一、硬件管理
1、STM32开发板简介··························· 3
2、DS1820数字温度计···························3
3、3.5寸液晶LCD显示屏·························4
4、硬件整体实物图···························5
二、软件方案
1、设计思路····································5
2、软件流程图··································5
3、软件代码实现·································6
（1）主程序实现····························6
（2）温度传感器子程序·························9
三、工程训练小结·································12
一、硬件管理
1、STM32开发板简介
STM32系列单片机是意法半导体集团生产的一种基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。体现了现代单片机为控制器发展的新趋势，目前深受用户欢迎，正在逐渐成为单片机世界的新潮流。从STM32系列单片机的问世到快速普及，
并为业界广为采用，最主要的原因是它具有完整的单片机系列芯片，可以让使用者根据不同的需求，选择最合适的单片机芯片。
STM32，有非常丰富的外设与内设资源，一般单片机内存相对比较小，没办法移入大量程序，而STM32集成了32512KB的内存和，6~64KB的静态存储器，可以放足够大的代码，不用担心内存溢出。并且内部集成了2个12位的us级的A/D转换器和12位D/A转换器，开发者并不需要外接模数或数模转换芯片来额外增加成本。STM32系列有上百个I/O口和多个外部中断向量，通过配置寄存器，可以将端口映射到这些向量上。另外，STM32有丰富的通信接口：IIC、USART、SPI、IIS、CAN、USB2.0和SDIO。这些资源是32位单片机所不具有的，足够的资源使得它的开发空间也更加强大。
本项目涉及范围广，功能相对比较多，所以主控芯片必须得具有足够的外设接口，高速的处理速度和较高的性价比。单片机由于自身条件的限制，无法满足此项目的要求。因此，本项目选用的是性能优异，廉价，功耗低，并属于STM32系列的STM32F103VCT6芯片。STM32具有32位单片机所有的优点，并且，价格上也比较低，所以比较适合应用于智能产品。STM32F103微控制器作为智能化环境检测调节装置的核心，核心算法以及所有的控制算法和控制命令，都由STM32F103单片机完成。STM32F103最小系统包括晶振电路、复位电路、电源电路。
2、DSl820 数字温度计
DSl820数字温度计提供 9 位温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入 DSl820 或从 DSl820 送出，因此从中央处理器到 DSl820 仅需连接一条线（和地）。
读、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。因为每一个 DSl820 有唯一的系列号（silicon serial number），因此多个 DSl820 可以存在于同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度灵敏器件。此特性的应用范围包括 HVAC 环境控制，建筑物、设备或机械内的温度检测，以及过程监视和控制中的温度检测。
具体连线：PG11(STM32)~DQ(DS1820)
3、3、3.5寸液晶LCD显示屏
连接方案：排线插针对准开发板相应LCD排针插口即可
4、硬件整体实物图
二、软件方案
1、设计思路
本工程设计采用keil5软件进行软件的编写和编译，通过JLINK烧录入STM32开发板，上电后进行具体的温度检测报警功能实现。
2、软件流程图
3、软件代码实现
（一）主程序如下：
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "lcd.h"
#include "touch.h"
#include "usmart.h"
#include "sdio_sdcard.h"
#include "w25qxx.h"
#include "ff.h"
#include "exfuns.h"
#include "fontupd.h"
#include "text.h"
#include "led.h"
#include "bjdj.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
#include "gizwits_product.h"
#include "string.h"
#include "tpad.h"
#include "exti.h"
#include "ds18b20.h"
#include”BEEP”
dataPoint_t currentDataPoint;
u8 wifi_sta=0;
int main(void)
{
u8 t=0;
short temperature;
delay_init(); //延时函数初始化
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
uart_init(115200); //串口初始化为 115200
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
LCD_Init(); //初始化LCD
while(font_init())
{
LCD_ShowString(60,50,240,16,16,"Font Error!");
delay_ms(200);
LCD_Fill(60,50,320,66,WHITE);//清除显示
delay_ms(200);
}
Show_Str_Mid(40,30,"丁梦周 P21614086",16,240);
Show_Str_Mid(40,60,"姚学峰 P21614021",16,240);
Show_Str_Mid(40,90," 洪犇 P21614090",16,240);
Show_Str_Mid(40,120,"李发宇 P21614082",16,240);
while(DS18B20_Init()) //DS18B20初始化
{
LCD_ShowString(120,130,200,16,16,"DS18B20 Error");
delay_ms(200);
LCD_Fill(30,130,239,130+16,WHITE);
delay_ms(200);
}
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(120,150,200,16,16,"Temp: . C");
while(1)
{
if(t%10==0) //每100ms读取一次
{
temperature=DS18B20_Get_Temp();
if(temperature<0)
{
LCD_ShowChar(120+40,150,'-',16,0); //显示负号
temperature=-temperature; //转为正数
}else LCD_ShowChar(120+40,150,' ',16,0); //去掉负号
LCD_ShowNum(120+40+8,150,temperature/10,2,16); //显示正数部分
LCD_ShowNum(120+40+32,150,temperature%10,1,16); //显示小数部分
if(temperature>300)
{
LED0=0;
}
else
{
LED0=1;
}
}
delay_ms(10);
t++;
}
}
主程序说明：
在开发板上电后进行所有模块及内存进行初始化，初始化后开始进行DSI820温度传感器的检测，采用0.1秒的检测时间间隔，每次采集的数据输入到内存ROM中作进一步调整，并与固定的值相比较，将比较结果产生的电平通过数据总线输出到相应的串口控制蜂鸣器和LED指示灯的工作状态，同时调整结束后得到一个十位和个位的非整数集合，显示在LCD屏幕之上，数值根据周围温度变化动态而变化。
温度传感器子程序：
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ
delay_us(750); //拉低750us
DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1
delay_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 PG11 INPUT
while (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：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data;
DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0;
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
DS18B20_IO_IN(); //SET PG11 INPUT
delay_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)
{
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 PG11 OUTPUT;
for (j=1;j<=8;j++)
{
testb=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if (testb)
{
DS18B20_DQ_OUT=0; // Write 1
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT=0; // Write 0
delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(2);
}
}
}
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_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_GPIOG, ENABLE); //使能PORTG口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //PORTG.11 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11); //输出1
DS18B20_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 convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe); // convert
TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if(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;
}
子程序简要说明：
由于传输线只有一根，即(DQ),系统经历了一段至少420us的低电平（ds1820温度传稿器端输出信息至MCU），释放总线并初始化，MCU形成了一个最少为15us-60us的上升沿脉冲输出至传感器,此时DS1820温度传感器处于相应MCU输出信号的状态，若DS1820工作模式正常，便会产生一个60~240us级的低电平信号，并发送至MCU，此过程便是两端通信的建立过程。
当接收建立后，由温度传感器进行间隔0.1秒的动态读取数据，并串行输入至MCU的内存中，经过按位取或的移位操作，将串行数据变为16位二进制数储存在TH，TL寄存器中，当TH高5位出现1时，判定为负数，取反，未出现1，判定为正数并将TH及高八位赋给tem。将得到的tem值进行扩展，移位展宽成16位的二进制数后，通过乘与0.625完成16进制到10进制的转换。
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