嵌入式系统课程计划(温度检测报警系统.).doc
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1、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 进行报警提示。2、设计方案本次课程设计的
2、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
3、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
4、 + 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
5、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。判断当前温度 是否超过设定范围3、程序流程图设定温度计时一秒警告灯全灭对应警告灯亮各模块初始化开始显示当前时间温度是否4、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.hmain 文件:#include “stm32f10x.h“#include “stdarg.h“#i
6、nclude “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 structint tm_sec;int tm_min;int tm_hour;rtc_time;rtc_time systmtime;_IO u16 upper_bound;_IO u16 lower_bound;/sta
7、tic 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(;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 50MH
8、zGPIO_Init(GPIOD, /根据设定参数初始化 GPIOB.5void SysTick_Init()if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)while(1);SysTick-CTRL /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_Co
9、nfig(void)/配置时钟RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);/DMARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);/ADC1 and GPIOCRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/USARTRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); / 使能
10、 PD 端口时钟 LEDvoid GPIO_Config(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, /*Config LED */GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPI
11、O_Speed_50MHz; /IO 速度 50MHzGPIO_Init(GPIOD, /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_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, /*
12、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, void DMA_Config(void)/* DMA channel1 configuration */DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;DMA_DeInit(DMA1_Channel1);DMA_InitStructure.DMA_Perip
13、heralBaseAddr = ADC1_DR_Address; /*ADC?*/DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 16;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;DMA_Ini
14、tStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;DMA_Init(DMA1_Channel1,
15、 /* Enable DMA channel1 */ DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);void ADC1_Config(void) ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv =
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