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姓名：班级：学号：1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2一、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。3二、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。44、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。5判断当前温度是否超过设定范围三、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6四、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.hmain文件：#includestm32f10x.h#includestdarg.h#includestdio.h#defineADC1_DR_Address((uint32_t)0x4001244C)extern__IOu16ADC_ConvertedValue;extern__IOu16calculated_temp;__IOu16Current_Temp;unsignedcharsec=0,min=0,hour=0;typedefstruct{inttm_sec;inttm_min;inttm_hour;}rtc_time;rtc_timesystmtime;__IOu16upper_bound;7__IOu16lower_bound;//staticuint8_tUSART_Scanf(uint32_tvalue);voidTime_Regulate(rtc_time*tm);unsignedintTimingDelay=0;unsignedintKEY_ON;unsignedintKEY_OFF;voidDelay(u32count){u32i=0;for(;icount;i++);}voidLED_GPIO_Config(){GPIO_InitTypeDefGPIO_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50MHzGPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);//根据设定参数初始化GPIOB.5}voidSysTick_Init(){if(SysTick_Config(SystemCoreClock/1000))8{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}voidDelay_ms(__IOu32nTime){TimingDelay=nTime;SysTick-CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//打开while(TimingDelay!=0);}voidRCC_Config(void)//配置时钟{RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);//DMARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//ADC1andGPIOCRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//USARTRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);//使能PD端口时钟LED}voidGPIO_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;/***ConfigPA.01(ADC1)***/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);/***ConfigLED***/9GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//IO速度50MHzGPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);//根据设定参数初始化GPIOB.5/***ConfigUSART***//*ConfigureUSART1Tx(PA.09)asalternatefunctionpush-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,&GPIO_InitStructure);/*ConfigureUSART1Rx(PA.10)asinputfloating*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);}voidDMA_Config(void){/*DMAchannel1configuration*/DMA_InitTypeDefDMA_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_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Disable;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize=10DMA_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,&DMA_InitStructure);/*EnableDMAchannel1*/DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);}voidADC1_Config(void){ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;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);/*ADC1regularchannel16configuration*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_16,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);ADC_DMACmd(ADC1