基于STM32單片機(jī)的內(nèi)置溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔

當(dāng)小車溫度降在警報(bào)溫度以下，LCD屏顯示“zheng chang”小車正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　當(dāng)芯片達(dá)到一定溫度時(shí)候發(fā)出報(bào)警，Led燈亮，LCD屏顯示“wen du gao !”小車停止轉(zhuǎn)動(dòng);

STM32單片機(jī)內(nèi)置了一個(gè)溫度傳感器，這個(gè)溫度傳感器產(chǎn)生一個(gè)隨溫度性變化的電壓，測(cè)量范圍為-40 - +125攝氏度。在內(nèi)部被鏈接到輸出通道ADC_IN16上，用于將傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。

圖２.１溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖

STM32單片機(jī)內(nèi)置了一個(gè)溫度傳感器，這個(gè)溫度傳感器產(chǎn)生一個(gè)隨溫度性變化的電壓，測(cè)量范圍為-40 - +125攝氏度。在內(nèi)部被鏈接到輸出通道ADC_IN16上，用于將傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。溫度傳感器模擬輸入的采樣時(shí)間需大于2.2us。在STM32單片機(jī)教學(xué)開(kāi)發(fā)板上，模擬部分的供電電源VDDA接3.3V，模擬地與系統(tǒng)GND相連。

若要使用STM32自帶的溫度傳感器，需設(shè)置ADC控制器2（ADC_CR2）中的TSVREFE控制位，以使能溫度傳感器Vsense輸入通道ADC_IN16和內(nèi)部參考電壓Vrefint輸入通道ADC_IN17。通過(guò)固件庫(kù)函數(shù)來(lái)完成這兩個(gè)通道的使能。

當(dāng)fADC = 14MHz,采樣時(shí)間設(shè)為239.5個(gè)周期時(shí)，則采樣時(shí)間位39.5/17.1us,這是推薦的采樣時(shí)間。實(shí)際系統(tǒng)時(shí)鐘往往為72MHz，fADC = 12MHz，可設(shè)采樣時(shí)間位71.5個(gè)周期。

ADC_IN16通道上讀出溫度傳感器電壓與實(shí)際溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

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

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

由于STM32單片機(jī)的ADC是12位的，模擬部分電路的供應(yīng)電源VDDA接3.3V，所以溫度傳感器的電壓值與轉(zhuǎn)換后數(shù)字量關(guān)系為：

V = AD_value*3.3 / 4095

圖2.2 結(jié)構(gòu)框圖

圖２.３�。保叮埃睱CD與STM３２單片機(jī)連接圖

圖2.4 實(shí)物圖

利用STM32單片機(jī)內(nèi)置溫度傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度的步驟如下：

• 初始化ADC:選擇ADC_IN16輸入通道，設(shè)置采樣時(shí)間等參數(shù)。
• 設(shè)置控制寄存器2（ADC_CR2）中的TSVREFE位，開(kāi)啟內(nèi)置溫度傳感器和內(nèi)部參考電壓通道。
• 設(shè)置控制寄存器2（ADC_CR2）中的ADNO位，軟件啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換，也可以用外部觸發(fā)。
• 讀取寄存器（ADC_DR）中的結(jié)果，如果有必要，可進(jìn)行數(shù)字濾波。
• 計(jì)算溫度值。
• 判斷測(cè)量溫度與設(shè)定值的大小關(guān)系。若測(cè)量值小于設(shè)定值，則小車正常運(yùn)行且PE4輸出高電平，LCD顯示”zheng chang”；若測(cè)量值大于設(shè)定值，則只有PE3輸出低電平,LCD顯示”wen du gao !”。
  

經(jīng)過(guò)一次次的調(diào)試與改進(jìn)，我們將程序編譯下載操作，最終結(jié)果如下顯示：

４.１串口顯示出當(dāng)前芯片的溫度為４０.７３

４．２當(dāng)我們?cè)O(shè)定溫度為５０時(shí)，這是我們的溫度是不超過(guò)我們?cè)O(shè)定的警戒值，所以LCD顯示“ｚｈａｎｇ　ｃｈａｎｇ”電機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

IMG_20191217_110710.jpg (2.59 MB, 下載次數(shù): 60)

下載附件

2019-12-18 16:53 上傳

利用STM32單片機(jī)內(nèi)部溫度傳感器監(jiān)測(cè)溫度的程序運(yùn)行結(jié)果如圖，實(shí)際從測(cè)量出來(lái)的溫度值超過(guò)正常值太多，找到以下原因：

              1、ADC的參考電壓不穩(wěn)定，這是測(cè)控問(wèn)題常見(jiàn)問(wèn)題；

              2、使能ADC前未做校準(zhǔn)，校準(zhǔn)可以防止內(nèi)部電容器的不一致性問(wèn)題；

              ３、ADC采樣轉(zhuǎn)換過(guò)程中受到干擾

圖５.１　串口顯示圖

在本次ＡＲＭ課設(shè)—-基于ARM的溫度采集系統(tǒng)中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我們所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去。在大學(xué)課堂的學(xué)習(xí)只是給我們灌輸專業(yè)知識(shí)，而我們應(yīng)把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，充分認(rèn)識(shí)到動(dòng)手實(shí)踐的重要性，在幾基本的實(shí)驗(yàn)課以及本次課設(shè)中都會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，而我們正是要發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題，去解決他們。也同時(shí)讓我感受到ARM在生活中的作用以及一些應(yīng)用拓展。讓我學(xué)到很多，不僅僅來(lái)自課本中的知識(shí)。

IMG_20191217_110430.jpg (1.12 MB, 下載次數(shù): 57)

下載附件

2019-12-18 16:53 上傳

以上的Word格式文檔51黑下載地址：

文檔.doc (10.03 MB, 下載次數(shù): 20)