标题: 基于STM32单片机的内置温度采集系统设计文档 [打印本页]
作者: DW小飞侠    时间: 2019-12-18 16:55
标题: 基于STM32单片机的内置温度采集系统设计文档
1.1功能分析
1.1.1功能分析

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;

　　1.1.2工作原理

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。


第二章 硬件设计
2.1设计原理

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

2.2设计的结构图

图2.2 结构框图

图２.３　１６０２LCD与STM３２单片机连接图

              最终按照原理进行连线得到下图实物图：

图2.4 实物图

第三章 软件设计
3.1软件设计原理

利用STM32单片机内置温度传感器检测环境温度的步骤如下：

3.2软件设计流程图
图３.２设计流程图
3.3主要代码

第四章　调试与运行结果

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

图４.１　串口显示图

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。

图４.２温度未达到警戒值时状态图
４．３当我们设定温度为２０时，这是我们的温度是超过我们设定的警戒值，所以LCD显示“ｗｅｎ　ｄｕ　ｇａｏ　！”这时我们LED警示灯常亮，电机不转。

图４.３温度达到警戒值时状态图

第五章　实验总结

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


第六章 心得体会

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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