPID_SWITCH_4,switch_4);
  185.     if(ret == SUCCESS)
  186.         return SUCCESS;
  187.     else
  188.         return ERROR;
  189. }



（2）主程序设计

主函数循环体中调用联网函数，WIFI串口处理函数，数据显示函数。

  1. int main(void)
  2. {

  4.   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  5.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick.*/
  6.   HAL_Init();
  7. ​
  8.   /* Configure the system clock */
  9.   SystemClock_Config();
  10. ​
  11.   /* Initialize all configured peripherals */
  12.   MX_GPIO_Init();
  13.   MX_USART1_UART_Init();
  14.   MX_USART2_UART_Init();
  15.     MX_USART3_UART_Init();
  16.     wifi_protocol_init();       //wifi协议初始化
  17.   MX_I2C2_Init();
  18.   MX_I2C1_Init();
  19.    
  20.     MX_TIM3_Init(10000-1,8000-1); //定时器3初始化，定时1s
  21.    
  22.   SHT3x_Reset();
  23.     if( 0 == SHT3x_Init())
  24.         printf("SHT3x_Init OK rn");
  25.     else
  26.         printf("SHT3x_Init ERR rn");
  27.    
  28. ​
  29.   /* Infinite loop */
  30.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
  31.   while (1)
  32.   {
  33.           Connect_Wifi();   
  34.             wifi_uart_service();//wifi串口数据处理服务  
  35.         
  36.    if(1 == Display_Flag)
  37.         {
  38.           Deal_Data_Display();  
  39.             Display_Flag=0;
  40.       }         
  41.   }
  42. }

（3）如何降低功耗

可以通过指令对触摸屏进行背光待机控制。详细指令参考《T5L DGUSII 应用开发指南》。


（4）样机实物展示

通过APP和串口屏实时显示温湿度和光照度数据，操作串口屏和APP可以实时控制GPIO的电平翻转。






可以通过APP控制串口屏和GPIO口的电平。
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