嵌入式系统课程设计(温度检测报警系统).docx
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嵌入式系统课程设计
姓名:________________________
班级:________________________ 学
号:
目录:
一•系统要求
二•设计方案
三.程序流程图
四•软件设计
五•课程总结与个人体会
,、系统要求
使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统,具
体要求:
1、使用热敏电阻或者内部集成的温度传感器检测环境温度,每0∙1秒检测一次温度,对检测到的温度进行数字滤波(可以使用平均法)。记录当前的温度值和时间。
2、使用计算机,通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。
3、使用计算机进行时间的设定。
4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。
5、若超过上限值或者低于下限值,则STM32进行报警提示。
二、设计方案
本次课程设计的要求是使用STM32F10设计一个温度测控系统,这款单片机集成了很多的片上资源,功能十分强大,我使用了以下部分来完成课程设计的要求:
1、S TM32F10内置了3个12位AlD转换模块,最快转换时间为Ius。本次课程设计要求进行温度测定,于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的内部信号源进行转换。当有多个通道需要采集信号时,可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换,本
设计只采集一个通道的信号,所以不使用扫描转换模式。本设计需
要循环采集电压值,所以使用连续转换模式。
2、本次课程设计还使用到了DMA DMA是—种高速的数据传输操作,允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据,不需要微处理器干预。使能ADC的DMA接口后,DMA空制器把转换值从ADC 数据寄存器(ADC_DR中转移到变量ADC_ConvertedValue中,当DMA 传输完成后,在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的内容就是ADC专换值了。
3、S TM32内部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接,此
通道把传感器输出的电压值转换成数字值。STM内部的温度传感器支持的温度范围:-40到125摄氏度。利用下列公式得出温度
温度(° C) = {(V25 - VSENSE) / Avg_Slope} + 25
式中V25是VSENSEi 25摄氏度时的数值(典型值为1.42V)
AVg_Slope是温度与VSENS曲线的平均斜率(典型值为4.3mV∕C)
利用均值法对转换后的温度进行滤波,将得到的温度通过串口输出。
4、本设计采用了USART作为串行通信接口,来进行时间、温度的传输,以及进行时间和温度上下限的设定。
5、当温度超过上下限时,开发板上的灯会相应亮起作为警报,使用了GPIo配置引脚。
6、时间计时使用了SyStiCk时钟,并配置其中断,由此进行一秒定时,实现时钟的实时显示。
7、时间设定部分参考了一个两位数字读取的函数,在进入主循环前设定参数,从而避免了在串口中断中输入只能一次性输入所有参数的弊端。
三、程序流程图
四、软件设计
用到的库文件:
stm32f10x_adc.h , stm32f10x_dma.h , stm32f10x_flash.h ,
stm32f10x_gpio.h , stm32f10x_rcc.h , stm32f10x_usart.h , misc.h 自己编写的文件:
main.c , stm32f10x_it.c , stm32f10x_it.h
main文件:
#i nclude "stm32f10x.h"
#i nclude "stdarg.h"
#i nclude "stdio.h"
#defi ne ADC1_DR_Address ((Ui nt32_t)0x4001244C)
exter n __IO u16 ADC-CO nvertedValue;
exter n __IO u16 CalCUlated_temp;
__IO u16 CUrre nt_Temp;
Un Sig ned Char sec=0 ,min=0,hour=0;
typedef StrUCt
{
int tm_sec;
int tm_mi n;
int tm_hoUr;
}rtc_time;
rtc_time SyStmtime;
IO U16 UPPer_bo Und;
IO u16 lower_bou nd;
//static uint8_t USART_SCa nf(uin t32_t value);
void Time_RegUIate(rtc_time *tm);
Un Sig ned int Timin gDelay=O;
Un Sig ned int KEY_ON;
Un Sig ned int KEY_OFF;
void DeIay(U32 COUnt)
{
u32 i=0;
for(;i } void LED_GPIO_C On fig() { GPIO」n itTypeDef GPIO」ni tStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); // 使能PD端口时钟 GPIO」ni tStructure.GPIO_Pi n = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11; /∕LED0-->PD.8 端口配置 GPIO」nitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUt_PP; // 推挽输出 GPIO」ni tStructure.GPIO_SPeed = GPIO_SPeed_50MH z; //IO 速度50MHz GPIO」nit(GPIOD, &GPIO」nitStructure); // 根据设定参数初始化GPIOB.5 }