嵌入式系统课程设计(温度检测报警系统)

嵌入式系统课程设计

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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

一、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STM32F103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、STM32F103内置了3个12位A/D转换模块，最快转换时间为1us。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是一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控制器把转换值从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转换值了。

3、STM32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VSENSE在25摄氏度时的数值（典型值为1.42V）

Avg_Slope是温度与VSENSE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USART1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：

#include "stm32f10x.h"

#include "stdarg.h"

#include "stdio.h"

#define ADC1_DR_Address ((uint32_t)0x4001244C)

extern __IO u16 ADC_ConvertedValue;

extern __IO u16 calculated_temp;

__IO u16 Current_Temp;

unsigned char sec=0,min=0,hour=0;

typedef struct

{

int tm_sec;

int tm_min;

int tm_hour;

}rtc_time;

rtc_time systmtime;

__IO u16 upper_bound;

__IO u16 lower_bound;

//static uint8_t USART_Scanf(uint32_t value);

void Time_Regulate(rtc_time *tm);

unsigned int TimingDelay=0;

unsigned int KEY_ON;

unsigned int KEY_OFF;

void Delay(u32 count)

{

u32 i=0;

for(;i

}

void LED_GPIO_Config()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); // 使能PD端口时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11;

//LED0-->PD.8端口配置

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO 速度50MHz

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB.5