基于STM32与DHT11的智能温控系统：从传感器驱动到闭环控制实战

你是不是也遇到过这样的场景：想给家里的鱼缸、温室大棚或者一个简单的恒温箱做个自动温控，但一查方案，要么是买现成的温控器（功能固定、价格不透明），要么就得从零开始学复杂的单片机编程，感觉无从下手？

其实，一个核心功能完备的温控系统，其硬件核心无非是“感知温度”和“执行开关”，软件核心则是“判断逻辑”。今天，我们就用最经典的STM32单片机、最常见的DHT11温湿度传感器和最通用的继电器模块，手把手带你实现一个功能完整、可手动调节阈值、代码清晰易懂的温控开关项目。

这个项目远不止是简单的“温度高了关，低了开”。我们将实现：

1. 实时监测：通过DHT11持续获取环境温度。
2. 动态控制：当温度超过设定上限时，自动打开继电器（模拟加热设备）；当温度低于设定下限时，自动关闭继电器。
3. 灵活交互：通过4个独立按键，可以随时查看、增加或减少上下限阈值，并将设置保存到STM32的Flash中，断电不丢失。
4. 状态可视：通过串口打印实时温度、阈值及继电器状态，方便调试。

你会发现，搞懂了这个项目，你不仅学会了DHT11和继电器的驱动，更掌握了嵌入式开发中状态机编程、非阻塞式按键处理、数据持久化存储这几个至关重要的工程化思维。这比单纯点个灯、读个传感器值，要实用得多。

1. 项目核心要解决什么问题？

很多STM32初学者在学习了GPIO、定时器、串口等基础外设后，会陷入一个迷茫期：这些知识怎么串联成一个有用的实际产品？网上很多教程是零散的，比如单独讲如何驱动DHT11，或者单独讲如何控制继电器，但很少告诉你如何将它们有机结合起来，并加入关键的人机交互和逻辑控制。

本项目的目标，就是填补这个“从模块到系统”的鸿沟。我们将一个温控开关的需求，拆解为具体的、可实现的软件模块和硬件连接，并着重解决以下几个工程实践中的典型问题：

• 传感器数据读取的稳定性：DHT11采用单总线协议，时序要求严格，如何写出稳定、抗干扰的读取代码？
• 继电器控制的逻辑与安全：如何设计控制逻辑，避免在阈值临界点附近频繁开关（继电器抖动）？如何确保系统上电或异常时的安全状态？
• 友好的人机交互：如何用有限的按键（4个）实现查看、增加、减少阈值等多个功能？如何设计交互逻辑让用户感觉自然？
• 系统参数的持久化：用户设定的温度阈值，如何在单片机断电后依然保存？如何安全地读写STM32的内部Flash？

通过完成这个项目，你将获得一个可以直接用于小型恒温、散热报警等场景的原型核心，并且其代码框架可以轻松移植到其他需要“感知-判断-执行”的物联网或自动化控制项目中。

2. 核心硬件与原理简介

在动手写代码之前，我们必须先理解手中“武器”的特性与限制。

2.1 STM32：我们的大脑

我们以最常见的STM32F103C8T6（俗称“蓝桥杯”或“最小系统板”）为例。它基于ARM Cortex-M3内核，拥有足够的GPIO、定时器和Flash资源来完成本项目。我们将使用STM32CubeMX工具配合HAL库进行开发，这能极大简化初始化过程，让我们专注于应用逻辑。

在本项目中的角色：负责协调所有外设——读取传感器数据、处理按键输入、执行控制逻辑、保存用户设置、通过串口输出信息。

2.2 DHT11：我们的感官

DHT11是一款廉价的数字温湿度复合传感器。它输出的是已校准的数字信号，通过单总线（Single-Bus）与MCU通信。

• 关键特性：
  • 测量范围：温度0-50°C（精度±2°C），湿度20-90%RH（精度±5%RH）。
  • 单总线协议：仅需一根数据线即可通信，但需要严格的时序。
  • 供电：3.3V-5.5V。
• 通信原理：
  1. MCU发起起始信号：拉低数据线至少18ms，然后拉高20-40µs，等待DHT11响应。
  2. DHT11响应：拉低80µs，再拉高80µs，表示准备发送数据。
  3. 数据传输：每位数据都以一个50µs的低电平起始位开始，随后高电平的持续时间决定数据位是0（26-28µs）还是1（70µs）。
  4. 数据格式：一次传输40位数据（8位湿度整数+8位湿度小数+8位温度整数+8位温度小数+8位校验和）。对于DHT11，小数部分通常为0。

重要提示：DHT11的时序要求非常严格，在编写驱动时，必须使用微秒级延时，并且要处理好中断的影响。HAL库的HAL_Delay()是毫秒级，不适用，我们需要用定时器或系统滴答定时器（SysTick）来实现微秒延时。

2.3 继电器模块：我们的手脚

继电器是一种电控开关，用小电流（来自STM32的GPIO）控制大电流电路的通断。

• 关键特性：
  • 控制端：通常有VCC（接3.3V/5V）、GND、IN（信号输入）三个引脚。IN脚接STM32的GPIO。
  • 被控端：通常有COM（公共端）、NO（常开端）、NC（常闭端）。我们一般使用COM和NO，当IN为低电平时，COM与NO断开；IN为高电平时，COM与NO吸合。
  • 电平逻辑：常见模块有低电平触发和高电平触发两种。务必根据你的模块说明书确定！本文假设为高电平触发（IN给高电平，继电器吸合）。
• 安全警告：
  • 继电器模块的控制端（VCC， GND， IN）和被控端（COM， NO， NC）是电气隔离的。严禁将控制端的GND与被控端电路的任何部分直接相连！
  • 被控端连接的是强电（如220V交流）时，必须做好绝缘防护，操作时务必断电，并由具备资质的人员进行。本文为演示，被控端仅连接一个LED灯模拟负载。

2.4 4键按键模块：我们的交互界面

使用四个独立的轻触按键，分别定义为：

• KEY_UP：用于增加设定值。
• KEY_DOWN：用于减少设定值。
• KEY_LEFT：用于切换设置对象（如切换设置上限温度或下限温度）。
• KEY_RIGHT：用于确认/进入设置模式或退出。

我们将实现一个简单的状态机来管理按键功能，例如：短按KEY_RIGHT进入阈值设置模式，此时KEY_LEFT切换设置上限/下限，KEY_UP/KEY_DOWN调整数值，再次短按KEY_RIGHT保存并退出。

3. 开发环境与工程创建

硬件清单：

• STM32F103C8T6核心板 或 最小系统板 x1
• DHT11温湿度传感器模块 x1
• 继电器模块（高/低电平触发，需确认） x1
• 4键独立按键模块 或 4个独立轻触按键 x1
• USB转TTL串口模块（用于程序下载和调试输出） x1
• LED灯及220Ω电阻（模拟被控负载） x1
• 杜邦线 若干
• 面包板 或 焊接工具

软件环境：

• STM32CubeMX (v6.0+)
• Keil MDK-ARM (v5.30+) 或 STM32CubeIDE (v1.10+)
• 串口调试助手（如XCOM， Putty）

工程创建步骤：

1. 启动STM32CubeMX，新建工程，选择你的MCU型号（如STM32F103C8）。
2. 配置系统核心：
   • SYS: Debug 选择Serial Wire（如果要用ST-Link调试）。
   • RCC: HSE 选择Crystal/Ceramic Resonator（如果板载外部高速晶振）。
3. 配置时钟树：根据你的晶振频率（通常8MHz），将HCLK配置到最大72MHz（对于F103）。
4. 配置外设：
   • USART1: 模式选择Asynchronous，用于串口打印。波特率可设为115200。
   • GPIO:
     • 为DHT11的数据线（假设接PA0）配置一个推挽输出模式的引脚，初始输出高电平。同时，在代码中我们需要将其切换为输入模式来读取数据，这将在驱动函数里动态操作。
     • 为继电器控制线（假设接PA1）配置为推挽输出模式，初始输出低电平（确保继电器初始为断开状态）。
     • 为四个按键（假设接PA2-PA5）配置为上拉输入模式（如果外部有上拉电阻，也可配置为浮空输入）。
   • 定时器：选择一个基本定时器（如TIM2）用于产生微秒级延时。配置预分频器和周期，使其每计数一次对应1微秒。例如，当系统时钟72MHz，预分频器设为72-1，则计数器每增加1，时间为1µs。
5. 生成工程：
   • 在Project Manager选项卡设置项目名称、路径、IDE（MDK-ARM或STM32CubeIDE）。
   • 在Code Generator中，选择“Copy only necessary library files”和“Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files”。
   • 点击GENERATE CODE生成工程。

4. 核心驱动与逻辑代码实现

工程生成后，打开你的IDE。我们将在Core/Src和Core/Inc目录下添加和修改代码。

4.1 微秒延时函数

首先，我们需要一个精准的微秒延时函数，这是驱动DHT11的基础。我们利用在CubeMX中配置的定时器（如TIM2）来实现。

在main.c的/* USER CODE BEGIN 0 */部分添加以下代码：

// 微秒延时函数（基于TIM2） void delay_us(uint16_t us) { __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 清零计数器 HAL_TIM_Base_Start(&htim2); // 启动定时器 while (__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2) < us); // 等待计数值达到设定值 HAL_TIM_Base_Stop(&htim2); // 停止定时器 }

别忘了在/* USER CODE BEGIN Includes */部分包含#include "tim.h"。

4.2 DHT11驱动代码

创建两个文件：dht11.c和dht11.h，放在Core/Src和Core/Inc目录下。

dht11.h:

#ifndef __DHT11_H #define __DHT11_H #include "main.h" // 定义DHT11数据线连接的GPIO端口和引脚 #define DHT11_GPIO_PORT GPIOA #define DHT11_GPIO_PIN GPIO_PIN_0 // 函数声明 void DHT11_Init(void); uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temperature, uint8_t *humidity); uint8_t DHT11_Read_Byte(void); uint8_t DHT11_Read_Bit(void); void DHT11_Reset(void); #endif

dht11.c:

#include "dht11.h" #include "tim.h" // 为了使用delay_us // 设置数据线为输出模式 static void DHT11_IO_Out(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = DHT11_GPIO_PIN; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(DHT11_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); } // 设置数据线为输入模式（上拉） static void DHT11_IO_In(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = DHT11_GPIO_PIN; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(DHT11_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); } // 读取一个位 uint8_t DHT11_Read_Bit(void) { uint8_t data = 0; DHT11_IO_In(); // 等待低电平开始信号结束 (约50us) while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_RESET); // 测量高电平持续时间 delay_us(40); // 等待40us后采样 if (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_SET) { data = 1; } // 等待该位的高电平结束 while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_SET); return data; } // 读取一个字节 uint8_t DHT11_Read_Byte(void) { uint8_t i, data = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { data <<= 1; data |= DHT11_Read_Bit(); } return data; } // 启动DHT11 void DHT11_Reset(void) { DHT11_IO_Out(); HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(20); // 拉低至少18ms HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET); delay_us(30); // 拉高20-40us DHT11_IO_In(); // 等待DHT11响应低电平 while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_SET); // 等待DHT11响应高电平 while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_RESET); while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_SET); } // 读取温湿度数据 uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temperature, uint8_t *humidity) { uint8_t buf[5]; uint8_t i; uint8_t checksum; DHT11_Reset(); // 如果等待响应超时，返回错误 if (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == GPIO_PIN_SET) { return 0; // 无响应 } // 读取5个字节（40位） for (i = 0; i < 5; i++) { buf[i] = DHT11_Read_Byte(); } // 校验和 checksum = buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3]; if (checksum != buf[4]) { return 0; // 校验失败 } *humidity = buf[0]; *temperature = buf[2]; // DHT11温度小数部分通常为0，这里只取整数部分 return 1; // 读取成功 }

4.3 按键扫描与状态机

我们采用非阻塞式、支持短按的按键扫描方式。在main.c中定义相关变量和函数。

/* USER CODE BEGIN PV */ // 定义按键引脚 (根据你的实际连接修改) #define KEY_UP_PIN GPIO_PIN_2 #define KEY_DOWN_PIN GPIO_PIN_3 #define KEY_LEFT_PIN GPIO_PIN_4 #define KEY_RIGHT_PIN GPIO_PIN_5 #define KEY_GPIO_PORT GPIOA // 按键状态枚举 typedef enum { SYS_NORMAL = 0, // 正常监控模式 SYS_SET_HIGH, // 设置高温阈值 SYS_SET_LOW // 设置低温阈值 } SysMode_t; // 全局变量 uint8_t current_temp = 0; uint8_t temp_high_threshold = 30; // 默认高温阈值 uint8_t temp_low_threshold = 20; // 默认低温阈值 SysMode_t sys_mode = SYS_NORMAL; uint8_t relay_state = 0; // 0: off, 1: on // 按键扫描函数（非阻塞） void Key_Scan(void) { static uint8_t key_up_last = 1, key_down_last = 1, key_left_last = 1, key_right_last = 1; uint8_t key_up_now = HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_UP_PIN); uint8_t key_down_now = HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_DOWN_PIN); uint8_t key_left_now = HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_LEFT_PIN); uint8_t key_right_now = HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_RIGHT_PIN); // 检测KEY_RIGHT短按（模式切换/确认） if (key_right_last == 1 && key_right_now == 0) { // 下降沿，按键按下 HAL_Delay(10); // 简单消抖 if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_RIGHT_PIN) == 0) { if (sys_mode == SYS_NORMAL) { sys_mode = SYS_SET_HIGH; printf("Enter High Threshold Setting Mode.\r\n"); } else if (sys_mode == SYS_SET_HIGH) { sys_mode = SYS_SET_LOW; printf("Enter Low Threshold Setting Mode.\r\n"); } else if (sys_mode == SYS_SET_LOW) { sys_mode = SYS_NORMAL; // 保存阈值到Flash（此处调用Flash写入函数，后文实现） printf("Settings Saved. Back to Normal Mode.\r\n"); } } } key_right_last = key_right_now; // 在设置模式下，处理KEY_UP/KEY_DOWN调整数值，KEY_LEFT切换设置对象 if (sys_mode != SYS_NORMAL) { // KEY_LEFT短按：切换设置高温/低温阈值（在SYS_SET_HIGH和SYS_SET_LOW间切换） if (key_left_last == 1 && key_left_now == 0) { HAL_Delay(10); if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_LEFT_PIN) == 0) { sys_mode = (sys_mode == SYS_SET_HIGH) ? SYS_SET_LOW : SYS_SET_HIGH; printf("Switch to %s Threshold Setting.\r\n", (sys_mode == SYS_SET_HIGH) ? "High" : "Low"); } } key_left_last = key_left_now; // KEY_UP短按：增加当前设置的阈值 if (key_up_last == 1 && key_up_now == 0) { HAL_Delay(10); if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_UP_PIN) == 0) { if (sys_mode == SYS_SET_HIGH && temp_high_threshold < 50) { temp_high_threshold++; } else if (sys_mode == SYS_SET_LOW && temp_low_threshold < temp_high_threshold - 1) { // 低温阈值必须低于高温阈值至少1度 temp_low_threshold++; } printf("High:%dC, Low:%dC\r\n", temp_high_threshold, temp_low_threshold); } } key_up_last = key_up_now; // KEY_DOWN短按：减少当前设置的阈值 if (key_down_last == 1 && key_down_now == 0) { HAL_Delay(10); if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_PORT, KEY_DOWN_PIN) == 0) { if (sys_mode == SYS_SET_HIGH && temp_high_threshold > temp_low_threshold + 1) { // 高温阈值必须高于低温阈值至少1度 temp_high_threshold--; } else if (sys_mode == SYS_SET_LOW && temp_low_threshold > 0) { temp_low_threshold--; } printf("High:%dC, Low:%dC\r\n", temp_high_threshold, temp_low_threshold); } } key_down_last = key_down_now; } } /* USER CODE END PV */

4.4 温度控制逻辑与继电器驱动

在main.c的主循环while (1)中，我们需要周期性地执行以下任务：

1. 读取DHT11温度。
2. 根据当前模式和温度，控制继电器。
3. 扫描按键。
4. 通过串口打印状态信息。

/* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { uint8_t humidity = 0; uint8_t temperature = 0; // 1. 读取DHT11数据（例如每2秒读一次） static uint32_t dht11_tick = 0; if (HAL_GetTick() - dht11_tick > 2000) { dht11_tick = HAL_GetTick(); if (DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity)) { current_temp = temperature; printf("Temp:%dC, Humi:%d%%\r\n", current_temp, humidity); } else { printf("DHT11 Read Error!\r\n"); } } // 2. 温度控制逻辑（仅在正常模式下自动控制） if (sys_mode == SYS_NORMAL) { if (current_temp > temp_high_threshold) { // 温度过高，打开继电器（假设继电器高电平触发，控制散热设备如风扇） HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET); relay_state = 1; } else if (current_temp < temp_low_threshold) { // 温度过低，关闭继电器（或打开加热设备，逻辑相反，根据实际设备调整） // 这里假设继电器控制的是散热设备，所以低温时关闭 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); relay_state = 0; } // 温度在阈值之间时，保持原状态（引入迟滞，避免临界点抖动） } // 3. 按键扫描 Key_Scan(); // 4. 打印系统状态（频率可低于温度读取） static uint32_t status_tick = 0; if (HAL_GetTick() - status_tick > 5000) { status_tick = HAL_GetTick(); printf("[Status] Mode:%s, Temp:%dC, High:%dC, Low:%dC, Relay:%s\r\n", (sys_mode == SYS_NORMAL) ? "Normal" : ((sys_mode == SYS_SET_HIGH) ? "SetHigh" : "SetLow"), current_temp, temp_high_threshold, temp_low_threshold, relay_state ? "ON" : "OFF"); } HAL_Delay(10); // 主循环延时，降低CPU占用 } /* USER CODE END WHILE */

4.5 阈值参数存储（内部Flash）

为了保存用户设置的阈值，我们需要将数据写入STM32的内部Flash。注意：Flash写入前必须先擦除，且以扇区为单位操作，频繁擦写会损耗Flash寿命。

我们选择STM32F103C8T6的最后一个扇区（Page 127，地址0x0801F800 - 0x0801FFFF）来存储数据。首先，在main.c中添加Flash操作函数。

/* USER CODE BEGIN 4 */ #include "stm32f1xx_hal_flash.h" // 定义参数存储的Flash地址（最后一页） #define PARAM_FLASH_ADDR 0x0801F800 // 保存参数结构体 typedef struct { uint8_t high_threshold; uint8_t low_threshold; uint8_t checksum; // 简单的校验和 } SystemParams_t; // 计算校验和 static uint8_t calc_checksum(SystemParams_t *params) { return (params->high_threshold + params->low_threshold) ^ 0xAA; } // 从Flash读取参数 void params_load(SystemParams_t *params) { uint32_t *src = (uint32_t*)PARAM_FLASH_ADDR; uint32_t *dst = (uint32_t*)params; for (int i = 0; i < sizeof(SystemParams_t)/4; i++) { *dst++ = *src++; } // 验证校验和 if (params->checksum != calc_checksum(params)) { // 校验失败，使用默认值 params->high_threshold = 30; params->low_threshold = 20; params->checksum = calc_checksum(params); printf("Load default params.\r\n"); } else { printf("Load params from Flash: High=%d, Low=%d\r\n", params->high_threshold, params->low_threshold); } } // 保存参数到Flash void params_save(SystemParams_t *params) { HAL_FLASH_Unlock(); // 解锁Flash FLASH_EraseInitTypeDef EraseInitStruct; uint32_t PageError = 0; // 配置擦除操作：擦除最后一页 EraseInitStruct.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES; EraseInitStruct.PageAddress = PARAM_FLASH_ADDR; EraseInitStruct.NbPages = 1; // 执行擦除 if (HAL_FLASHEx_Erase(&EraseInitStruct, &PageError) != HAL_OK) { printf("Flash Erase Error!\r\n"); HAL_FLASH_Lock(); return; } // 写入数据 params->checksum = calc_checksum(params); // 更新校验和 uint32_t *src = (uint32_t*)params; uint32_t addr = PARAM_FLASH_ADDR; for (int i = 0; i < sizeof(SystemParams_t)/4; i++) { if (HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, addr, *src) != HAL_OK) { printf("Flash Write Error at 0x%08lx!\r\n", addr); break; } addr += 4; src++; } HAL_FLASH_Lock(); // 锁定Flash printf("Params saved to Flash.\r\n"); } /* USER CODE END 4 */

然后，在main函数的初始化部分（/* USER CODE BEGIN 2 */）加载参数，并在按键保存时调用保存函数。

/* USER CODE BEGIN 2 */ SystemParams_t sys_params; params_load(&sys_params); temp_high_threshold = sys_params.high_threshold; temp_low_threshold = sys_params.low_threshold; printf("System Start. High:%dC, Low:%dC\r\n", temp_high_threshold, temp_low_threshold); /* USER CODE END 2 */

修改按键处理中保存配置的部分：

// ... 在KEY_RIGHT按键处理中，退出设置模式时 ... } else if (sys_mode == SYS_SET_LOW) { sys_mode = SYS_NORMAL; // 保存阈值到Flash sys_params.high_threshold = temp_high_threshold; sys_params.low_threshold = temp_low_threshold; params_save(&sys_params); printf("Settings Saved. Back to Normal Mode.\r\n"); }

5. 硬件连接与测试

1. 连接电路：

   • STM32<->DHT11: VCC -> 3.3V/5V, GND -> GND, DATA -> PA0。
   • STM32<->继电器模块: VCC -> 3.3V/5V, GND -> GND, IN -> PA1。
   • STM32<->4个按键: 一端分别接PA2, PA3, PA4, PA5；另一端接GND（配置为上拉输入时，按键按下即为低电平）。
   • 继电器模块<->负载: COM接电源正极，NO接负载（如LED+电阻）正极，负载负极接电源负极。若控制220V，务必断电操作，注意安全！
   • STM32<->USB转TTL: PA9(TX) -> RXD, PA10(RX) -> TXD, GND -> GND。

2. 编译与下载：使用Keil或CubeIDE编译工程，无错误后通过ST-Link或串口下载到STM32。

3. 上电测试：

   • 打开串口调试助手，设置波特率115200。
   • 复位STM32，观察串口输出启动信息和初始温度。
   • 用手触摸或吹气改变DHT11周围温度，观察串口温度变化及继电器状态变化（可通过继电器模块上的指示灯或连接的LED判断）。
   • 按下KEY_RIGHT键，进入设置模式，按照串口提示，使用KEY_LEFT切换设置项，KEY_UP/KEY_DOWN调整阈值，再次按下KEY_RIGHT保存。
   • 断电重启，检查阈值是否从Flash中成功加载。

6. 常见问题与排查思路

7. 最佳实践与项目扩展建议

一个稳定的温控系统，远不止让继电器“动起来”那么简单。以下是提升项目鲁棒性和实用性的关键点：

1. 传感器数据滤波：DHT11的读数可能存在偶发跳动。采用滑动平均滤波或中值滤波可以平滑数据，避免因单次误读导致误动作。

   #define FILTER_SIZE 5 uint8_t temp_buffer[FILTER_SIZE] = {0}; uint8_t buffer_index = 0; // 每次读取到新温度后 temp_buffer[buffer_index] = current_temp; buffer_index = (buffer_index + 1) % FILTER_SIZE; // 计算平均值 uint16_t sum = 0; for(int i=0; i<FILTER_SIZE; i++) sum += temp_buffer[i]; uint8_t filtered_temp = sum / FILTER_SIZE; // 使用 filtered_temp 进行控制判断

2. 控制算法升级：简单的开关控制（Bang-Bang Control）在阈值点附近容易振荡。对于要求更高的场合，可以尝试比例积分微分（PID）控制，它能根据温差的大小和变化趋势，更平滑地调节执行机构（如通过PWM控制加热功率）。

3. 更健壮的按键处理：当前的消抖简单延时会影响系统响应。推荐使用状态机或定时器中断扫描的方式来实现非阻塞、支持长按、连按等高级功能的按键驱动。

4. 增加显示模块：使用OLED或LCD屏幕实时显示温度、阈值、继电器状态和系统模式，用户体验会远好于串口调试。

5. 通信与联网：添加Wi-Fi模块（如ESP-01S）或蓝牙模块，将温度数据和控制接口暴露给手机App或云平台，实现远程监控，项目就升级为了一个简单的物联网设备。

6. 低功耗设计：如果用于电池供电场景，可以让STM32进入休眠模式（Stop或Standby），定时唤醒读取传感器和检查按键，从而大幅降低系统功耗。

7. 工程结构优化：将DHT11驱动、按键驱动、Flash操作、控制逻辑分别模块化，放在独立的.c/.h文件里，通过清晰的接口调用。这会让代码更易维护和移植。

通过这个项目，你搭建的不仅仅是一个温控开关，而是一个经典的嵌入式系统闭环控制框架。这个框架包含了传感器输入、人机交互、逻辑处理、执行输出、数据存储等核心要素。掌握了它，你就能快速地将想法转化为各种实实在在的自动化小设备。