【正文】 PA2PA3PA4PA5PA6PA7PA8PA9PA10PA11PA12PA13PA14PA15JTCKJTDIPC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PC8PC9PC10PC11PC12PC13LCDRDLCDWRLCDRSLCDCSLCDBLBOOT0LCDD0LCD_D1LCD_D2PB3PB4PB5PB6PB7PB8PB9PB10PB11PB12PB13PB14PB15BOOT1LCD_D3LCD_D4LCD_D5LCD_D6LCD_D7LCD_D8LCD_D9LCD_D10LCD_D11LCD_D12LCD_D13LCD_D14LCD_D15JTRSTJTDOJTMS18B20 DQBEEP 圖 mcu 原理圖 JTAG 設(shè)計(jì) JTAG 因?yàn)橹挥幸粭l數(shù)據(jù)線，通信協(xié)議有必要像其他串行設(shè)備接口，如 SPI 一樣為串行傳輸。 STM32 的RTC 模塊擁有一組連續(xù)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，在相應(yīng)軟件配置下，可提供時(shí)鐘日歷的功 能。 PA2 與蜂鳴器相連，由于蜂鳴器是有源蜂鳴器，自帶震蕩電路?？刂破?PA2 接口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器， PA0接口與溫度傳感器芯片 DQ 口相連。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 LCD_CS1RS2WR/CLK3RD4RST5DB16DB27DB38DB49DB510DB611DB712DB813DB1014DB1115DB1216DB1317DB1418DB1519DB1620DB1721GND22BL232425GND26GND27BL_VDD28MISO29MOSI30T_PEN31MO32T_CS33CLK34TFTLCDTFT_LCD 圖 TFT_LCD 引腳圖 ILI9341 液晶控制器自帶顯存，其顯存總大小為 172800（ 240*320*18/8），即 18 位模式（ 26 萬(wàn)色）下的顯存量。開(kāi)發(fā)板模塊的觸摸屏觸摸檢測(cè)控制芯片為 XPT2046。 對(duì)于單線操作： 漏極開(kāi)路。在上電狀態(tài)下默認(rèn)的精度為 12 位。多達(dá) 11 個(gè)定時(shí)器，四個(gè) 16 位定時(shí)器， 2 個(gè) 16 位的電機(jī)控制 PWM 定時(shí)器， 2 個(gè)看門狗定時(shí)器（兩個(gè)獨(dú)立窗口型）；系統(tǒng)時(shí)間定時(shí)器， 24 位的遞減計(jì)數(shù)器，兩個(gè)用來(lái)驅(qū)動(dòng) DAC 的 16 位基本定時(shí)器。同時(shí)還需要判斷當(dāng)前溫度值是否超出設(shè)定的溫度范圍。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 硬系統(tǒng)工作原理圖及工作原理 系統(tǒng)工作原理圖 系統(tǒng)原理圖包括單片機(jī)控制電路， TFTLCD 各個(gè)模塊原理圖見(jiàn)附錄 1。 （ 4） 軟件方面介紹了 μC/OSII 操作系統(tǒng)特性和 μC/GUI庫(kù)的主要 API 函數(shù)以及設(shè)計(jì)的三個(gè)主要核心函數(shù)功能和原理。主要工作如下： （ 1） 對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并詳細(xì)介紹了意法半導(dǎo)體公司的以 CortexM3為內(nèi)核的 STM32F103RCT6 處理器芯片。 以上測(cè)量技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)。 （ 3）輻射測(cè)溫技術(shù) 輻射溫度計(jì)具有無(wú)測(cè)量上限 ,響應(yīng)速度快 ,以及不接觸被測(cè)對(duì)象因而不影響被測(cè)溫場(chǎng)等特點(diǎn)。薄膜 溫度傳感器 由于具有體積小、響應(yīng)時(shí)間短、靈湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 敏度高、便于集成等特點(diǎn)，適于測(cè)量物體隨時(shí)間快速變化的溫度 。 80 年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。但隨著技術(shù)發(fā)展測(cè)溫技術(shù)日趨多元化，溫度檢測(cè)單元朝著集成與數(shù)字化方向發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，相繼研制出金屬絲電阻、溫差電動(dòng)式元件、雙金屬式溫度傳感器。熟悉基于μC/OSⅡ 嵌入式內(nèi)核編程，以及 μC/GUI圖形庫(kù)編程。嵌入式溫度產(chǎn)品在家庭安全、農(nóng)業(yè)大棚、工業(yè)監(jiān)控等方面越來(lái)越廣泛。人們的日常生活和周圍環(huán)境的溫濕度息息相關(guān)，石油、化工、航天、制藥、檔案保管、糧食存儲(chǔ)等領(lǐng)域?qū)囟纫灿兄^高的要求。 TFTLCD, DS18B20。利用 μC/GUI設(shè)計(jì)一個(gè)具有顯示實(shí)時(shí)溫度折線圖和控制窗口的 UI 界面，從而減少按鍵數(shù)量。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用 授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) III 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題目 : 嵌入式溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為 目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) IV 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制 定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。 軟件采用 μC/OSⅡ 嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核與 μC/GUI圖形界面庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)管理和 UI 界面的功能。 關(guān)鍵詞 ：微控制器； TFTLCD， DS18B20；溫度監(jiān)測(cè)；嵌入式 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) VI Abstract System uses ARM COTEXM3 chips STM32F103RCT6 as main controller that controls the temperature sensor DS18B20 to achieve temperature acquisition function,and displays realtime temperature on the TFT LCD screen. The software uses the μC/OS Ⅱ embedded realtime kernel and μC/GUI graphical interface library to implement the multiple task management and UI interface functions. Using the μC/GUI design a interface which display a realtime line graph of temperature and control window’s UI to reduce the number of buttons. At the same time, calling the μC/OS Ⅱ system manage the multiple task and using μC/GUI implement settings of the TFT LCD touch screen buttons control the temperature acquisition. By using simulation keys to simplify the design of system hardware and software,more easier to operator to control the it can improve the maintainability of the system and operability, and achieve the purpose of saving cost and higher efficiency. Keywords: Microcontroller。社會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境意識(shí)的要求也越來(lái)越高。隨著單片機(jī)價(jià)格的降低與普及，可見(jiàn)現(xiàn)在的電子產(chǎn)品朝著系統(tǒng)集成方向快速發(fā)展。通過(guò)本次設(shè)計(jì)掌握溫度檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)了解 STM32 芯片使用、觸摸屏驅(qū)等軟件編寫(xiě)方法。 行業(yè)技術(shù)發(fā)展概況 1600 年，伽利略研制出氣體溫度計(jì)，一 百年后，出現(xiàn)了酒精溫度計(jì)和水銀溫度計(jì)。常規(guī)的熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等測(cè)溫方式，需要金屬導(dǎo)線傳輸信號(hào)，絕緣性能不能保證。先是采用模擬式的組合儀器，采集現(xiàn)場(chǎng)信息并 進(jìn)行指示、記錄和控制。幾種 溫度測(cè)量技術(shù)分類如下： （ 1）薄膜溫度傳感器 薄膜溫度傳感器是一種新型的測(cè)溫傳感器，工作原理與普通熱電阻，熱電偶相同，但它的熱接點(diǎn)厚度一般只有幾微米。但是，正像其他許多新技術(shù)一樣，光纖測(cè)溫技術(shù)并不 能用來(lái)全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法，它僅是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)溫方法的補(bǔ)充。 （ 4）電量式測(cè)溫 電量式測(cè)溫方法主要利用材料的電勢(shì)、電阻或其它電性能與溫度的單值關(guān)系進(jìn)行溫度測(cè)量，包括熱電偶溫度測(cè)量、熱電阻和熱敏電阻溫度測(cè)量、集成芯片溫度測(cè)量等。 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本課題以溫度監(jiān)控與報(bào)警為主要研究對(duì)象，使用意法半導(dǎo)體公司的STM32F103RCT6 處理器為主控制 器芯片，基于由 Micrium 公司提供的 μC/OSII 嵌入式內(nèi)核設(shè)計(jì)管理多個(gè)任務(wù)，利用 SEGGER 提供的 μC/GUI圖形界面庫(kù)開(kāi)發(fā)人機(jī)交互界面，并整合軟硬件形成整體解決方案。整體方案包括電源模塊、調(diào)試模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊等部分。DS18B20 傳感器是一個(gè)數(shù)字集成器件，不需要再添加 AD 轉(zhuǎn)換電路，該傳感器用來(lái)檢測(cè)環(huán)境溫度， LCD 電路部分具有檢測(cè)觸摸輸入和顯示功能，蜂鳴器是由處理器驅(qū)動(dòng)的報(bào)警裝置，對(duì)超出范圍的溫度值進(jìn)行報(bào)警提示，按鍵電路是防止系統(tǒng)死機(jī)而設(shè)計(jì)的快速?gòu)?fù)位按鍵，而處理器是將采集的溫度值送到 LCD 顯示部分進(jìn)行顯示，并判斷當(dāng)前溫度是否需要報(bào)警，還需要監(jiān)控觸摸輸入的坐標(biāo)以響應(yīng)對(duì)應(yīng)的操作。當(dāng)檢測(cè)到 觸摸屏 star 按鈕按下后，單片機(jī)便會(huì)將全局?jǐn)?shù)組中十個(gè)數(shù)據(jù)以折線圖的形式顯示到顯示屏上，同時(shí)還將當(dāng)前溫度值顯示在右上角，每?jī)擅敫乱淮?，保持與讀取溫度頻率相同。其他功能還包括： 256 KB 的 Flash，最多 20 KB SRAM，以 CPU時(shí)鐘速度存?。ㄗx /寫(xiě)），零等待狀態(tài)；工作溫度范圍： 4085℃ ； 4 件選擇可變靜態(tài)存儲(chǔ)控制器，支持 Flash， SRAM， PSRAM，NOR 和 NAND 存儲(chǔ)器； LCD 并行接口，支持英特爾 8080 和摩托羅拉 6800 模式；支持三種低功耗模式：睡眠模式，停止模式，待機(jī)模式。溫度傳感器的精度為用戶可編程的 9， 10， 11 或12 位，每一位對(duì)應(yīng)的的精度分別是 ℃ ， ℃ ， ℃ 和 ℃ 。 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 表 DS18B20 引腳說(shuō)明 T09 封裝 符號(hào) 說(shuō)明 1 GND 接地 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 TFTLCD 介紹 TFTLCD 模塊自帶一個(gè)觸摸檢測(cè)芯片和一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片，引腳排列圖如圖 所示。 XPT2046 通過(guò)連續(xù)執(zhí)行兩次 A/D 轉(zhuǎn)換，一次 X 方向一次 Y 方向觸摸檢測(cè)查出被按的屏幕坐標(biāo)值 。 蜂鳴器與家用電器上面的喇叭在用法上也有相似的地方，通常工作電流比較大，電路上的 TTL 電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，需要增加一個(gè)電流放大的電路才可以，這一點(diǎn)與家用電器中的功放有