基于STM32的温度监控系统研究设计.docx

基于STM32的温度监控系统研究设计.docx

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摘要—

温度监控技术是随着计算机科学、电力电子技术和控制理论兴起的新型监控技术，对现代行业，包括农业、交通业和其他工业方面起到一定的支撑作用。

温度监控主要应用在温室以及需要对温度进行监控的地方，主要目的是为了能够感知所检测区域的温度情况并进行温度控制。

对于这项技术一方面由于，检测设备需要长期的稳定性、较高的可靠性以及低廉的设备成本。

另一方面，所检测的数据是一个非线性时变的数据，且有较大延时的多干扰系统，无法用以往的控制方法对其进行很好的控制。

因此，温度监控是一项非常复杂的工程，尽管国内外在该领域已做了大量研究和资金投入，但依然需要进一步提高。

该论文首先对研究背景以及国内外温度监控系统的现状做了简单叙述，然后重点对利用ARM的CortexM3内核的STM32控制器搭建的温度监控系统做了详细介绍。

对于硬件方面，各个模块以及功能，文章都做了理论分析，其中包括供电电路、采集电路和处理器电路等等。

CPU选用了ARM系列的Cortex-M3内核的STM32作为控制中心，这也是目前ARM系列应用最为广泛的处理器。

传感器采用的是美国Dallas公司的DS18B20,精确度高，外围电路简单。

另外，控制电路通过继电器控制其它温度升降设备的工作状态，达到对温度真正意义上的监控。

报警电路主要起到一定的故障提醒作用。

对于当前的温度数据可以通过TFT3.2寸彩屏显示，给工作人员更加直观的效果。

整个硬件系统通过处理器的控制达到协调有序的工作状态。

对于软件方面，实现每个对应功能模块的程序编写。

另外对于上位机的编写，也成功的使用了图形化编程技术。

关键对主程序的时序安排和模块化处理，为后期的调试、维护起到很好的作用。

本论文充分利用了当前的先进技术，运用嵌入式方法，通过计算机实现对温度的实时监测以及控制。

设计实现了一套高效稳定、操作简单以及具有高可靠性的温度监控系统，为温度监控技术做了一定的贡献。

关键词：

嵌入式系统STM32DS18B20Labview

Abstract

Temperaturemonitoringtechnologyisascomputerscience,powerelectronicstechnologyandcontroltheoryoftheriseofnewmonitoringtechnology,themodeminindustries,includingagriculture,transportationandotherindustryplayasupportingrole.Temperaturemonitoringismainlyusedinthegreenhouseorotherneedtomonitorthetemperatureoftheplace,themainpurposeistopeopletointuitiveperceptiontothetemperatureofthedetectionarearapidly.Ontheonehand,thetestequipmentneedlong-termstability,highreliabilityandlowcostofequipment.,ontheotherhand,thetestdataisanonlineartime-vaiyingdata,andalargerdelaymuchinterferencesystem,can'tusethepreviouscontrolmethodtocontrolverywell.Therefore,temperaturemonitoringisaverycomplexproject,althoughinthisfieldathomeandabroadhavedonealotofinvestmentandresearch,butstillneedtofurtherimproveandinnovation.

Thepaperfirstdescribestheresearchbackgroundandthepresentsituationofthetemperaturemonitoringsystemathomeandabroadmadeageneralintroduction,andthenfocusonusingARMSTM32CortexM3kernelcontrolleroftemperaturemonitoringismadeindetail.Measuredenvironment,monitoringandcontrolsystemismainlytotesttemperaturechangeinordertoachievetheidealcontroloutsideambienttemperature.

Forhardware,Thefunctionofeachmoduleispresented,includingpowersupply,datacollectionandthecentersystemandsoon.TheCPUwiththearchitectureofARMseriesM3kernelSTM32ascontrolcenter,whichiscurrentlyARMprocessorseriesisthemostwidelyused.SensorUSESistheUnitedStatesDallasDS18B20,highprecision,simpleperipheralcircuit.Inaddition,theprocessingcircuitthroughtheworkingstateoftherelaycontroltemperatureriseandotherequipmentinthetruesenseofgreenhousetemperaturemonitoring.DataforthecurrenttemperaturevaluebutbyTFT3.2inchcolorscreendisplay,moreintuitiveeffecttostaffThewholehardwaresystemcontrolledbytheprocessortoachievereasonablecoordinationworkingcondition.

Forsoftware,therealizationofeachfunctionmoduleprogramming.Inadditiontothewritingofthemicrocomputer,alsosuccessfullyusinggraphicalprogrammingtechnology.Keyschedulingandmodularprocessingofthemainprogram,latefordebugging,maintenance,haveverygoodeffect.

Thispapermakefulluseofcurrentadvancedtechnology,usingtheembeddedmethod,realizethereal-timemonitoringandcontrolofthetemperaturebycomputer.Designandimplementasetofefficientandstable,theoperationissimpleandthetemperaturemonitoringsystemwithhighreliability,madecertaincontributionfortemperaturemonitoringtechnology.

Keywords:

Anembeddedsystem;STM32;DS18B20;Labview

日泉

目录

摘要 I

Abstract II

目录 - IV

第一章绪论 1

1. 1研究背景 1

1. 2温度监控技术在温室中的应用 1

1.3国内外温度监测情况 2

1.4课题研究内容 3

1.5课题研究意义 3

1. 6本论文结构安排 4

第二章嵌入式系统简述 5

2. 1嵌入式系统概念 5

2. 2嵌入式系统开发过程 5

2. 2.1嵌入式芯片的选择 6

2.2.2硬件的配置 6

2.2.3BootLoader的移植 6

2.2.4系统的裁减 7

2.2.5系统移植 7

2.2.6应用程序开发 7

2.3STM32芯片介绍 7

2.3.1总体性能 7

2.3.2STM32F103VET6整体优势 8

2. 4本章小结 9

第三章总体方案设计 10

3. 1系统概述 10

3. 2总体方案架构设计 10

日录

3. 2.1设计原则 11

3-2.2通信方式选择 U

3- 2.3编程语言选择 12

3. 2.4温度模块选择 12

3. 3本章小结 15

第四章硬件系统设计 16

4.1硬件结构框图 17

4. 2处理器模块 17

4. 2.1引脚功能 17

4. 2.2系统复位 17

4.2.3时钟控制（RCC） 18

4- 2.4输入输出端口 22

4.3显示模块 22

4-4电源模块 24

4-4.1交流220V供电 25

4.4.2端口USB供电 25

4.5传感器电路 26

4.6USB转串口电路 27

4.7控制电路 28

4-7.1继电器控制 28

4-7.2报警电路 29

4. 8本章小结 30

第五章软件部分 31

5.1软件设计要求 31

5. 2软件开发环境 31

5.3MDKKeil开发工具 31

5.4串口下载软件 32

5. 5数据采集程序 33

5. 5.1传感器程序编写 33

v

目录

5.5.2启动温度转换 37

5.5.3获取温度值 38

5.6RTC时钟 39

5.6.1RTC介绍 :

39

5.6.2RTC原理 40

5.6.3RTC程序实现 41

5.7数据显示程序 43

5.8控制块程序 44

5.9上位机程序 44

5.9.1界面设计 44

5.9.2程序框图 46

5.10试验对比结果 47

5.11本章小结 48

第六章结论与展望 49

参考文献 51

致谢 54

VI

第一章绪论

1.1研究背景

.随着社会主义新农村建设和生产技术的提高，农业生产中温室的作用越来越重要，温室也逐渐在大大小小的农民家庭生活中遍布开来。

温室中实时温度是生产过程中重要的环境参数之一，以往的农业生产中温度监测主要靠的是人工的现场观察和感知。

发展到后来的温度计的应用，通过温度计采集温室