嵌入式系统课程设计温度检测报警系统解读doc.docx

1、嵌入式系统课程设计温度检测报警系统解读doc 嵌入式系统课程设计 姓名： 班级： 学号： 目录：1系统要求2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

2、行报警提示。2、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

3、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

4、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。3、程序流程图4、软

5、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.hmain文件：#include stm32f10x.h#include stdarg.h#include stdio.h#define ADC1_DR_Address (uint32_t)0x4001244C)extern _IO u16 ADC_ConvertedValue;

6、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 Timing

7、Delay=0;unsigned int KEY_ON;unsigned int KEY_OFF;void Delay(u32 count) u32 i=0; for(;iPD.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 void SysTick_Init() if (SysTi

8、ck_Config(SystemCoreClock / 1000) while(1); SysTick-CTRL &= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;/关闭滴答定时器 /SysTick-CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;/开启滴答定时器void Delay_ms(_IO u32 nTime) TimingDelay=nTime; SysTick-CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;/打开 while(TimingDelay != 0); void RCC_Config(void)/配置时钟 RCC_AHBPeriphC

9、lockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);/DMA RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);/ADC1 and GPIOC RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/USART RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); / 使能PD端口时钟 LEDvoid GPIO_Config

10、(void) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /*Config PA.01 (ADC1)*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); /*Config LED */ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GP

11、IO_Speed_50MHz; /IO 速度 50MHz GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); /根据设定参数初始化 GPIOB.5 /*Config USART */ /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Sp

12、eed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); void DMA_Config(void) /* DMA channel1 configuration */ DMA_Ini

13、tTypeDef DMA_InitStructure; DMA_DeInit(DMA1_Channel1); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; /*ADC?*/ DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_ConvertedValue; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 16; DMA_InitStructure.DMA

14、_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; DMA_Ini

15、tStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); /* Enable DMA channel1 */ DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);void ADC1_Config(void) ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

16、 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); /*

17、ADC1 regular channel16 configuration */ ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1); ADC_StartCalibration(ADC1); w

18、hile(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); void USART1_Config(void) USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; U

19、SART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); / USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE); /接收使能/ USART_IT

20、Config(USART1,USART_IT_TXE,ENABLE); /发送使能 USART_Cmd(USART1,ENABLE); /启动串口static uint8_t USART_Scanf(uint32_t value)/字符串读取函数 uint32_t index = 0; uint32_t tmp2 = 0, 0; while (index 2) /* Loop until RXNE = 1 */ while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) =RESET) tmpindex+ = (USART_ReceiveData(U

21、SART1); if (tmpindex - 1 0x39) printf(nr请输入有效数字 0 到 9 -: ); index-; index = (tmp1 - 0x30) + (tmp0 - 0x30) * 10); /* Checks */ if (index value) printf(nr请输入有效数字 0 到 %d, value); return 0xFF; return index;void Time_Regulate(rtc_time *tm)/时间设定函数 uint32_t Tmp_HH =0xFF, Tmp_MI = 0xFF, Tmp_SS = 0xFF; uint3

22、2_t Tmp_up = 0xff,Tmp_low = 0xff; printf(rn 设定温度范围); printf(rn 输入温度上限: ); while (Tmp_up = 0xFF) Tmp_up = USART_Scanf(99); printf(nr 温度上限为 %0.2d Cnr, Tmp_up);upper_bound = Tmp_up;/-printf(rn 输入温度下限: );while (Tmp_low = 0xFF) Tmp_low = USART_Scanf(99);printf(nr 温度下限为 %0.2d Cnr, Tmp_low);lower_bound = T

23、mp_low; printf(rn 设定时间 ); Tmp_HH = 0xFF; printf(rn 设定小时: ); while (Tmp_HH = 0xFF) Tmp_HH = USART_Scanf(23); printf(nr 设定小时为 %dnr, Tmp_HH ); tm-tm_hour= Tmp_HH; Tmp_MI = 0xFF; printf(rn 设定分钟: ); while (Tmp_MI = 0xFF) Tmp_MI = USART_Scanf(59); printf(nr 设定分钟为 %dnr, Tmp_MI); tm-tm_min= Tmp_MI; Tmp_SS =

24、 0xFF; printf(rn 设定秒: ); while (Tmp_SS = 0xFF) Tmp_SS = USART_Scanf(59); printf(nr 设定秒为 %dnr, Tmp_SS); tm-tm_sec= Tmp_SS;int fputc(int ch, FILE *f)/重定向函数 USART_SendData(USART1, (unsigned char) ch); / while (!(USART1-SR & USART_FLAG_TXE); while( USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!= SET); retur

25、n (ch); /*主函数*/int main(void) #ifdef DEBUG #endif SysTick_Init(); LED_GPIO_Config(); RCC_Config(); GPIO_Config(); DMA_Config(); ADC1_Config(); USART1_Config(); Delay(5000); Time_Regulate(&systmtime); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_9); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_10);

26、GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11); sec=systmtime.tm_sec; min=systmtime.tm_min; hour=systmtime.tm_hour; while(1) sec+; if(sec=60) sec=0;min+; if(min=60) min=0;hour+; if(hour=24) hour=0; printf(rn 当前时间： %d :%d :%d rn, hour,min,sec); printf(rn 当前温度： %02d C 温度上限：%02d C 温度下限：%02d C rn,Average_Temp,upper_b

27、ound,lower_bound); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_9); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_10); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11); if(int)Current_Temp) (int)upper_bound) GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8); else if(int)Current_Temp) (int)lower_bound) GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pi

28、n_11); else GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_8); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_9); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_10); GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_11); Delay_ms(1000); stm32f10x_it.c文件：/* Includes -*/#include stm32f10x_it.h/* Private functions -*/void display(void) unsigned char ad_data,ad_value_max,ad_value_min; ad_data=Current_Te