嵌入式系统课程设计报告书

.学 生 课 程 实 践 能 力 考 查题目：温度按键设定、显示、报警系统设计课程名称：嵌入式系统开发 专业班级： 学生学号： 学生姓名：考查地点： 考查时长： 4小时 所属院部： 指导教师：2017 — 2018学年 第 2 学期金陵科技学院教务成绩2017-2018学年第2学期《嵌入式系统开发》实践能力考核任课教师签名：日期：温度按键设定、显示、报警系统设计要求：1、读取DS18B20温度，在液晶上实时显示，并显示上、下限，初始值上限32，下限26。

2、通过按键可以设置环境温度的上限和下限，WK_UP键按下调节上限，再按下调节下限，再按下调节上限……KEY1按下加1；KEY0按下减1,根据上限和下限判断当前温度有没有超出范围。

3、当温度超过上限，LED1隔1秒亮一次。

超过下限，LED2隔1秒亮一次。

(也可自定义报警方式)4、串口波特率一律用9600bps。

液晶显示的信息：STM32 testname: xxxxxxxxxMaximum is 32C，Minimum is 26 CThe temperature is 29 C，now!(xxxxx是自己的名字拼音)目录：第一章.系统要求1.1设计要求1.2设计方案第二章.硬件设计2.1开发板原理图2.2 DS18B20模块2.3按键模块2.4 LCD显示模块2.5 LED 模块第三章.软件设计3.1程序流程图3.2程序部分代码3.2.1主函数、main.c3.2.2 LED 函数led.c3.2.3温度代码 s18b20.c3.2.4键盘代码key.c第四章.实物效果图第五章.课程总结第一章.设计要求及方案1.1设计要求1、读取DS18B20温度，在液晶上实时显示，并显示上、下限，初始值上限32，下限26。

2、通过按键可以设置环境温度的上限和下限，WK_UP键按下调节上限，再按下调节下限，再按下调节上限……KEY1按下加1；KEY0按下减1,根据上限和下限判断当前温度有没有超出范围。

3、当温度超过上限，LED1隔1秒亮一次。

超过下限，LED2隔1秒亮一次。

(也可自定义报警方式)4、串口波特率一律用9600bps。

液晶显示的信息：STM32 testname: xxxxxxxxxMaximum is 32C，Minimum is 26 CThe temperature is 29 C，now!(xxxxx是自己的名字拼音）1.2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，ALIENTEK MiniSTM32 V3 版开发板选择的是 STM32F103RCT6 作为 MCU，它拥有的资源包括：48KB SRAM、256KB FLASH、2 个基本定时器、4 个通用定时器、2 个高级定时器、2 个 DMA 控制器（共 12 个通道）、3 个 SPI、2 个 IIC、5 个串口、1 个 USB、1 个 CAN、3 个 12 位 ADC、1 个 12 位 DAC、1 个SDIO 接口及 51 个通用 IO 口。

在本课程中使用了以下部分来完成课程设计的要求：1.应用DS18B20进行温度的检测。

2.应用按键模块进行外部的上下限数值设定。

3.应用LED的闪烁进行报警。

4.应用LCD显示实时温度、上下限等信息。

第二章.硬件设计2.2 DS18B20设计2.3按键模块ALIENTEK MiniSTM32 开发板总共有 3 个按键，其原理图如下：2.4 LCD显示模块2.5 LED 模块其中 PWR 是开发板电源指示灯，为蓝色。

LED0 和 LED1 分别接在 PA8 和 PD2 上，PA8还可以通过 TIM1 的通道 1 的 PWM 输出来控制 DS0 的亮度。

为了方便大家判断，我们选择了 DS0 为红色，DS1 为绿色的 LED 灯。

第三章.软件设计3.1程序流程图温度显示及报警模块按键设定模块3.2程序部分代码3.2.1主函数、main.c#include "led.h"#include "delay.h"#include "sys.h"#include "usart.h"#include "lcd.h"#include "ds18b20.h"#include "key.h"#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int temp_low = 22;int temp_high = 32;int zanshi_low=0;int zanshi_hign=0;void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值计数到5000为500msTIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 10Khz的计数频率TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct 中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_ITConfig( //使能或者失能指定的TIM中断TIM3, //TIM2TIM_IT_Update ,ENABLE //使能);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外设}u8 flag=0;int main(void){u8 t = 0;u8 shuzu[20];u8 keyvalue=0;u8 gaibianshui=0;short temperature;delay_init(); //延时函数初始化uart_init(9600); //串口初始化为9600NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口TIM3_Int_Init(9999,7199);//10Khz的计数频率，计数到5000为500msLCD_Init();POINT_COLOR = RED; //设置字体为红色LCD_ShowString(0, 50, 200, 16, 16, "STM32 test");LCD_ShowString(0, 70, 200, 16, 16, "name: zhang qi qi ");//LCD_ShowString(0,90,200,16,16,"Max 32 C Min 26 C");memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);while (DS18B20_Init()) //DS18B20初始化{LCD_ShowString(0, 130, 200, 16, 16, "DS18B20 Error");delay_ms(200);LCD_Fill(0, 130, 239, 130 + 16, WHITE);delay_ms(200);}POINT_COLOR = BLUE; //设置字体为蓝色LCD_ShowString(0, 110, 260, 16, 16, "The temperature is: . C now ");LCD_ShowChar(0+25*8,110,',',16,0);LCD_ShowChar(0+29*8,110,'!',16,0);while (1){POINT_COLOR = BLUE; //设置字体为蓝色if (t % 10 == 0) //每100ms读取一次{t = 0;temperature = DS18B20_Get_Temp();if (temperature < 0){LCD_ShowChar(0 + 40, 150, '-', 16, 0); //显示负号temperature = -temperature; //转为正数}elseLCD_ShowChar(0 + 40, 150, ' ', 16, 0); //去掉负号memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "The temperature is:%3d.%1dC", temperature / 10, temperature % 10);LCD_ShowString(0, 110, 200, 16, 16, shuzu);}delay_ms(10);//判断温度zanshi_low=temp_low*10;zanshi_hign=temp_high*10;if((temperature<zanshi_low)||(temperature>zanshi_hign)){if(temperature<zanshi_low){flag=1;printf("chaoxiaxian");}if(temperature>zanshi_hign){flag=2;printf("chaoshangxian");}}else{flag=0;LED0=1; //正常情况灯不亮LED1=1;}//获取温度时间控制tt++;//浏览开关KEY_Init();delay_ms(10);keyvalue=KEY_Scan(0);if(keyvalue!=0){if(keyvalue==3){gaibianshui=(gaibianshui+1)%3;}if(gaibianshui==1) //改变上限{if(keyvalue==2) //key1按下{temp_high++;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);}if(keyvalue==1) //key0按下{temp_high--;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);}}if(gaibianshui==2) //改变上限{if(keyvalue==2) //key1按下{temp_low++;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);}if(keyvalue==1) //key0按下{temp_low--;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);}}keyvalue=0;}}}void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断{if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源{TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源//温度不正常处理灯if(flag==1){LED0 = !LED0;}if(flag==2){LED1 = !LED1;}}}3.2.2 LED 函数led.c#include "led.h"void LED_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); //使能PA,PD端口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //LED0-->PA.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口速度为50MHzGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA.8GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8); //PA.8 输出高GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //LED1-->PD.2 端口配置, 推挽输出GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); //推挽输出，IO口速度为50MHzGPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2); //PD.2 输出高}3.2.3温度代码 s18b20.c#include "ds18b20.h"#include "delay.h"void DS18B20_Rst(void){DS18B20_IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUTDS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQdelay_us(750); //拉低750usDS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1delay_us(15); //15US}//等待DS18B20的回应//返回1:未检测到DS18B20的存在//返回0:存在u8 DS18B20_Check(void){u8 retry=0;DS18B20_IO_IN();//SET PA0 INPUTwhile (DS18B20_DQ_IN&&retry<200){retry++;delay_us(1);};if(retry>=200)return 1;else retry=0;while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240){retry++;delay_us(1);};if(retry>=240)return 1;return 0;}//从DS18B20读取一个位//返回值：1/0u8 DS18B20_Read_Bit(void) // read one bit {u8 data;DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUTDS18B20_DQ_OUT=0;delay_us(2);DS18B20_DQ_OUT=1;DS18B20_IO_IN();//SET PA0 INPUTdelay_us(12);if(DS18B20_DQ_IN)data=1;else data=0;delay_us(50);return data;}//从DS18B20读取一个字节//返回值：读到的数据u8 DS18B20_Read_Byte(void) // read one byte{u8 i,j,dat;dat=0;for (i=1;i<=8;i++){j=DS18B20_Read_Bit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}return dat;}//写一个字节到DS18B20//dat：要写入的字节void DS18B20_Write_Byte(u8 dat){u8 j;u8 testb;DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;for (j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if (testb){DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1delay_us(2);DS18B20_DQ_OUT=1;delay_us(60);}else{DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0delay_us(60);DS18B20_DQ_OUT=1;delay_us(2);}}}//开始温度转换void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert{DS18B20_Rst();DS18B20_Check();DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip romDS18B20_Write_Byte(0x44);// convert}//初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在//返回1:不存在//返回0:存在u8 DS18B20_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PORTA口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PORTA0 推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2); //输出1DS18B20_Rst();return DS18B20_Check();}//从ds18b20得到温度值//精度：0.1C//返回值：温度值（-550~1250）short DS18B20_Get_Temp(void){u8 temp;u8 TL,TH;short tem;DS18B20_Start (); // ds1820 start convertDS18B20_Rst();DS18B20_Check();DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip romDS18B20_Write_Byte(0xbe);// convertTL=DS18B20_Read_Byte(); // LSBTH=DS18B20_Read_Byte(); // MSBif(TH>7){TH=~TH;TL=~TL;temp=0;//温度为负}else temp=1;//温度为正tem=TH; //获得高八位tem<<=8;tem+=TL;//获得底八位tem=(float)tem*0.625;//转换if(temp)return tem; //返回温度值else return -tem;}3.3.4键盘代码key.c#include "key.h"#include "delay.h"//按键初始化函数//PA15和PC5 设置成输入void KEY_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//使能PORTA,PORTC时钟GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);//关闭jtag，使能SWD，可以用SWD 模式调试GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;//PA15GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA15GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;//PC5GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOC5GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//PA0GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0设置成输入，默认下拉GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.0 }//按键处理函数//返回按键值//mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;//返回值：//0，没有任何按键按下//KEY0_PRES，KEY0按下//KEY1_PRES，KEY1按下//WKUP_PRES，WK_UP按下//注意此函数有响应优先级,KEY0>KEY1>WK_UP!!u8 KEY_Scan(u8 mode){static u8 key_up=1;//按键按松开标志if(mode)key_up=1; //支持连按if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||WK_UP==1)){delay_ms(10);//去抖动key_up=0;if(KEY0==0)return KEY0_PRES;else if(KEY1==0)return KEY1_PRES;else if(WK_UP==1)return WKUP_PRES;}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&WK_UP==0)key_up=1;return 0;// 无按键按下}第四章.实物效果图第五章课程总结嵌入式开发是自动化专业的主要课程之一，现实生活中，嵌入式在应用可以说得是无处不在。