代码收藏家技术教程 2022-12-27

STM32单片机控制的温度报警器Proteus仿真实现

1、基于STM32单片机的温度报警器（液晶1602)

功能描述：

由STM32F103单片机最小系统+DS18B20温度传感器+1602液晶显示模块+声光报警模块+独立按键组成。

视频演示链接：

1、基于STM32单片机的温度报警器（液晶1602)

仿真图：

STM32F103C8T6芯片工作电压在2.0V-3.6V，最佳工作电压在3.3V。芯片具有上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压检测器。芯片可以外接4~16MHZ外部晶体振荡器，且可分频最高可达72MHZ。内部有经过出厂调校的40KHZRC晶体振荡器，可以产生CPU时钟的PLL；带有校准功能的32khz的RTC振荡器。具有低功耗模式，可在睡眠、停机和待机模式。STM32F103系列具有2个12位模数转换器，1us转换时间，多达16个输入通道。转换范围0-3.6V，转换通道还包含一个内部温度传感器，可以用来测量STM32内部温度。其片上具有定时器、ADC、SPI、IIC、USART功能。STM32F103C8T6具有37个I/O，所以的I/O都可以映射到16个外部中断；除了A/D引脚外，几乎所以的I/O都可以接受5V的信号。该芯片的调试模式可用串行单片机调试（SWD）和JTAG 接口。3个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入。1个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的PWM高级控制定时器；2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)。系统时间定时器：24位自减型计数器。

STM32F103最小系统分为时钟电路和复位电路，我们采用STM32F103C8T6芯片，单片机的时钟电路由一个8M的晶振和两个22P的小电容组成。由于芯片IO口内部自带上拉电阻，因此复位电路只需一个100nF电容组成。BOOT0和BOOT1引脚的高低电平决定着不同的启动模式，选择BOOT0为低电平，即系统存储器被选为启动区域[9]。通过BOOT[1:0]引脚可以选择三种不同启动模式。如下表1通过BOOT[1:0]引脚可以选择三种不同启动模式。对于 STM32 来说也相比51复杂。MCU微处理器是整个系统的核心，相当于整个系统的“大脑”，维持着整个系统的运行，所以微控制必须能够稳定的运行，下图（图3-3）为STM32F103C8T6最小系统电路图，芯片电源为3.3V供电，每一组电源都通过104电容滤波。MCU外围也必须有滤波电容，下载调试电路用最小系统开发板自带的SW接口，接上ST-LINK就可以在线下载调试了。如下图3-4为本次设计使用的STM32F103C8T6最小系统模块内部电路图。

图3-4 STM32F103C8T6最小系统板

本次设计选型用LQPF44封装的STM32F103C8T6为主控，如图中U1，供电电源为3.3V，主要由电源滤波电路、晶振电路、复位电路、SW接口调试电路、BOOT模式选择电路等组成。

（1）STM32最小系统电路

最小系统电路由STM32F103C8T6单片机芯片和时钟电路，时钟电路由一个8M晶振和两个30pf电容串联接入时钟输入脚。

（2）启动模式选择电路

通过BOOT引脚可以选择不同的启动模式，如下表1.1所示，通过BOOT0和BOOT1脚的电平状态从而控制器启动模式。

（3）复位电路，STM32具有软件复位和硬件复位，上电复位芯片需要足够时间进行初始化，需要在NRST脚保持低电平信号，利用复位电路的电容充放电作用，STM32启动时由低电平变高，芯片从而复位，转换芯片正常工作。

表1 STM32启动模式表

启动模式选择脚		启动模式	说明
BOOT0	BOOT1	启动模式	说明
X	0	主闪存存储器	启动区域为主闪存存储器
0	1	系统存储器	启动区域为系统存储器
1	1	内置SRAM	启动区域为内置SRAM

程序源码：

#include "delay.h"
#include "LCD1602.h" 
#include "ds18b20.h"
#include "key.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"


#include "stdio.h" 	
#include "stdlib.h" 	


short Tpup = 37,Tpdw = 10;		//温度上限 默认37  下限默认10

int main(void)
{	
	short temprature;		   			   			//定义温度变量

	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
	delay_init();	    							//延时函数初始化 
	Lcd1602_Init();									//液晶1602初始化
	LED_Init();
	DS18B20_Init();
	while(DS18B20_Init()!=0)						//ds18b20初始化检测  
	{
        Lcd1602_String(0,0,(u8 *)" DS18B20 Error! ");
        delay_ms(800);
        Lcd1602_String(0,0,(u8 *)"                ");
        delay_ms(800);
	}
    Lcd1602_String(0,0,(u8 *)"Temp: ---.-");	    //从第一行第一列开始显示
    Lcd1602_Write_Data(0XDF);
    Lcd1602_Write_Data('C');	
	TIM2_Int_Init(199,7199);						//10Khz的计数频率，计数到200为20ms 
	KEY_Init();										//初始化端口
    Lcd1602_String(0,0,(u8 *)"Temp:");	            //从第一行第一列开始显示
 	while(1)
	{	
		
		if(flag_timer==1)					    //600毫秒赋一次值 flag_timer是标志位
		{
			flag_timer = 0;					    //清除标志  等待下一次600ms
			TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);  //使能TIMx	
			temprature=DS18B20_Get_Temp();	    //读取温度
			TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //使能TIMx	
			
			
            Lcd1602_String(0,0,(u8 *)"Temp:");	//从第一行第一列开始显示
            if(temprature>=0)  					//如果温度大于等于0
            {				
                Lcd1602_Write_Data(' ');
            }	
            else	 							//如果温度是负的
            {
                temprature = abs(temprature); 	//取绝对值
                Lcd1602_Write_Data('-');		//显示负号
            }		
            Lcd1602_Write_Data(temprature/1000+0X30);
            Lcd1602_Write_Data(temprature%1000/100+0X30);
            Lcd1602_Write_Data(temprature%1000%100/10+0X30);
            Lcd1602_Write_Data('.');
            Lcd1602_Write_Data(temprature%1000%100%10+0X30);
            Lcd1602_Write_Data(0XDF);
            Lcd1602_Write_Data('C');
            
            
            if(temprature>(Tpup*10)
			||temprature<(Tpdw*10))			    //当前温度超过上下限  上下限值没有扩大十倍 所以要*10
            {

                flag_beep = 1;					//开报警标志 执行报警程序在定时器中断	
				BEEP = 0;
            }
            else
            {
				BEEP = 1;
                flag_beep = 0;					//关报警标志位	
            }	
		}
		
		KEY_Set();
		Lcd1602_String(0,1,"H:");			//从第二行第一列开始显示
        Lcd1602_Write_Data(Tpup/100+0X30);
        Lcd1602_Write_Data(Tpup%100/10+0X30);
        Lcd1602_Write_Data(Tpup%100%10+0X30);
        Lcd1602_Write_Data(0XDF);
        Lcd1602_Write_Data('C');

        Lcd1602_String(8,1,"L:");			//从第二行第九列开始显示
        Lcd1602_Write_Data(Tpdw/100+0X30);
        Lcd1602_Write_Data(Tpdw%100/10+0X30);
        Lcd1602_Write_Data(Tpdw%100%10+0X30);
        Lcd1602_Write_Data(0XDF);
        Lcd1602_Write_Data('C');


		
	}	
}