基于STM32的现场温度采集系统

王欣蕾 刘念 山东科技大学

关键字：STM32 现场温度检测 DS18B20

1 系统方案总设计

本设计采用STM32F103VCT6作为主控芯片，以DS18B20温度传感器为检测单元，以用电器风扇为执行单元完成智能温度检测及散热系统。当温度传感器采集到环境温度后，传送至单片机，单片机处理温度数据后通过TFT液晶屏幕显示数据，同时将温度信号分别与温度上下限比较，实现报警及温度区间显示。并判断当前温度是否在合理温度范围内，以此达到控制散热的目的。丰富的GUI人机交互界面及触摸灵敏的显示屏，增强了体验感。

系统结构框图如图2-1所示。

图1 -1 系统结构框图

2 主要模块工作原理

2.1 温度采集模块DS18B20

温度采集模块采用了DS18B20，DS18B20体积小巧，使用电压范围宽，工作电压为3-5.5V，可将采集到的温度模拟量转换为数字量显示出来，即采用A/D方式传数值，通过数值转换编程可实现9-12位的数值读取范围。读取数值时采用了单总线的方式，与微控制器之间可进行单双工通信，传输方式简洁高效。其测量温度范围为-55～+125℃，精度为±0.5℃，而本系统所需数值为双位数，完全满足需求。DS18B20还支持掉电保存功能，即用户断电前设定的报警温度数值可存储在EEPROM中。【1】

2.2 TFT触控液晶模块

TFT-LCD 与无源 TN—LCD 、 STN—LCD 简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT ），可以有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶显示器。【2】

本设计的TFT-LCD液晶屏使用的控制芯片为ILI9320，屏幕尺寸为2.8寸,3320*240的分辨率,16位真彩显示，通过16位并行方式连接主控芯片。液晶屏幕内嵌触控芯片XPT2046,以SPI的通信方式与STM32芯片相连，实现触摸灵活，识别准确。

2.3 继电器

继电器相当于一种开关，只不过可以用单片机控制其自动控制打开或闭合，在电路中可以通过微小的电流控制较大的电流。

继电器中的电磁铁可由单片机的I/O引脚输出的高低电平直接控制，控制电磁铁的吸合或者断开，以此控制用电器。在继电器输出控制端，可以连接外接电源和用电器，用电器与继电器串联形成开关电路。如果单片机输出高电平，可吸合电磁铁，此时用电器通电。在本次设计中主要用作控制用电器的自动开关。

3 软件设计

单片机启动后，首先执行初始化程序，将各个模块的输入输出IO口的模式和模块的驱动程序启动后，显示主页面，包括初始化的温度上限、温度下限、当前温度以及设置按键等。在做完所有准备工作之后进入程序死循环，在死循环中主要完成读取温度值，数据处理和数据显示刷新。

4 结束语

本文设计了一个比较简易的温度测量系统，适用于温度精度要求在0.1的情况下，具有一定的推广性。可用于现场温度测量，用电设备散热等。