刚学32时做的
1.2 系统总体设计
整体程序以主程序为基础框架,另加按键事件处理、红外测温、屏幕显示三个主要子程序。其中,①主程序:首先进行系统初始化,接着就是持续扫描按键,等待用户的指令在执行对应的子程序,之后更新OLED的显示信息;②按键事件处理程序:判断用户按下的功能,接着再跳转对应子程序;③红外测温的温度数据读取程序:先是初始化函数内部参数,接着产生停止位,用于判断是否可继续读取,接着发送起始位,然后发送从机地址和读取指令,如果一切正常就从发起始位,开始读取低8位和高8位数据,再读取校验位,发送停止位表示读取完成,最后对数据进行校验,数据正确就送回数据,否则重新读取;④屏幕显示 是先预先设置好了 不同数据所对应的不同显示状态 然后根据相应的数据调用相应的显示。另外还有其他参数设置、开关控制等子程序,这里不再详解。
1.2.1 系统硬件功能
数据采集区由
GY-906红外温度传感器负责采集人体温度
GY-906模块是一组通用的红外测温模块。 在出厂前该模块已进行校验及线
性化,具有非接触、体积小、精度高,成本低等优点。被测目标温度和环境温度能通过单通道输出,并有两种输出接口,适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备
DS18B20负责采集环境温度用于作为温度补偿DS18B20是常用的数字温度传感器,其输出的是数字信号,具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。 [1] DS18B20数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式,型号多种多样,有LTM8877,LTM8874等等。
控制模块
核心控制器采用基于ARM Cortex-M3的32位微控制器STM32F103C8T6,其最小系统包括复位电路、晶振电路、BOOT电路、电源电路,工作需要电压2V~3.6V,工作温度为-40℃~85℃[9]。
STM32可以理想地应用于一些需要低功耗而功能强大的微控制器的嵌入式系统设计中,或者很多通用的可系统升级的方案中,其应用广泛,如工业应用领域、建筑和安防应用、低功耗应用、家电应用等[10]。
单片机源程序如下:
- #include "mlx90614.h"
- /*******************************************************************************
- * 函数名: MLX90614MLX90614 发起始位 SMBus_StartBit
- * 功能 : MLX90614 发起始位 产生起始位
- * Input : None
- * Output : None
- * Return : None
- *******************************************************************************/
- void SMBus_StartBit(void)
- {
- SMBUS_SDA_H(); // Set SDA line
- SMBus_Delay(5); // Wait a few microseconds
- SMBUS_SCK_H(); // Set SCL line
- SMBus_Delay(5); // Generate bus free time between Stop
- SMBUS_SDA_L(); // Clear SDA line
- SMBus_Delay(5); // Hold time after (Repeated) Start
- // Condition. After this period, the first clock is generated.
- //(Thd:sta=4.0us min)在SCK=1时,检测到SDA由1到0表示通信开始(下降沿)
- SMBUS_SCK_L(); // Clear SCL line
- SMBus_Delay(5); // Wait a few microseconds
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: SMBus_StopBit
- * 功能: MLX90614 发停止位 STOP condition on SMBus
- * Input : None
- * Output : None
- * Return : None
- *******************************************************************************/
- void SMBus_StopBit(void)
- {
- SMBUS_SCK_L(); // Clear SCL line
- SMBus_Delay(5); // Wait a few microseconds
- SMBUS_SDA_L(); // Clear SDA line
- SMBus_Delay(5); // Wait a few microseconds
- SMBUS_SCK_H(); // Set SCL line
- SMBus_Delay(5); // Stop condition setup time(Tsu:sto=4.0us min)
- SMBUS_SDA_H(); // Set SDA line
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: SMBus_SendByte
- * 功能: MLX90614 发送一个字节 Send a byte on SMBus
- * Input : Tx_buffer
- * Output : None
- * Return : None
- *******************************************************************************/
- u8 SMBus_SendByte(u8 Tx_buffer)
- {
- u8 Bit_counter;
- u8 Ack_bit;
- u8 bit_out;
- for(Bit_counter=8; Bit_counter; Bit_counter--)
- {
- if (Tx_buffer&0x80)//如果最高位为1
- {
- bit_out=1; // 把最高位置1
- }
- else //如果最高位为0
- {
- bit_out=0; // 把最高位置0
- }
- SMBus_SendBit(bit_out); // 把最高位发送出去
- Tx_buffer<<=1;// 左移一位把最高位移出去等待下一个最高位,循环8次,每次都发最高位,就可把一个字节发出去了
- }
- Ack_bit=SMBus_ReceiveBit();
- return Ack_bit;
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: SMBus_SendBit
- * 功能: MLX90614 发送一个位 Send a bit on SMBus 82.5kHz
- * Input : bit_out
- * Output : None
- * Return : None
- *******************************************************************************/
- void SMBus_SendBit(u8 bit_out)
- {
- if(bit_out==0)
- {
- SMBUS_SDA_L();
- }
- else
- {
- SMBUS_SDA_H();
- }
- SMBus_Delay(2); // Tsu:dat = 250ns minimum
- SMBUS_SCK_H(); // Set SCL line
- SMBus_Delay(6); // High Level of Clock Pulse
- SMBUS_SCK_L(); // Clear SCL line
- SMBus_Delay(3); // Low Level of Clock Pulse
- // SMBUS_SDA_H(); // Master release SDA line ,
- return;
- }
- /*******************************************************************************
- * Function Name : SMBus_ReceiveBit
- * Description : 在SMBus上接收一点
- * Input : None
- * Output : None
- * Return : Ack_bit
- *******************************************************************************/
- u8 SMBus_ReceiveBit(void)
- {
- u8 Ack_bit;
- SMBUS_SDA_H(); //引脚靠外部电阻上拉,当作输入
- SMBus_Delay(2); // High Level of Clock Pulse
- SMBUS_SCK_H(); // Set SCL line
- SMBus_Delay(5); // High Level of Clock Pulse
- if (SMBUS_SDA_PIN())
- {
- Ack_bit=1;
- }
- else
- {
- Ack_bit=0;
- }
- SMBUS_SCK_L(); // Clear SCL line
- SMBus_Delay(3); // Low Level of Clock Pulse
- return Ack_bit;
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: SMBus_ReceiveByte
- * 功能: Receive a byte on SMBus 从SMBus中接受一个字节的数据
- * Input : ack_nack
- * Output : None
- * Return : RX_buffer
- *******************************************************************************/
- u8 SMBus_ReceiveByte(u8 ack_nack)
- {
- u8 RX_buffer;
- u8 Bit_Counter;
- for(Bit_Counter=8; Bit_Counter; Bit_Counter--)
- {
- if(SMBus_ReceiveBit())// Get a bit from the SDA line
- {
- RX_buffer <<= 1;// If the bit is HIGH save 1 in RX_buffer
- RX_buffer |=0x01;//如果Ack_bit=1,把收到应答信号1与0000 0001 进行或运算,确保为1
- }
- else
- {
- RX_buffer <<= 1;// If the bit is LOW save 0 in RX_buffer
- RX_buffer &=0xfe;//如果Ack_bit=1,把收到应答信号0与1111 1110 进行与运算,确保为0
- }
- }
- SMBus_SendBit(ack_nack);// Sends acknowledgment bit 把应答信号发出去,如果1,就进行下一次通信,如果为0、,就拜拜了
- return RX_buffer;
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: SMBus_Delay
- * 功能: 延时 一次循环约1us
- * Input : time
- * Output : None
- * Return : None
- *******************************************************************************/
- void SMBus_Delay(u16 time)
- {
- u16 i, j;
- for (i=0; i<4; i++)
- {
- for (j=0; j<time; j++);
- }
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: SMBus_Init
- * 功能: SMBus初始化
- * Input : None
- * Output : None
- * Return : None
- *******************************************************************************/
- void SMBus_Init()
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- /* Enable SMBUS_PORT clocks */
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SMBUS_PORT, ENABLE);
- /*配置SMBUS_SCK、SMBUS_SDA为集电极开漏输出*/
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SMBUS_SCK | SMBUS_SDA;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_Init(SMBUS_PORT, &GPIO_InitStructure);
- SMBUS_SCK_H();
- SMBUS_SDA_H();
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: SMBus_ReadMemory
- * 功能: READ DATA FROM RAM/EEPROM 从RAM和EEPROM中读取数据
- * Input : slaveAddress, command
- * Return : Data
- * SMBus_ReadMemory(0x00, 0x07) 0x00 表示IIC设备的从地址 从0x07这个寄存器开始读取
- *******************************************************************************/
- u16 SMBus_ReadMemory(u8 slaveAddress, u8 command)
- {
- u16 data; // Data storage (DataH:DataL)
- u8 Pec; // PEC byte storage
- u8 DataL=0; // Low data byte storage
- u8 DataH=0; // High data byte storage
- u8 arr[6]; // Buffer for the sent bytes
- u8 PecReg; // Calculated PEC byte storage
- u8 ErrorCounter; // Defines the number of the attempts for communication with MLX90614
- ErrorCounter=0x00; // Initialising of ErrorCounter
- slaveAddress <<= 1; //2-7位表示从机地址 从机地址左移一位,把读写位空出来
-
- do
- {
- repeat:
- SMBus_StopBit(); //If slave send NACK stop comunication
- --ErrorCounter; //Pre-decrement ErrorCounter
- if(!ErrorCounter) //ErrorCounter=0?
- {
- break; //Yes,go out from do-while{}
- }
- SMBus_StartBit(); //Start condition
- if(SMBus_SendByte(slaveAddress))//Send SlaveAddress 最低位Wr=0表示接下来写命令
- {
- goto repeat; //Repeat comunication again
- }
- if(SMBus_SendByte(command)) //Send command
- {
- goto repeat; //Repeat comunication again
- }
- SMBus_StartBit(); //Repeated Start condition
- if(SMBus_SendByte(slaveAddress+1)) //Send SlaveAddress 最低位Rd=1表示接下来读数据
- {
- goto repeat; //Repeat comunication again
- }
- DataL = SMBus_ReceiveByte(ACK); //读取低数据,主机必须发送ACK
- DataH = SMBus_ReceiveByte(ACK); //读取高数据,主机必须发送ACK
- Pec = SMBus_ReceiveByte(NACK); //读取PEC字节,主机必须发送NACK
- SMBus_StopBit(); //停止条件
- arr[5] = slaveAddress; //
- arr[4] = command; //
- arr[3] = slaveAddress+1; //加载阵列阵列
- arr[2] = DataL; //
- arr[1] = DataH; //
- arr[0] = 0; //
- PecReg=PEC_Calculation(arr);//Calculate CRC 数据校验
- }
- while(PecReg != Pec);//如果接收到的CRC与计算的CRC相等,则从do-while{}退出
- data = (DataH<<8) | DataL; //data=DataH:DataL
- return data;
- }
- /*******************************************************************************
- * 函数名: PEC_calculation
- * 功能 : 数据校验
- * Input : pec[]
- * Output : None
- * Return : pec[0]-this byte contains calculated crc value
- *******************************************************************************/
- u8 PEC_Calculation(u8 pec[])
- {
- u8 crc[6];//存放多项式
- u8 BitPosition=47;//存放所有数据最高位,6*8=48 最高位就是47位
- u8 shift;
- u8 i;
- u8 j;
- u8 temp;
- do
- {
- /*Load pattern value 0x00 00 00 00 01 07*/
- crc[5]=0;
- crc[4]=0;
- crc[3]=0;
- crc[2]=0;
- crc[1]=0x01;
- crc[0]=0x07;
- /*Set maximum bit position at 47 ( six bytes byte5...byte0,MSbit=47)*/
- BitPosition=47;
- /*Set shift position at 0*/
- shift=0;
- /*Find first "1" in the transmited message beginning from the MSByte byte5*/
- i=5;
- j=0;
复制代码
- #include "stm32f10x.h"
- #include "led.h"
- #include "delay.h"
- #include "key.h"
- #include "usart.h"
- #include "beep.h"
- #include "mlx90614.h"
- #include "oled.h"
- #include "bmp.h"
- #include "sys.h"
- #include "DS18B20.h"
- /********
- 蜂鸣器 PB5
- *****************屏幕 ***************
- GND 电源地
- // VCC 接5V或3.3v电源
- // SCL 接PA5(SCL)
- // SDA 接PA7(SDA)
- ************************************
- ****************红外测温***********
- VIN 接5V或3.3v电源
- GND 电源地
- SCL PB6
- SDA PB7
- *****************
- ds18b20
- PB9
- ********/
- vu8 key=0;
- float Temp,temperature,hxwd;
- char yy[100]="36.5";
- int i,hh=00,zz=0,tt=0,ff=0;
- int XS(void)
- { u8 t;
- delay_init(); //延时函数初始化
- OLED_Init(); //初始化OLED
- OLED_Clear() ;
-
- t=' ';
- OLED_ShowCHinese(0,0,0);//非
- OLED_ShowCHinese(18,0,1);//接
- OLED_ShowCHinese(36,0,2);//触
- OLED_ShowCHinese(54,0,3);//式
- OLED_ShowCHinese(72,0,4);//测
- OLED_ShowCHinese(90,0,5);//温
- OLED_ShowCHinese(108,0,6);//仪
- OLED_ShowCHinese(108,3,7);//℃
- OLED_ShowCHinese(0,3,8);//当
- OLED_ShowCHinese(18,3,9);//前
- OLED_ShowCHinese(36,3,10);//温
- OLED_ShowCHinese(54,3,11);//度
- //OLED_ShowString(72,3,yy,16);
- OLED_ShowNum(72,3,hh,2,16);
- OLED_ShowChar(90,3,'.',16);
- OLED_ShowNum(95,3,zz,1,16);
- }
- int clcw(void)
- {
-
- delay_init(); //延时函数初始化
- OLED_Init(); //初始化OLED
- OLED_Clear() ; //清屏
- OLED_ShowCHinese(0,3,12);//测
- OLED_ShowCHinese(18,3,13);//量
- OLED_ShowCHinese(36,3,14);//错
- OLED_ShowCHinese(54,3,15);//误
- OLED_ShowNum(72,3,hh,2,16);
- OLED_ShowChar(90,3,'.',16);
- OLED_ShowNum(95,3,zz,1,16);
- }
-
- int cwz(void)
- {
-
- delay_init(); //延时函数初始化
- OLED_Init(); //初始化OLED
- OLED_Clear() ; //清屏
- OLED_ShowCHinese(0,3,12);//测
- OLED_ShowCHinese(18,3,5);//温
- OLED_ShowCHinese(36,3,18);//开
- OLED_ShowCHinese(54,3,19);//始
-
- }
-
-
- int hjwd()
- {
- if(!DS18B20_Is_Exist())
- {
- printf("未检测到DS18B20温度传感器...\n");
- delay_ms(500);
- }
- else
- {
- printf("检测到DS18B20温度传感器\n获取数据中...\n");
- temperature=DS18B20_Get_wd();
- printf("当前环境温度:%0.4lf ℃\n\n",temperature);
- }
- }
-
- int XSHJ(void)
- { u8 t;
- delay_init(); //延时函数初始化
- OLED_Init(); //初始化OLED
- OLED_Clear() ;
-
- t=' ';
- OLED_ShowCHinese(0,0,0);//非
- OLED_ShowCHinese(18,0,1);//接
- OLED_ShowCHinese(36,0,2);//触
- OLED_ShowCHinese(54,0,3);//式
- OLED_ShowCHinese(72,0,4);//测
- OLED_ShowCHinese(90,0,5);//温
- OLED_ShowCHinese(108,0,6);//仪
- OLED_ShowCHinese(108,3,7);//℃
- OLED_ShowCHinese(0,3,16);//环
- OLED_ShowCHinese(18,3,17);//境
- OLED_ShowCHinese(36,3,10);//温
- OLED_ShowCHinese(54,3,11);//度
- //OLED_ShowString(72,3,yy,16);
- OLED_ShowNum(72,3,ff,2,16);
- OLED_ShowChar(90,3,'.',16);
- OLED_ShowNum(95,3,tt,1,16);
- }
-
-
- int main(void)
- {
- uint8_t i,j,p;
- int kk=0,k=0,yy=0,wd=0;
- float Temperature = 0; //温度数据变量(浮点型)
- float jg[10];//存放测得结果
- char TempValue[80] = {0}; //温度值(字符串)
- KEY_Init();//按键初始化
- led_init();//led灯初始化
- delay_init();//延时初始化
- uart_init(9600);//串口初始化
- SMBus_Init();//SMBus初始化(测温计)
- BEEP_Init();//蜂鸣器初始化
-
- hjwd();//检测环境温度
- ff=(temperature*1000);
- tt=ff%1000;//取环境温度小数部分
- ff/=1000;//取环境温度整数部分
- if((tt%10)>=5)//小数点后2位四舍五入
- tt+=10;
- tt/=10;
- XSHJ(); //显示环境温度
- while(1)
- {
- key=KEY_Scan(0);//判断按钮是否按下
- if(key){
- hjwd();//检测环境温度
- Temperature = 0; //红外测温值初始化
- k++;
- kk++;
- printf("按的kk=%d\n",kk);
- printf("按钮按下后的k=%d\n",k);
-
- cwz();//屏幕显示测温开始
-
- /*
- 多次测量取平均值
- */
- for(yy=0;yy<10;yy++)
- {
- PBout(5)=1;//启动蜂鸣器
- jg[yy]= SMBus_ReadTemp(); //计算并返回温度值
- Temperature+=jg[yy];//将每次的结果相加方便计算平均值
- PBout(5)=0;//关闭蜂鸣器
- delay_ms(10);
- printf("结果%d=%f",yy+1,jg[yy]);//在串口输出每次测得的结果
- delay_ms(100); //延时100ms在次测量
-
- }
-
- printf("结果合%f",Temperature);//在串口输出每次测得的结果
- Temperature = (Temperature/10); //计算平均值
- PBout(5)=1; //启动蜂鸣器
- delay_ms(200); //延时200ms
- PBout(5)=0; //关闭蜂鸣器
- /*环境温度补偿算法不过不好用*/
- hxwd=(0.001081*Temperature*Temperature-0.2318*Temperature+12.454);
- hxwd*=(Temperature-temperature);
- hxwd+=Temperature;
- printf("平均温度=%f\n",Temperature);
- Temperature+=2; //测得值 根据自身情况校正
- printf("屏幕显示温度=%f\n",Temperature);
- printf("按钮按下后的核心温度=%f\n",hxwd/2); //在串口输出测得的结果
- wd=Temperature*100; //结果乘100方便转换
- hh=wd/100; //取结果的整数部分方便显示
- zz=wd%100;
- if((zz%10)>=5)//四舍五入
- zz+=10;
- zz/=10; //取结果的小数部分
-
- /*合法判断*/
- if(hh<45&&hh>25) //判断测量结果是否合理
- XS(); //显示测量结果
- else
- clcw(); //提示结果不可信
-
- if(Temperature>37.5)//判断是否发烧
- {
-
- printf("温度过高");
- for(i=0;i<5;i++)//蜂鸣器报警
- {
- printf("温度过高");
- PAout(8)=0;
- delay_ms(100);
- PAout(8)=1;
- delay_ms(100);
- PBout(5)=1;
- delay_ms(100);
- PBout(5)=0;
- }
-
- }
-
-
-
-
-
- }
- }
- }
-
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