项目目的

本项目是水藻过滤自动填装原液装置，通过对水箱内的液位进行探测，满足条件时输出一个水泵驱动信号，添加过滤后的水，进一步进行处理提高过滤纯度，由于过滤后的藻类留存在水箱中，水箱内的液位不断上升，所以没有固定的液位作为阈值启停水泵。

实现方案

本项目使用超声波传感器作为液位测量的工具，读取到距离信息后通过串口回传数据，STM32将距离信息显示在OLED屏幕上，当测得的距离高于80cm即液位过深，此时水箱中的水位过低，达到启动水泵加水的条件，输出启动信号。当测得的距离低于30cm，水位过高，达到水箱上限，关闭水泵。当液位在一个大于50cm的值保持过久，系统判定此时为藻类留存抬高水位，满足启动水泵加水。

问题与复盘

本项目实现顺序为点亮OLED-串口通信实现-数据转码-控制算法

OLED的点亮

本次项目使用了IIC ,SPI 两种OLED屏幕进行测试，并更换STM32与C51平台进行测试，测试结果都无法驱动OLED，检查电源SCL，SDA都有信号，难以排查问题。但基本确认硬件平台出现问题的可能性很低，在更换一块新的OLED后，开始对软件代码进行排查，发现中景园提供的部分代码的时序与STM32提供例程中的IIC有几个延时的误差，中景园没有提供延时，有两种方案，一、确保32例程IIC的可靠性后对相关时序代码进行移植，二、重新找一个OLED程序，在此基础上开始后续工作的开展。出于方便考虑我选择了第二种，重新在51黑上下载了项目工程之后，发现成功驱动了OLED屏幕。

在调节UI的过程中，发现输入其他中文后（此项目原本就有中文显示）屏幕不再点亮，应该是其字库中未包括输入的汉字，使用英文正常，便使用英文作为UI的界面

目前需要在此工程上开展后续的工作，有两个方案，一、在此工程上添加串口，按键等代码，二、将IIC部分转移至原有的一个工程，其中有调试完毕的串口起始帧处理。最终选择方案二，将OLEDiic和OLEDh文件转移至原工程，至此OLED显示工作已完毕，可以正常显示项目UI界面。

串口调试

超声波传感器传输的数据为4个八位数据，第一位为0xff 起始帧，数据高八位，数据低八位，校验位，波特率为9600。因此在串口接收中断处理函数中需要对起始帧进行判断，由于没有结束帧，但由于每一组数据为固定长度，所以可以在起始帧后计数的方式完成一组数据的读取存放。

具体代码为：

1   void UART4_IRQHandler(void)
2   {
3   u8 r;
4
5       if(USART_GetITStatus(UART4, USART_IT_RXNE) != RESET)
6       {
7           r =USART_ReceiveData(UART4);//(USART1->DR);
8           if((USART4_RX_STA&0x8000)==0)
9           {
10              if(USART4_RX_STA&0x4000)//如果第七位被置高说明此时已检测到起始帧
11              {
12                  if(t<=3)    //检测到起始帧且位数不到三个
13                  {
14                      t++;
15                      USART4_RX_BUF[t&0X3FFF]=r;//自加并存入数组
16
17                  }
18                  else
19                  {
20                      USART4_RX_STA|=0x8000; //读取位数到三个之后将第八位置高作为
21                                        //一组数据接收完成的标志
22                      t=0;
23                  }
24              }
25              else
26              {
27                  if(r==0xFF)//检测起始帧
28                      USART4_RX_STA|=0x4000;//检测到之后将计数的第七位置高
29                  else
30                  {
31                      USART4_RX_STA++;
32                      if(USART4_RX_STA>(USART4_REC_LEN-1))//过长时间没检测到 接收错误清零
33                      USART4_RX_STA=0;
34                  }
35              }
36          }
37          else
38              USART4_RX_STA=0;//数据接收完成后清零
39      }
40  }

以上程序完成对起始帧为0xff，后有连续三帧的数据的收取。

值得注意的是 t计数起始帧后收取的帧数和USART4_RX_STA 一样需要进行全局变量的定义 extern u8 t;这样避免了每次出中断处理函数之后会被清零的问题，这个问题导致只能计数到1便被清零。

串口调试推荐在debug模式下进行调试，可以逐行运行查看计数逻辑和条件进入是否有问题，但逐行调试会无法抓取连续的帧，将待观察的量添加到watch。

小插曲部分：在想要Debug时出现一个小问题，尝试debug时，出现flash download的报错，option-debug-setting-flash download没有单片机对应flash下载算法，这个是报错的直接原因。点击ADD也找不到STM32F103ZET对应的算法。推测可能是芯片包的问题，进行了重新的下载安装，甚至将keil5重新下载后安装原始的stm32F1系统的支持包，打开原工程在option-device中任未找到对应的芯片型号，但在芯片包中已经安装芯片。如果重新建立工程可以选择STM32F1的芯片，在原工程中却无法更换此芯片。

至此我意识到问题的根源和我想象的不一样，一番搜索中找到了类似的情况，推测应该是keil4和keil5的问题，这个工程一打开就有版本不对应的报错，如果此时选择上面的按钮，就能升级到kei5就可以使用keil5的芯片包，之前没找到是因为没有对keil4进行对应芯片包的下载。更新完工程后成功实现代码的debug。

数据转码

接收到的数据为16进制，要使其在OLED屏幕上进行十进制数据的显示，需要进行处理，此处用到了一个很巧妙的方式进行处理。

u16 hex2uint(void *a) //16进制转10进制
{return *(u16 *)a;
}

此处用了强制类型转换，对四位16进制数据进行拼接，使其显示时为十进制，输出至OLED屏。

因为这是传感器传回的数据，是直接的二进制数据，所以使用强制类型转换和字符拼接的方式是可行的。有的时候，输入的数据为ASCII码，此时需要进行的处理不能使用此方式，如在另一个单片机系统或者操作系统上位机传回的数据，很可能是字符串或ASCII码，此时需要使用其他方式先取出各位的数值，再进行转换。

控制算法

到此系统已实现，实时显示串口传回的数据在OLED屏上，目前需要根据数据确定水泵的启停，很简单的直接的方式为用define设定最大值和最小值。在达到最大值时启动，最小值时暂停。

至于变化过小的停止检测使用以下的平均值求差的策略。

 if(dis>=waterM)//waterM的值为500介于H=800和L=300之间{sum=sum+dis;countime++;avg=sum/countime;//计算每一时刻的平均值delta=dis-avg;if(delta<=10)//变化小于1cm时进行计数holdtime++;if(holdtime>=300)//持续时长可以通过修改holdtime来改变{enginON();holdtime=0;}}

持续时长过长便会判定为水位不变，需要重新加水。

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