【正文】 ......................................2第二章 硬件設(shè)計(jì) .................................................4 溫度傳感器設(shè)計(jì) ..............................................4 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..............................................6 顯示電路設(shè)計(jì) ................................................8 鍵盤電路設(shè)計(jì) ...............................................10 報(bào)警電路設(shè)計(jì) ...............................................11 存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì) ...............................................11 通信模塊設(shè)計(jì) ...............................................12第三章 軟件設(shè)計(jì) ................................................14 軟件設(shè)計(jì)的一般原則 .........................................14 系統(tǒng)主程序流程圖 ...........................................15 溫度傳感器程序設(shè)計(jì) .........................................16 顯示程序設(shè)計(jì) ...............................................18 鍵盤程序設(shè)計(jì) ...............................................19 報(bào)警程序設(shè)計(jì) ...............................................19 存儲(chǔ)模塊程序設(shè)計(jì) ...........................................20 通信模塊程序設(shè)計(jì) ...........................................21第四章 結(jié) 論 ...................................................22參考文獻(xiàn) .........................................................23致 謝 .............................................................24附 錄 ............................................................25 第一章 緒 論 課題背景 在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。 溫度傳感器主要經(jīng)過了三個(gè)發(fā)展階段：（1）模擬集成溫度傳感器：該傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器，此種傳感器具有功能單一、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)，智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)，并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。此種產(chǎn)品測(cè)溫范圍大都在200℃~800℃ 之間，分辨率 12 位，最小分辨溫度在 ~ 之間自，帶 LED顯示模塊，顯示 4 位到 16 位不等，有的儀表還具有存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)幾百到幾千組數(shù)據(jù)，該類儀表可很好的滿足單個(gè)用戶單點(diǎn)測(cè)量的需要。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)控制，要能夠接收溫度傳感器的數(shù)據(jù)并顯示出來，并且可以從鍵盤輸入命令，系統(tǒng)根據(jù)不同的命令，實(shí)現(xiàn)不同的功能，并且能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r進(jìn)行報(bào)警,還可以將測(cè)量數(shù)據(jù)保存起來以供以后查詢使用或者通過串口傳給 PC 機(jī)。 設(shè)計(jì)方案二本方案采用 AT89C52 單片機(jī)為核心，通過溫度傳感器 AD590 采集溫度信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后，送到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，最終經(jīng)單片機(jī)檢測(cè)處理溫度信號(hào)，但 A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)較煩瑣，而且使用 AD590 進(jìn)行溫度檢測(cè)必須對(duì)輸出端進(jìn)行補(bǔ)償，以減小誤差。也可以由下位機(jī)單獨(dú)工作，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前各點(diǎn)的溫度值，并且對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行控制。方案 3 相對(duì)與方案 1，在功能、性能、可操作性等方面都有較大的提升。以上特性使得DS18B20非常適用于構(gòu)建高精度、多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)。本課題的整個(gè)系統(tǒng)是由單片機(jī)系統(tǒng)電路、溫度傳感器電路、顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路，存儲(chǔ)電路，串口通信電路等構(gòu)成。無論是哪種供電方式，I/0口線都要接4．7k Q左右的上拉電阻。 （4）負(fù)壓特性：當(dāng)電源極性接反時(shí)，DS18B20雖然不能正常工作，但不會(huì)因發(fā)熱而燒毀?？梢詽M足大部分工業(yè)、醫(yī)療、樓宇自動(dòng)化、家庭音響和家電市場(chǎng)等多種產(chǎn)品的需求。如果復(fù)位電路不可靠，在工作中就有可能出現(xiàn)“死機(jī)” ， “程序走飛”等現(xiàn)象，復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化過程，程序從00000000H地址單元開始執(zhí)行, 當(dāng)STM32F107單片機(jī)的復(fù)位引腳NRST出現(xiàn)一段時(shí)間的低電平時(shí)，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作，如果NRST持續(xù)為低電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序，因此要求復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。： 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路STM32F107 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。數(shù)碼管是由7段或8段發(fā)光二極管組成，在平面上排成8字型，主要有共陰極和共陽極兩種，只要使某些段點(diǎn)亮而另一些段不亮就可以顯示09，A F等字型。但是相對(duì)于數(shù)碼管顯示器，其價(jià)錢比較其昂貴。單片機(jī)的按鍵電路主要有矩陣形式和線性形式兩種。去抖的時(shí)間既不能太短也不能太長(zhǎng)，如果時(shí)間太短，無法起到去抖作用；如果時(shí)間太長(zhǎng)，超過了鍵按下的持續(xù)時(shí)間，則會(huì)檢測(cè)不到按鍵。RS232 提供了單片機(jī)與單片機(jī)、單片機(jī)與PC機(jī)之間串行數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)接口，但RS232 規(guī)定的邏輯電平與單片機(jī)的邏輯電平是不一致的，因此在應(yīng)用中，必須把微處理器的信號(hào)電平(TTL電平)轉(zhuǎn)換為RS232電平，通常選用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232來實(shí)現(xiàn)。： PC機(jī)與單片機(jī)通信電路連接圖 第三章 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，先要對(duì)本課題硬件結(jié)構(gòu)有一個(gè)熟練的掌握，知道系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的傳輸，信號(hào)是如何被控制的，以及信號(hào)的顯示，然后進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，先搞清楚各個(gè)部分的子程序及他們的流程圖，再進(jìn)行編程，最后將它們進(jìn)行系統(tǒng)的編程和整合。 單片機(jī)的抗干擾性防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔離干擾路徑。初始化過程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成，應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。（2）讀ROM[33h]讀ROM命令僅適用于總線上只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備。例如，主機(jī)通過在發(fā)出跳越ROM命令后跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令[44h]，就可以同時(shí)命令總線上所有的DS18B20開始轉(zhuǎn)換溫度，這樣大大節(jié)省了主機(jī)的時(shí)間。由于本課題采用的是單節(jié)點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)，可以發(fā)出跳越ROM命令，并且其后跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令[44h] ，就可以直接啟動(dòng)總線上的DS18B20開始溫度轉(zhuǎn)換，這樣可以大大節(jié)省主機(jī)的時(shí)間，提高效率。 顯示程序設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能要求，單片機(jī)系統(tǒng)不僅要能接收到溫度信號(hào)，還要將溫度信號(hào)顯示出來，使系統(tǒng)一目了然。： 否 是 報(bào)警程序流程圖 存儲(chǔ)模塊程序設(shè)計(jì)本課題設(shè)計(jì)采用E2PROMAT24LC02芯片來存儲(chǔ)經(jīng) DS18B20轉(zhuǎn)換后的溫度值及RTC 的時(shí)間 ，AT24LC02芯片與STM32F107 單片機(jī)通過I2C總線相連，因?yàn)镮2C只有時(shí)鐘線SCL 和數(shù)據(jù)線 SDA兩根線，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求，只有嚴(yán)格遵守通訊協(xié)議才能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性，否則將無法讀取數(shù)據(jù)，：高于/低于預(yù)設(shè)溫度值給出報(bào)警信號(hào)AT24LC02 初始化讀/寫數(shù)據(jù)寫地址返回顯示當(dāng)前溫度值準(zhǔn)備 存儲(chǔ)程序流程圖 通信模塊程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)通過串口與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以實(shí)時(shí)向上位機(jī)傳送經(jīng)DS18B20轉(zhuǎn)換后的溫度值，本課題設(shè)計(jì)采用單片機(jī)系統(tǒng)通過RS232總線與計(jì)算機(jī)相連接。本課題通過分析和對(duì)比各種不同的溫度傳感器，最終選定DS18B20，這種單總線數(shù)字溫度傳感器的通信方式比較獨(dú)特，軟件編寫要求的比較新穎，特點(diǎn)突出。我們可以發(fā)現(xiàn)：由DS18B20構(gòu)建的測(cè)溫系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度監(jiān)控，對(duì)溫度小變化較敏感的測(cè)溫場(chǎng)所；而不適合應(yīng)用于要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)、溫度跨度大的測(cè)溫場(chǎng)所。謝老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍，對(duì)學(xué)生既嚴(yán)格要求，又耐心指導(dǎo)、循循善誘，在繁忙的工作之余經(jīng)常關(guān)心我的論文進(jìn)行情況，并且對(duì)我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問題耐心指導(dǎo)，巧妙地激發(fā)我的求知欲來促使我對(duì)問題進(jìn)行更深入的研究，使我的獨(dú)立探索解決問題的能力有了很大的提高，謝老師的用心良苦，讓我深深體會(huì)到為人師表的偉大與無私。delay_init(72)。 //串口 1 初始化 LED_Init()。AT24CXX_Init()。LCD_Clear(YELLOW)。 LCD_ShowString(30,30,Temperature measurement,16,0)。LCD_ShowString(60,180, ,16,0)。 LCD_ShowNum(60,180,4,16,0)。 switch() { case 0: LCD_ShowString(60,198,Sunday ,16,0)。 case 2: LCD_ShowString(60,198,Tuesday ,16,0)。 case 4: LCD_ShowString(60,198,Thursday ,16,0)。 case 6: LCD_ShowString(60,198,Saturday ,16,0)。LCD_ShowNum(108,222,2,16,0)。 if(key==1) { u16 t,adcx。 //清屏 LCD_ShowString(30,30,Temperature measurement,16,0)。 LCD_ShowString(60,240,TEMP_VOL:,16,0)。 LCD_ShowString(60,192, : : ,16,0)。LCD_ShowNum(100,150,2,16,0)。break。break。break。break。delay_ms(10)。 temperate=temp。 //減掉整數(shù)部分 LCD_ShowNum(148,240,temp*1000,3,16,0)。 LCD_ShowNum(164,260,temperate*100,2,16,0)。 LED1=1。 LCD_Clear(YELLOW)。 DS18B20_Init(4)。 LED2=1。 LCD_ShowString(45,130, Temperate_1: . C,16,0)。 temper_1=DS18B20_Get_Temp(1)。 LCD_ShowChar(140,130,39。 //顯示溫度值 LCD_ShowNum(170,130,temper_1%10,1,16,0)。 LED1=0。,16,0)。 temper_3=DS18B20_Get_Temp(3)。 LCD_ShowChar(140,170,39。 //顯示溫度值 LCD_ShowNum(170,170,temper_3%10,1,16,0)。 LED3=0。,16,0)。 } delay_ms(500)。=0xfffffffb。 SysTickLOAD=(u32)nms*fac_ms。}while(tempamp。(116)))。 SysTickLOAD=nus*fac_us。}while(tempamp。(116)))。 //檢查參數(shù)合法性assert_param(IS_NVIC_OFFSET(Offset))。//復(fù)位結(jié)束RCCAPB2RSTR = 0x00000000。 RCCCR |= 0x00000001。= 0xFEF6FFFF。= 0xFF80FFFF。endif}//系統(tǒng)時(shí)鐘初始化函數(shù)//pll:選擇的倍頻數(shù)，從 2 開始，最大值為 16void Stm32_Clock_Init(u8 PLL){unsigned char temp=0。 //等待外部時(shí)鐘就緒RCCCFGR=0X00000400。PLL=2。 //FLASH 2 個(gè)延時(shí)周期RCCCR|=0x0100000