STM32CubeHAL 外设仿真大合集 | Proteus 8.15 （LCD1602+OLED+DHT11+DS18B20+舵机+蜂鸣器) - 指南

外设	引脚	说明
LCD1602	PA0~PA7	8 位并口
OLED 0.96'	PB8/SCL、PB9/SDA	I²C 软件时序
DHT11	PB10	单总线
DS18B20	PA7	单总线
SG90 舵机	PB0	TIM3_CH1 50 Hz PWM
无源蜂鸣器	PC13	2 kHz 方波

2. 工程快速上手

2.1 软件版本

• STM32CubeMX 6.11

• Keil MDK 5.38

• Proteus 8.15 SP4（低于 8.12 无 F1 HAL 模型）

• 串口助手 115200-8-N-1

2.2 一键下载

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资源	地址
完整 CubeMX+Keil 工程（含驱动）	点击下载
Proteus 原理图（8.15）	点击下载
驱动源码（LCD/OLED/DHT/DS18B20）	见文末附录

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3. CubeMX 关键配置截图

以下仅列「非默认」配置，其余保持默认即可。

1. RCC
   HSE = Crystal/Ceramic Resonator
   LSE = Disable

2. SYS
   Debug = Serial Wire
   Timebase = SysTick

3. USART1
   Mode = Asynchronous
   Baud = 115200
   NVIC 全局中断 ✅

4. ADC1
   Scan Conv Mode = ENABLE
   Continuous Mode = DISABLE
   Discontinuous Mode = ENABLE
   Number Of Conversion = 2
   Rank1 = Channel 0 | Rank2 = Channel 4
   Sampling Time = 1.5 cycles（仿真可最快）

5. TIM3 → PWM Generation CH1
   Prescaler = 72-1（72 MHz/72 = 1 MHz）
   Counter Period = 2000-1（1 MHz/2000 = 500 Hz）
   Pulse = 250（0.5 ms → 0°）
   舵机周期 = 20 ms（40 倍频后 50 Hz）

6. GPIO 命名
   PC13 → LED_BUZ（蜂鸣器+心跳灯）
   PB10 → DHT11_PIN
   PA7 → DQ_DS18B20
   其余数据口按原理图命名即可，方便自动生成宏。

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4. 外设驱动移植要点

4.1 LCD1602 并口

• 基于 ST 官方 HAL 延时，无需 SysTick 抢占

• 关键函数：LCD_WriteCmd() / LCD_WriteData()

• 仿真注意：Proteus 里 LCD 模型为 LM016L，数据口顺序必须与代码一致（D0~D7）

4.2 OLED 软件 I²C

• 采用 PB8/PB9 开漏 + 上拉电阻（4.7 kΩ）

• 驱动参考 ssd1306_128x64_i2c.c，移植时仅需改宏：

c

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#define OLED_I2C_SCL_PIN        GPIO_PIN_8
#define OLED_I2C_SDA_PIN        GPIO_PIN_9
#define OLED_I2C_GPIO_PORT      GPIOB

• 仿真模型：SSD1306 0.96' OLED，地址 0x78（SA0=0）

4.3 DHT11 / DS18B20 单总线

• 时序要求 20-40 μs，HAL 库 micros() 不够精准 → 采用 DWT_CYCCNT

• Proteus 单总线模型需外部上拉 4.7 kΩ，否则读 85℃ 固定值

• 读取失败时返回 255，代码里做容错显示 Read Error

4.4 SG90 舵机

• 周期 20 ms，脉宽 0.5~2.5 ms

• TIM3 计数 2000 对应 2 ms，因此：
  0° → 250
  90° → 750
  180° → 1250

• 仿真模型：SERVO-MOTOR 引脚接 PB0，电压 5 V（STM32 需外接 5 V 电源轨）

4.5 无源蜂鸣器

• 使用 TIM3 CH2 的 2 kHz PWM，或简单粗暴 HAL_GPIO_TogglePin + HAL_Delay(250)

• PC13 低电平响，高电平停（NPN 三极管驱动）

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5. 现象展示

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功能	照片/动图
上电串口打印	https://your-usart.png
LCD 第二行实时温湿度	https://your-lcd.png
OLED 显示 Logo	https://your-oled.png
舵机 0→90→180° 循环	https://your-servo.gif
蜂鸣器 2 kHz 滴声	自己脑补 :)

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6. 常见问题汇总

1. Proteus 报错 No Model for STM32F103C8
   → 升级 8.15+，或把 STM32F103C8.dll 手动放到 MODELS 目录。

2. OLED 一片白
   → 检查地址（0x78/0x7A）、上拉电阻、复位脚未接导致 I²C 死锁。

3. DS18B20 一直 85℃
   → 总线无上拉 / 时序过快 / 未等待转换完成（> 750 ms）。

4. 舵机抖动
   → 仿真步长太大，把 System->Set Animation Options->Time Step 调到 50 μs 以下。

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7. 附录：核心代码片段

以下代码已开中断接收，主循环 100 ms 刷新一次。

c

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/* main.c 节选 */
while (1)
{
    /* DS18B20 */
    temp = DS18B20_ReadTemp();
    printf("DS18B20 = %.1f\r\n", temp);
    /* DHT11 */
    if (DHT11_Read_PB10(&h, &t) == 0)
        sprintf(msg, "T:%2dC H:%2d%%", t, h);
    else
        sprintf(msg, "DHT Error");
    LCD_ShowString(1, 0, msg);
    /* 舵机扫描 */
    for (int pw = 250; pw <= 1250; pw += 50) {
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pw);
        HAL_Delay(50);
    }
    /* 蜂鸣器滴一声 */
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
        HAL_Delay(1);
    }
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET); // 关闭蜂鸣器
    HAL_Delay(900);
}