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基于STM32的现场温度测控系统设计.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：19.88M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    1.课程设计任务
    1.1 课程设计目的
    1.2 设计要求
    1.3 技术要求
    1.4 解决的主要问题
    2 总体方案设计
    2.1 整体方案设计
    2.2 模块工作原理
    2.3温度传感器(DS18B20)模块简介
    2.4温度传感器(DS18B20)模块的方案设计
    3 硬件设计
    3.1 stm32最小应用系统原理图
    3.1.1启动
    3.1.2电源
    3.1.3复位
    3.1.4晶振
    3.1.5MCU
    3.2 触摸屏模块电路设计
    3.3 DS18B20模块电路
    3.3.1温度传感器（DS18B20）硬件选型依据及简介
    3.3.2 温度传感器（DS18B20）模块主芯片的内部逻辑结构
    3.3.3温度传感器（DS18B20）模块外部管脚特性
    3.3.4 温度传感器（DS18B20）模块与MCU的硬件接口连接。
    4 软件设计
    4.1.1变量定义
    4.1.2函数初始化
    4.1.3可执行函数
    4.2.1触摸屏显示模块的初始化配置
    4.2.2用于界面显示的可执行函数
    4.3.1触摸屏触摸模块的初始化配置
    4.3.2用于触摸屏使用的可执行函数
    4.4 温度传感器(DS18B20)模块软件设计
    4.4.1.针对DS18B20温度传感器的信息传输
    4.4.2.时序图
    4.4.3.流程图
    5 调试与结果
    5.1测试任务
    5.2测试目的目标
    5.3测试软硬件环境
    5.3.1硬件环境
    5.3.2软件环境
    5.4测试的过程及其步骤
    5.4.1 Debug调试
    5.4.2编译链接下载
    5.4.3运行
    5.5测试数据及其分析
    5.5.1测试数据：
    5.6测试结果
    6 总结
    7 致谢
    参考文献
    课程设计说明书 设计题目： 基于STM32的现场温度测控系统设计 专 业： 通信工程 班级：2014-2 设 计 人： 季运哲（201403203205） 山 东 科 技 大 学 2017 年 7 月 7 日
    课程设计任务书 学院 电气信息系 专业 通信工程 班级 2014-2 姓名 季运哲 一、 课程设计题目： 基于 STM32 的现场温度测控系统设计 （基于 DS18B20 的温度传感器模块专题） 二、 课程设计主要参考资料 (1) 青岛东合信息技术有限公司.Cortex-M3 开发技术及实践[M](普通高等 教育物联网工程专业十二五规划教材).西安：西安电子科技大学出版社； (2 ) 刘火良,杨森.STM32 库开发实战指南[M].北京：机械工业出版 社.2013. (3) STM32 开发指南 V1.2-ALIENTEK 战舰 STM32 开发板库函数教程[M/CD] (4) https://wenku.baidu.com/view/39aee2f34693daef5ef73d01.html 三、 课程设计应解决主要问题 (1) 最小应用系统：包括 MCU、复位、启动、晶振、电源等。 (2) 温度信息的采集：通过 DS18B20 一线式通信实现温度信号的采集。 (3) 触摸屏显示：通过人机接口实现显示和触摸屏的信息交互。 (4) 通信：通过现成的有线串口实现与上位机的通信。 四、 课程设计相关附件（如：图纸、软件等） (1) (2) 附录 1：基于 STM32 的现场温度测控系统试验程序.doc 附录 2：基于 STM32 的现场温度测控系统使用说明书.doc 五、 任务发出日期： 2017.6.26 课程设计完成日期： 2017.7.7 指导教师签字： 系主任签字：
    指导教师对课程设计的评语 指导教师（签章）： 日期：
    摘要 摘要 本文设计了基于STM32的现场温度测控系统。现代科技飞速发展，微控 制产品已经渗透到各个行业。我国的工业和农业需要智能产品来精确的测 控环境的温度。比如大棚中种植作物。大棚中的温度与外界环境的温度有 很大差别，很多作物对大棚中的温度环境要求严格，但是一般温度计又不 能精确的显示出具体的温度，且反应迟缓。假如不能控制在农作物生长需 求温度范围内，将会降低产量，给生产和生活带来影响。所以我们设计了 一种能够较为精确测量控制的现场温度测控系统。 本系统以STM32F103VCT6芯片为核心，分为六大功能模块。实现通过 DS18B20传感器读取当前的实时温度并显示在触摸显示屏上，并通过对定时 器的应用将当前时间显示在触摸显示屏上，通过对TFTLCD触摸显示屏的开 发与应用实现温度上限值、温度下限值、温度设定值设置功能，设置范围 从-99.9℃到999.9℃，并将LED与蜂鸣器结合为报警模块使当前实时温度不 满足正常条件时或温度设置错误时系统报警提示，除此之外该系统可以进 行十点温度采样并保存记录，可以在在触摸显示屏上以数字形式与折线图 形式两种方式查看温度采样数据，通过对USART的应用实现通过串口2与PC 的通信，将实时测量的温度值每0.5s一次传输给PC显示。本说明书针对温 度传感器（DS18B20）模块做详细说明。 本系统经过模块的测试和系统的整体调试，实现了对实时温度的现场 采集、监控、保存、发送。 关键词：STM32，DS18B20，温度控制，通信 I
    目录 1.课程设计任务......................................................................1 1.1 课程设计目的........................................................................ 1 1.2 设计要求................................................................................1 1.3 技术要求................................................................................1 1.4 解决的主要问题.................................................................... 2 2 总体方案设计.....................................................................3 2.1 整体方案设计........................................................................ 3 2.2 模块工作原理........................................................................ 3 2.3 温度传感器(DS18B20)模块简介........................................... 5 2.4 温度传感器(DS18B20)模块的方案设计.................................5 3 硬件设计............................................................................ 7 3.1 STM32 最小应用系统原理图...................................................7 3.1.1 启动...................................................................................................... 7 3.1.2 电源...................................................................................................... 9 3.1.3 复位...................................................................................................... 9 3.1.4 晶振.................................................................................................... 10 3.1.5MCU.....................................................................................................10 3.2 触摸屏模块电路设计.......................................................... 11 3.3 DS18B20 模块电路............................................................... 13 3.3.1 温度传感器（DS18B20）硬件选型依据及简介..............................14 II
    目录 3.3.2 温度传感器（DS18B20）模块主芯片的内部逻辑结构.................16 3.3.3 温度传感器（DS18B20）模块外部管脚特性..................................18 3.3.4 温度传感器（DS18B20）模块与 MCU 的硬件接口连接。.......... 19 4 软件设计.......................................................................... 20 4.1 主程序模块..........................................................................20 4.1.1 变量定义............................................................................................ 20 4.1.2 函数初始化........................................................................................ 21 4.1.3 可执行函数........................................................................................ 22 4.2 触摸屏显示模块.................................................................. 24 4.2.1 触摸屏显示模块的初始化配置........................................................ 24 4.2.2 用于界面显示的可执行函数............................................................ 24 4.3 触摸屏触摸模块...................................................................26 4.3.1 触摸屏触摸模块的初始化配置........................................................ 26 4.3.2 用于触摸屏使用的可执行函数........................................................ 26 4.4 温度传感器(DS18B20)模块软件设计................................. 27 4.4.1.针对 DS18B20 温度传感器的信息传输............................................27 4.4.2.时序图................................................................................................ 29 4.4.3.流程图................................................................................................ 32 5 调试与结果.......................................................................34 5.1 测试任务.............................................................................. 34 5.2 测试目的目标.......................................................................34 5.3 测试软硬件环境...................................................................34 5.3.1 硬件环境............................................................................................ 34 III
    目录 5.3.2 软件环境............................................................................................ 34 5.4 测试的过程及其步骤...........................................................34 5.4.1 Debug 调试.........................................................................................34 5.4.2 编译链接下载.................................................................................... 35 5.4.3 运行.................................................................................................... 36 5.5 测试数据及其分析...............................................................39 5.5.1 测试数据：........................................................................................ 39 5.5.2 分析：................................................................................................ 39 5.6 测试结果.............................................................................. 39 6 总结..................................................................................40 7 致谢..................................................................................42 参考文献.............................................................................. 43 IV
    山东科技大学学生课程设计 1.课程设计任务 1.1 课程设计目的 通过该设计使学生熟练掌握 STM32 单片机应用系统，模拟量数据采集、 处理、控制、人机接口单元的设计方法，并培养学生工程设计的一般方法 和技巧。 1.2 设计要求 独立思考、共同合作、保质保量、按时完成。 1.3 技术要求 在某公司有一食品恒温箱，要求温度测量范围：-50℃-110℃，测量精 度误差小于 0.5℃，系统选用 STM32 单片机作为微处理器，温度测量采用 温度传感器 DS18B20 进行采样，通过 LCD 显示屏上的继电器开关替代控 制外部加热装置，通过 LED 指示灯和蜂鸣器实现声光报警。实现的功能如 下： 1)基本要求：LCD 显示实时日历时间、温度值和设定的温度上下限值。 2)设置功能：通过按键/触摸屏设置温度设定值和温度高、低限报警值。 3)通信功能：系统连续采集 10 个数据，然后把采集的数据经数字滤波、 处理后保存、并在显示器上显示其历史记录值。 4)通信约定： ① 系统发送采用查询方式，上位机接收采用中断方式，波特率为 15200bps， 帧格式位 8 个数据位，1 个停止位，无校验位； ②传送数据格式为：实时值、设定值。 5)控制和报警功能：当现场温度低于设定值 2℃时闭合继电器控制加热 第 1页 /共 43 页
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