它是利用光學傳感器、離子選擇性傳感器對水質進行檢測，并将結果清晰展示在液晶屏幕上，可以通過觸摸屏幕操作和控制。該設備被廣泛的應用于地表水、工業污水、飲用水源水質監測、調查和篩選領域。其優點是操作簡便，顯示結果清晰直觀，除了實時的顯示，還可以形成記憶曲線，用于長期的跟蹤和研究。

本項目是基于Topway的7寸智能液晶顯示模塊(Smart LCD)，型号HMT070ETD-1D

分辨率：1024x600接口：RS232 RJ45工作電壓：11V~26V工作溫度：-20°C ~ 70°C寬視角：是外形尺寸：185.9mm x 109.5mm x 25.4mm尺寸：7"視窗 ：154.21mm x 85.92mm觸摸屏：CTP

1． 采集數據（定時采集水體的PH值和溫度，以及環境的溫濕度）2． 顯示在屏幕上（将采集的值實時顯示在屏幕上）3． 曲線展示（以曲線的形式将一段時間内的變量值顯示在屏幕上）

1）一張背景圖作為顯示時間、日期和實時數據的主頁

2）2個圖标和2個坐标軸作為水質曲線頁面

3）2個圖标和2個坐标軸作為溫度和濕度的顯示頁面

4）使用TOPWAY SGTools工具創建工程

導入圖片和圖标

5）選擇字庫，菜單欄中的工具-字體設置中可以選擇合适的字庫

6）創建所有頁面

控件使用情況如下：

7）編輯圖标

調整控件可以使用工具欄中的對齊工具，可以拯救強迫症患者

8）添加變量并綁定編輯

根據實際使用情況新建變量，這裡隻使用了16位數字變量和曲線變量

在對應的控件屬性VP地址裡綁定對應的變量的地址，同時也可以修改顔色大小等。

9）添加觸摸鍵

10）使用TOPWAY的屏内RTC時鐘功能, 并使用"RTC鍵盤(PIP)”替代，讓開發設計更加便捷。

1) 編寫LCD 驅動程序

根據協議内容，編寫16位數字變量的動

/**brief LCD發送16位變量param adr：變量地址param dt：發送的變量return 無*/voidlcd_send_pv16(uint32_tadr,uint16_tdt){uint8_tsend_buf[32];uint8_tidx = 0;

send_buf[idx ] = 0xaa;send_buf[idx ] = 0x3d;adr = ntohl(adr);//大小端轉換memcpy((uint8_t*)&send_buf[idx], (uint8_t*)&adr, sizeof(uint32_t));idx = sizeof(uint32_t);

dt = ntohs(dt);//大小端轉換memcpy((uint8_t*)&send_buf[idx], (uint8_t*)&dt, 2);idx = 2;send_buf[idx ] = 0xcc;send_buf[idx ] = 0x33;send_buf[idx ] = 0xc3;send_buf[idx ] = 0x3c;send_data1(send_buf, idx);}

LCD左推進寫曲線數據

/**brief LCD左推進寫曲線數據param adr：變量地址param adr_curve：插入位置param dt：發送的變量return 無*/voidlcd_send_curve(uint32_tadr,uint16_tadr_curve,uint16_tdt){uint8_tsend_buf[64];uint8_tidx = 0;

send_buf[idx ] = 0xaa;send_buf[idx ] = 0x4e;adr = ntohl(adr);memcpy((uint8_t*)&send_buf[idx], (uint8_t*)&adr, sizeof(uint32_t));idx = sizeof(uint32_t);

adr_curve = ntohs(adr_curve);memcpy((uint8_t*)&send_buf[idx], (uint8_t*)&adr_curve, sizeof(uint16_t));idx = sizeof(uint16_t);

dt = ntohs(dt);memcpy((uint8_t*)&send_buf[idx], (uint8_t*)&dt, sizeof(uint16_t));idx = sizeof(uint16_t);

send_buf[idx ] = 0xcc;send_buf[idx ] = 0x33;send_buf[idx ] = 0xc3;send_buf[idx ] = 0x3c;send_data1(send_buf, idx);}

跳轉頁面的驅動

/**brief LCD跳轉頁面param page：頁面地址return 無*/voidlcd_send_page(uint16_tpage){uint8_tsend_buf[64];uint8_tidx = 0;

send_buf[idx ] = 0xaa;send_buf[idx ] = 0x70;page = ntohs(page);memcpy((uint8_t*)&send_buf[idx], (uint8_t*)&page, sizeof(uint16_t));idx = sizeof(uint16_t);send_buf[idx ] = 0xcc;send_buf[idx ] = 0x33;send_buf[idx ] = 0xc3;send_buf[idx ] = 0x3c;send_data1(send_buf, idx);}

設置時間的驅動

/**brief LCD設置時間param page 無return 無*/voidlcd_send_time(void){uint8_tsend_buf[64];uint8_tidx = 0;

send_buf[idx ] = 0xaa;send_buf[idx ] = 0x9c;

memcpy((uint8_t*)&send_buf[idx], (uint8_t*)&my_rtc, sizeof(MYRTC));idx = sizeof(MYRTC);

send_buf[idx ] = 0xcc;send_buf[idx ] = 0x33;send_buf[idx ] = 0xc3;send_buf[idx ] = 0x3c;send_data1(send_buf, idx);}

讀取時間的驅動

/**brief LCD讀取時間param page 無return 無*/voidlcd_read_time(void){uint8_tsend_buf[64];uint8_tidx = 0;

send_buf[idx ] = 0xaa;send_buf[idx ] = 0x9b;send_buf[idx ] = 0xcc;send_buf[idx ] = 0x33;send_buf[idx ] = 0xc3;send_buf[idx ] = 0x3c;send_data1(send_buf, idx);}

接收LCD數據的程序

voidlcd_pro(void){staticuint32_ttimer_lcd = 0;if (timer6 - timer_lcd<9)return;timer_lcd = timer6;if (lcd_rx.len<5)return;if (lcd_rx.rx_buff[0] != 0xaa){memset((uint8_t*)&lcd_rx.rx_buff, 0, lcd_rx.len);lcd_rx.len = 0;return;}else{switch (lcd_rx.rx_buff[1]){case0x79://觸摸lcd.page = lcd_rx.rx_buff[3];lcd.touch_id = lcd_rx.rx_buff[4];break;case0x77://下發數據if(lcd_rx.rx_buff[3] == 0x08){if(lcd_rx.rx_buff[5] == 0x0A)//年{my_rtc.year = lcd_rx.rx_buff[7];}elseif(lcd_rx.rx_buff[5] == 0x0C)//月{my_rtc.month = lcd_rx.rx_buff[7];}elseif(lcd_rx.rx_buff[5] == 0x0E)//日{my_rtc.day = lcd_rx.rx_buff[7];}elseif(lcd_rx.rx_buff[5] == 0x10)//時{my_rtc.hour = lcd_rx.rx_buff[7];}elseif(lcd_rx.rx_buff[5] == 0x12)//分{my_rtc.min = lcd_rx.rx_buff[7];}elseif(lcd_rx.rx_buff[5] == 0x14)//秒{my_rtc.sec = lcd_rx.rx_buff[7];}lcd_send_time();}break;case0x9B://讀取時間memcpy((uint8_t*)&my_rtc, (uint8_t*)&lcd_rx.rx_buff[2], sizeof(MYRTC));break;default:break;}memset((uint8_t*)&lcd_rx.rx_buff, 0, lcd_rx.len);lcd_rx.len = 0;}}

2) PH值采集

這裡用的傳感器是模拟信号，可以直接使用單片機的AD去采集值，轉化為電壓之後，根據拟合後的公式直接轉換為PH值，程序如下

voidph_pro(void){staticuint32_ttimer_ph = 0;uint16_tadc_value = 0;floatvol = 0.0;if (timer6 - timer_ph>PH_COLLECT_TIME){HAL_ADC_Start(&hadc1); //啟動ADC單次轉換HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); //等待ADC轉換完成if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC)){adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //讀取ADC轉換數據vol = ((double)adc_value/4096)*3.3*2;//轉化為實際電壓值printf("sensor log:adc_value = %d, vol = %.2fV.\n", adc_value, vol);ph_buf[FILTER_N] = (uint16_t)((5.9647*vol 22.255)*10);//轉換為PH值for (i = 0; i <FILTER_N; i ){ph_buf[i] = ph_buf[i 1]; // 所有數據左移，低位仍掉}pv.ph = MedianFilter(ph_buf, FILTER_N); //中值平均濾波printf("sensor log:ph %d\r\n", pv.ph);}lcd_send_pv16(0x080000,pv.ph);//給LCD發送數據lcd_send_curve(0x060000,224,pv.ph);//給LCD左推進發送曲線timer_ph = PH_COLLECT_TIME;}}

3) 水溫數據采集

使用的是經典的DS18B20，單總線獲取溫度，程序如下

voidds18b20_pro(void){uint16_ti = 0;staticuint32_ttimer_ds18b20 = 0;if (timer6 - timer_ds18b20>DS_COLLECT_TIME){te_buf[FILTER_N] = DS18B20_Get_Temp();for (i = 0; i<FILTER_N; i ){te_buf[i] = te_buf[i 1]; // 所有數據左移，低位仍掉}pv.te = MedianFilter(te_buf, FILTER_N); //中值平均濾波lcd_send_pv16(0x080002, pv.te);//給LCD發送數據lcd_send_curve(0x0600e0,224,pv.te 100);//給LCD左推進發送曲線printf("sensor log:te %d\r\n", pv.te);timer_ds18b20 = DS_COLLECT_TIME;}

4) 環境溫度數據采集

使用的是國産的AHT10，IIC協議獲取溫濕度，程序如下

voidaht_pro(void){uint16_ti = 0;staticuint32_ttimer_aht = 0;if (timer6 - timer_aht>AHT_COLLECT_TIME){AHT10ReadData(&tem_buf[FILTER_N], &hum_buf[FILTER_N]);for (i = 0; i<FILTER_N; i ){hum_buf[i] = hum_buf[i 1]; // 所有數據左移，低位仍掉tem_buf[i] = tem_buf[i 1]; // 所有數據左移，低位仍掉}pv.tem = MedianFilter(tem_buf, FILTER_N); //中值平均濾波pv.hum = MedianFilter(hum_buf, FILTER_N); //中值平均濾波

printf("sensor log:tem %d\r\n", pv.tem);printf("sensor log:hum %d\r\n", pv.hum);

lcd_send_curve(0x0602a0,224,pv.tem 100);//給LCD左推進發送曲線lcd_send_curve(0x0601c0,224,pv.hum);//給LCD左推進發送曲線lcd_send_pv16(0x080004,pv.hum);//給LCD發送數據lcd_send_pv16(0x080006,pv.tem);//給LCD發送數據

timer_aht = AHT_COLLECT_TIME;}}

5) LCD操作流程圖

1) 主頁

2) 水質曲線界面

3) 環境溫濕度曲線界面

本項目用到的硬件：NUCLEO-G070RB及硬件擴展闆、PH溫度采集傳感器、Topway智能顯示模塊HMT070ETD-1D(串口屏)；

開發工具及版本：TOPWAY SGTools V9.35、STM32CuBeMx V6.4.0 、KEILMDK V5.25、PhotoShop。

其中TOPWAY智能顯示屏HMT070ETD-1D讓工程師擺脫繁瑣的UI和觸摸屏編程，主機隻需要通過簡單的串口命令把數據傳輸到智能顯示屏，屏幕把顯示、接收用戶輸入等工作全部接管過來。編程，它具有如下産品特點：支持寬電壓供電工作；同時支持PC下載和U盤升級兩種模式；支持遠程協議通信控制，遠程顯示工程升級；支持電容屏支持多功能觸摸按鍵；支持Lua腳本多功能開發；使用SGTools工具便捷使得開發過程十分簡便。

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