基于STM32单片机的内置温度采集系统设计文档

当小车温度降在警报温度以下，LCD屏显示“zheng chang”小车正常转动。

　　当芯片达到一定温度时候发出报警，Led灯亮，LCD屏显示“wen du gao !”小车停止转动;

STM32单片机内置了一个温度传感器，这个温度传感器产生一个随温度性变化的电压，测量范围为-40 - +125摄氏度。在内部被链接到输出通道ADC_IN16上，用于将传感器的输出转换成数字量。

图２.１温度传感器结构图

STM32单片机内置了一个温度传感器，这个温度传感器产生一个随温度性变化的电压，测量范围为-40 - +125摄氏度。在内部被链接到输出通道ADC_IN16上，用于将传感器的输出转换成数字量。温度传感器模拟输入的采样时间需大于2.2us。在STM32单片机教学开发板上，模拟部分的供电电源VDDA接3.3V，模拟地与系统GND相连。

若要使用STM32自带的温度传感器，需设置ADC控制器2（ADC_CR2）中的TSVREFE控制位，以使能温度传感器Vsense输入通道ADC_IN16和内部参考电压Vrefint输入通道ADC_IN17。通过固件库函数来完成这两个通道的使能。

当fADC = 14MHz,采样时间设为239.5个周期时，则采样时间位39.5/17.1us,这是推荐的采样时间。实际系统时钟往往为72MHz，fADC = 12MHz，可设采样时间位71.5个周期。

ADC_IN16通道上读出温度传感器电压与实际温度的对应关系如下：

Temperature = （（V25 - Vsense） / Avg_Slope）+25

Temoerature = (14.3 – 14.0)*1000/4.3 + 25 = 31.9

由于STM32单片机的ADC是12位的，模拟部分电路的供应电源VDDA接3.3V，所以温度传感器的电压值与转换后数字量关系为：

V = AD_value*3.3 / 4095

图2.2 结构框图

图２.３　１６０２LCD与STM３２单片机连接图

图2.4 实物图

利用STM32单片机内置温度传感器检测环境温度的步骤如下：

• 初始化ADC:选择ADC_IN16输入通道，设置采样时间等参数。
• 设置控制寄存器2（ADC_CR2）中的TSVREFE位，开启内置温度传感器和内部参考电压通道。
• 设置控制寄存器2（ADC_CR2）中的ADNO位，软件启动ADC转换，也可以用外部触发。
• 读取寄存器（ADC_DR）中的结果，如果有必要，可进行数字滤波。
• 计算温度值。
• 判断测量温度与设定值的大小关系。若测量值小于设定值，则小车正常运行且PE4输出高电平，LCD显示”zheng chang”；若测量值大于设定值，则只有PE3输出低电平,LCD显示”wen du gao !”。
  

经过一次次的调试与改进，我们将程序编译下载操作，最终结果如下显示：

４.１串口显示出当前芯片的温度为４０.７３

４．２当我们设定温度为５０时，这是我们的温度是不超过我们设定的警戒值，所以LCD显示“ｚｈａｎｇ　ｃｈａｎｇ”电机正常转动。

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2019-12-18 16:53 上传

利用STM32单片机内部温度传感器监测温度的程序运行结果如图，实际从测量出来的温度值超过正常值太多，找到以下原因：

              1、ADC的参考电压不稳定，这是测控问题常见问题；

              2、使能ADC前未做校准，校准可以防止内部电容器的不一致性问题；

              ３、ADC采样转换过程中受到干扰

图５.１　串口显示图

在本次ＡＲＭ课设—-基于ARM的温度采集系统中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我们所学到的知识运用到实践中去。在大学课堂的学习只是给我们灌输专业知识，而我们应把所学的知识应用到我们现实的生活中去。通过此次设计，充分认识到动手实践的重要性，在几基本的实验课以及本次课设中都会出现一些问题，而我们正是要发现这些问题，去解决他们。也同时让我感受到ARM在生活中的作用以及一些应用拓展。让我学到很多，不仅仅来自课本中的知识。

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