【正文】 等多種產(chǎn)品的需求。 啟動選項STM32F107 單片機有三種啟動方式，其啟動方式如下表 所示：表 啟動方式配置選擇表BOOT1(JP13) BOOT2(JP15) 啟動模式描述12,23 or open 23 金牛開發(fā)板設(shè)定為 User Flash 啟動方式23 12 金牛開發(fā)板設(shè)定為 System Memory 啟動方式12 12 金牛開發(fā)板設(shè)定為 Embedded SARM 啟動方式12 表示接高電平 1，23 表示接低電平 0本課題設(shè)計采用默認的啟動方式，即 12 接高電平，23 接低電平，表示從User Flash 開始啟動程序。如果復位電路不可靠，在工作中就有可能出現(xiàn)“死機” ， “程序走飛”等現(xiàn)象，復位操作使單片機進入初始化過程，程序從00000000H地址單元開始執(zhí)行, 當STM32F107單片機的復位引腳NRST出現(xiàn)一段時間的低電平時，單片機就完成了復位操作，如果NRST持續(xù)為低電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序，因此要求復位后能脫離復位狀態(tài)。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。： 復位電路 時鐘電路STM32F107 單片機的時鐘信號通常有內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。本課題設(shè)計采用內(nèi)部振蕩器方式，電容值一般為 20PF，起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電路連接如圖 a）所示：另外本課題用到 RTC 功能，還需為 STM32F107 提供 RTC 時鐘，RTC 晶振為 , 電容值一般為10PF。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，只要使某些段點亮而另一些段不亮就可以顯示09，A F等字型。此顯示方式具有接口簡單，占用資源少、控制靈活方便等特點，目前市場上主要有2位一體，4位一體，8位一體等數(shù)碼管，價格也比較便宜。但是相對于數(shù)碼管顯示器，其價錢比較其昂貴。利用單片機傳輸控制信號，在LCD上將傳感器的溫度信號和按鍵輸入的控制信號都顯示出來。單片機的按鍵電路主要有矩陣形式和線性形式兩種。通常按鍵在按下或釋放的時侯，通常伴隨著幾ms到十幾ms的觸點抖動，然后才能穩(wěn)定下來，在觸點抖動期間檢測按鍵的通斷狀態(tài)，會導致一次按鍵或釋放被錯誤地認為是多次操作。去抖的時間既不能太短也不能太長，如果時間太短，無法起到去抖作用；如果時間太長，超過了鍵按下的持續(xù)時間，則會檢測不到按鍵。： 報警電路連接圖 存儲模塊設(shè)計DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，溫度值可以顯示出來，但是一些重要的數(shù)據(jù)需要保存下來，供給以后查詢使用，這就需要設(shè)計一個存儲電路，由于需要存儲溫度數(shù)據(jù)不是很多，所以本課題設(shè)計選用E2PROMAT24LC02 芯片來設(shè)計一個存儲電路，AT24LC02芯片可以存儲128個字節(jié)，足以滿足本設(shè)計系統(tǒng)存儲的需要，：圖 存儲電路連接圖 通信模塊設(shè)計 RS232是目前異步串行通信中應用最廣泛的標準總線，適用于數(shù)據(jù)中斷設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DEC)，ELARS232是目前最常用的串行接口標準，用于計算機與計算機之間，計算機與單片機的數(shù)據(jù)通信。RS232 提供了單片機與單片機、單片機與PC機之間串行數(shù)據(jù)通信的標準接口，但RS232 規(guī)定的邏輯電平與單片機的邏輯電平是不一致的，因此在應用中，必須把微處理器的信號電平(TTL電平)轉(zhuǎn)換為RS232電平，通常選用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232來實現(xiàn)。本課題設(shè)計使用的是STM32F107 內(nèi)部的串口1接口，采用 MAX232作為PC機與單片機的串行通信接口間的電平轉(zhuǎn)換芯片。： PC機與單片機通信電路連接圖 第三章 軟件設(shè)計系統(tǒng)進行軟件設(shè)計時，先要對本課題硬件結(jié)構(gòu)有一個熟練的掌握，知道系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的傳輸，信號是如何被控制的，以及信號的顯示，然后進行軟件設(shè)計時，先搞清楚各個部分的子程序及他們的流程圖，再進行編程，最后將它們進行系統(tǒng)的編程和整合。 軟件設(shè)計的一般原則在單片機應用開發(fā)中，程序代碼使用效率、單片機的抗干擾性以及軟件可靠性是實際工程設(shè)計的重點，本課題采用C語言進行編程，必須注意以下幾個問題： 提高程序代碼效率必須熟悉當前使用的 C 語言編譯器，試驗每條 C 語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道代碼效率。 單片機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。 系統(tǒng)的可靠性（1）要測試單片機軟件功能的完善性； （2）上電、掉電測試； （3）系統(tǒng)耗損測試。初始化過程由主機發(fā)出的復位脈沖和從機響應的應答脈沖組成，應答脈沖使主機知道，總線上有從機設(shè)備，且準備就緒。在主機檢測到應答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令，這些命令與各個從機設(shè)備的唯一64位ROM代碼相關(guān)，允許主機在單總線上連接多個從機設(shè)備時，指定操作某個從機設(shè)備，這些命令還允許主機能夠檢測到總線上有多少個從機設(shè)備，以及其設(shè)備類型或者有沒有設(shè)備處于報警狀態(tài)，從機設(shè)備支持5種ROM命令，每種命令長度為8位，5種ROM命令分別如下：（1）搜索ROM[F0h]當系統(tǒng)初始上電時，主機必須找出總線上所有從機設(shè)備的ROM代碼，這樣主機就能夠判斷出從機的數(shù)目和類型。（2）讀ROM[33h]讀ROM命令僅適用于總線上只有一個從機設(shè)備。（3）匹配ROM[55h]匹配ROM命令跟隨64位ROM代碼，從而允許主機訪問多節(jié)點系統(tǒng)中某個指定的從機設(shè)備，僅當從機完全匹配64位ROM代碼時，才會響應主機隨后發(fā)出的功能命令，而其它設(shè)備將處于等待復位脈沖狀態(tài)。例如，主機通過在發(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)省了主機的時間。（5）報警搜索[ECh]除那些設(shè)置了報警標志的從機響應外，該命令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，報警搜索命令允許主機設(shè)備判斷那些從機設(shè)備發(fā)生了報警，同搜索ROM命令一樣，在完成報警搜索循環(huán)后，主機必須返回初始化。由于本課題采用的是單節(jié)點測溫系統(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] ，就可以直接啟動總線上的DS18B20開始溫度轉(zhuǎn)換，這樣可以大大節(jié)省主機的時間，提高效率。(2)：DS18B20的讀寫時序須經(jīng)過仔細調(diào)整，在反復的調(diào)試中找出合適的延時發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令[44h]發(fā)送跳越 ROM 命令[CCh]DS18B20 初始化DS18B20 初始化發(fā)送跳越 ROM 命令[CCh]發(fā)送存儲器命令[BEh]連續(xù)讀出兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)（即溫度）讀取溫度值延時 750ms開始時間。 顯示程序設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的功能要求，單片機系統(tǒng)不僅要能接收到溫度信號，還要將溫度信號顯示出來，使系統(tǒng)一目了然。根據(jù)本課題設(shè)計的系統(tǒng)要求，采用了4個線性按鍵KEY1， KEY2，KEY3，KEY4 ， 所示：系統(tǒng)主界面主要顯示RTC實時時鐘的時間和STM32F107芯片本身的溫度值，STM32F107芯片內(nèi)部自帶有一個溫度傳感器，其連接著ADC接口的第16通道，通過啟動ADC轉(zhuǎn)換即可得到實時芯片的工作溫度值，另外再定義一個按鍵掃描的函數(shù)，接受按鍵的鍵碼值，根據(jù)掃描的鍵碼值單片機轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應的功能，掃描函數(shù)既可以采用循環(huán)掃描方式，也可采用中斷方式，本課題采用中斷方式來實現(xiàn)按鍵掃描函數(shù)。KEY1 按下 返回顯示系統(tǒng)主界面KEY2 按下 顯示 4 路溫度傳感器的溫度值KEY3 按下 保存 4 路溫度傳感器的溫度值及 RTC 時間將 4 路溫度傳感器的溫度值發(fā)送到 PC 機KEY4 按下KEY初始化： 否 是 報警程序流程圖 存儲模塊程序設(shè)計本課題設(shè)計采用E2PROMAT24LC02芯片來存儲經(jīng) DS18B20轉(zhuǎn)換后的溫度值及RTC 的時間 ，AT24LC02芯片與STM32F107 單片機通過I2C總線相連，因為I2C只有時鐘線SCL 和數(shù)據(jù)線 SDA兩根線，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求，只有嚴格遵守通訊協(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)，： 存儲程序流程圖高于/低于預設(shè)溫度值給出報警信號AT24LC02 初始化讀/寫數(shù)據(jù)寫地址返回開始顯示當前溫度值 通信模塊程序設(shè)計 本系統(tǒng)通過串口與上位機進行通信，可以實時向上位機傳送經(jīng)DS18B20轉(zhuǎn)換后的溫度值，本課題設(shè)計采用單片機系統(tǒng)通過RS232總線與計算機相連接。 硬件電路的簡單是以軟件的復雜為代價的，所以在程序編寫和調(diào)試的過程中稍一粗心就會出現(xiàn)錯誤，包括時間延時不夠，設(shè)置參數(shù)的類型有誤，按鍵子程序放置位置不妥等錯誤。本課題通過分析和對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特，軟件編寫要求的比較新穎，特點突出。需要注意的是, 由于DS1820單線通信功能是分時完成的,遵循嚴格的時隙概念,因此, 系統(tǒng)對DS1820和各種操作必須按協(xié)議進行,即:初始化DS1820—發(fā)ROM功能命令 —發(fā)存儲器操作命令—處理數(shù)據(jù)。我們可以發(fā)現(xiàn)：由DS18B20構(gòu)建的測溫系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度監(jiān)控，對溫度小變化較敏感的測溫場所；而不適合應用于要求實時性強、溫度跨度大的測溫場所。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復雜的心情煙消云散，我甚至還有一點成就感。謝老師治學嚴謹、一絲不茍，對學生既嚴格要求，又耐心指導、循循善誘，在繁忙的工作之余經(jīng)常關(guān)心我的論文進行情況，并且對我在畢業(yè)設(shè)計中遇到的問題耐心指導，巧妙地激發(fā)我的求知欲來促使我對問題進行更深入的研究，使我的獨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，讓我深深體會到為人師表的偉大與無私。在此次論文完成之即，請接受我真誠的感謝！衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授！最后感謝四年里陪伴我的老師、同學、朋友們，有了他們，我的人生才豐富，有了他們，我在奮斗的路上才不孤獨，謝謝他們！附錄 A 材料清單已用 部件類型 元件標號 封裝 描述==== =========== ========== ========== ==========3 1K R1 R20 R24 C/R/LED1 1M R2 C/R/LED1 CN7 LCD Connector2 4K7 R27 R28 C/R/LED1 8MHZ X2 JZ11 10K R3 R4 R5 R6 R7 R8 C/R/LEDR21 R22 R23 R25 R262 10PF C5 C6 C/R/LED5 10R R15 R16 R17 R18 R19 C/R/LED2 10UF C1 C2 C/R/LED2 20PF C7 C8 C/R/LED1 24LC02 U4 E2PROM1 X1 JZ8 100NF C3 C4 C9 C10 C/R/LEDC11C12 C13C144 470R R11 R12 R13 R14 C/R/LED 2 8085 Q1 Q2 Q1 JATG CN2 JTAG5 LED_R D1 D2 D3 D4 D5 C/R/LED1 U2 LTI1 MAX232 U3 MAX2321 POWER CN1 CN2 R R9 R10 C/R/LED5 RESET RESET S1 S2 S3 S4 KEY1 STM32F107 U1 STM32F1074