嵌入式系統(tǒng)課程設計

1、成績 學 生 課 程 實 踐 能 力 考 查題目：溫度按鍵設定、顯示、報警系統(tǒng)設計課程名稱：嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 專業(yè)班級： 學生學號： 學生姓名： 考查地點： 考查時長： 4小時 所屬院部： 指導教師： 2017 2018學年 第 2 學期 金陵科技學院教務2017-2018學年 第2學期 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實踐能力考核班 級姓名學號課程名稱嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程編號0806504151授課時間2018年2月26日- 2018年5月4日周學時4學分2簡要評語(從完成情況、是否具備獨立開發(fā)能力、是否獨立完成、編程熟練程度等角度評價。)任課教師簽名： 日期： 溫度按鍵設定、顯示、報警系統(tǒng)設計要求：1、讀取DS

2、18B20溫度，在液晶上實時顯示，并顯示上、下限，初始值上限32，下限26。2、通過按鍵可以設置環(huán)境溫度的上限和下限，WK_UP鍵按下調(diào)節(jié)上限，再按下調(diào)節(jié)下限，再按下調(diào)節(jié)上限KEY1按下加1；KEY0按下減1,根據(jù)上限和下限判斷當前溫度有沒有超出范圍。3、當溫度超過上限，LED1隔1秒亮一次。超過下限，LED2隔1秒亮一次。(也可自定義報警方式)4、串口波特率一律用9600bps。 液晶顯示的信息： STM32 testname: xxxxxxxxxMaximum is 32C，Minimum is 26 CThe temperature is 29 C，now!(xxxxx是自己的名字拼音)

3、目錄：第1章. 系統(tǒng)要求 1.1設計要求 1.2設計方案第2章. 硬件設計2.1開發(fā)板原理圖2.2 DS18B20模塊2.3按鍵模塊2.4 LCD顯示模塊 2.5 LED 模塊第3章. 軟件設計3.1程序流程圖3.2程序部分代碼3.2.1主函數(shù) 、main.c3.2.2 LED 函數(shù)led.c3.2.3溫度代碼 s18b20.c3.2.4鍵盤代碼key.c第四章.實物效果圖第五章.課程總結 第1章. 設計要求及方案1.1設計要求1、讀取DS18B20溫度，在液晶上實時顯示，并顯示上、下限，初始值上限32，下限26。2、通過按鍵可以設置環(huán)境溫度的上限和下限，WK_UP鍵按下調(diào)節(jié)上限，再按下調(diào)節(jié)下

4、限，再按下調(diào)節(jié)上限KEY1按下加1；KEY0按下減1,根據(jù)上限和下限判斷當前溫度有沒有超出范圍。3、當溫度超過上限，LED1隔1秒亮一次。超過下限，LED2隔1秒亮一次。(也可自定義報警方式)4、串口波特率一律用9600bps。 液晶顯示的信息： STM32 testname: xxxxxxxxxMaximum is 32C，Minimum is 26 CThe temperature is 29 C，now!(xxxxx是自己的名字拼音）1.2設計方案本次課程設計的要求是使用STM32F103設計一個溫度測控系統(tǒng)，ALIENTEK MiniSTM32 V3 版開發(fā)板選擇的是 STM32F10

5、3RCT6 作為 MCU，它擁有的資源 包括：48KB SRAM、256KB FLASH、2 個基本定時器、4 個通用定時器、2 個高級定時器、2 個 DMA 控制器（共 12 個通道）、3 個 SPI、2 個 IIC、5 個串口、1 個 USB、1 個 CAN、3 個 12 位 ADC、1 個 12 位 DAC、1 個 SDIO 接口及 51 個通用 IO 口。在本課程中使用了以下部分來完成課程設計的要求：1.應用DS18B20進行溫度的檢測。2.應用按鍵模塊進行外部的上下限數(shù)值設定。3.應用LED的閃爍進行報警。4.應用LCD顯示實時溫度、上下限等信息。第2章. 硬件設計2.2 DS18B

6、20設計2.3按鍵模塊ALIENTEK MiniSTM32 開發(fā)板總共有 3 個按鍵，其原理圖如下： 2.4 LCD顯示模塊 2.5 LED 模塊其中 PWR 是開發(fā)板電源指示燈，為藍色。LED0 和 LED1 分別接在 PA8 和 PD2 上，PA8還可以通過 TIM1 的通道 1 的 PWM 輸出來控制 DS0 的亮度。為了方便大家判斷，我們選擇了 DS0 為紅色，DS1 為綠色的 LED 燈。 第3章. 軟件設計3.1程序流程圖溫度顯示及報警模塊 按鍵設定模塊3.2程序部分代碼3.2.1主函數(shù) 、main.c#include "led.h"#include "

7、;delay.h"#include "sys.h"#include "usart.h"#include "lcd.h"#include "ds18b20.h"#include "key.h"#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int temp_low = 22;int temp_high = 32;int zanshi_low=0;int zanshi_hign=0;void

8、 TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc) TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); /時鐘使能TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; /設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值 計數(shù)到5000為500msTIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; /設置用

9、來作為TIMx時鐘頻率除數(shù)的預分頻值 10Khz的計數(shù)頻率 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; /設置時鐘分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /TIM向上計數(shù)模式TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); /根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時間基數(shù)單位 TIM_ITConfig( /使能或者失能指定的TIM中斷TIM3,

10、/TIM2TIM_IT_Update ,ENABLE /使能);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; /TIM3中斷NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; /先占優(yōu)先級0級NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; /從優(yōu)先級3級NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructur

11、e); /根據(jù)NVIC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設NVIC寄存器TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); /使能TIMx外設 u8 flag=0; int main(void) u8 t = 0; u8 shuzu20;u8 keyvalue=0;u8 gaibianshui=0; short temperature; delay_init(); /延時函數(shù)初始化 uart_init(9600); /串口初始化為9600NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);/ 設置中斷優(yōu)先級分組2 LED_Init(); /初始化與L

12、ED連接的硬件接口TIM3_Int_Init(9999,7199);/10Khz的計數(shù)頻率，計數(shù)到5000為500ms LCD_Init(); POINT_COLOR = RED; /設置字體為紅色 LCD_ShowString(0, 50, 200, 16, 16, "STM32 test");LCD_ShowString(0, 70, 200, 16, 16, "name: zhang qi qi "); /LCD_ShowString(0,90,200,16,16,"Max 32 C Min 26 C"); memset(shu

13、zu, 0, 20); sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low); LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu); while (DS18B20_Init() /DS18B20初始化 LCD_ShowString(0, 130, 200, 16, 16, "DS18B20 Error"); delay_ms(200); LCD_Fill(0, 130, 239, 130 + 16, WHITE); delay_ms(200); P

14、OINT_COLOR = BLUE; /設置字體為藍色 LCD_ShowString(0, 110, 260, 16, 16, "The temperature is: . C now ");LCD_ShowChar(0+25*8,110,',',16,0);LCD_ShowChar(0+29*8,110,'!',16,0); while (1) POINT_COLOR = BLUE; /設置字體為藍色 if (t % 10 = 0) /每100ms讀取一次 t = 0; temperature = DS18B20_Get_Temp(); i

15、f (temperature < 0) LCD_ShowChar(0 + 40, 150, '-', 16, 0); /顯示負號 temperature = -temperature; /轉為正數(shù) else LCD_ShowChar(0 + 40, 150, ' ', 16, 0); /去掉負號memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "The temperature is:%3d.%1dC", temperature / 10, temperature % 10);LCD_ShowString(0, 11

16、0, 200, 16, 16, shuzu); delay_ms(10);/判斷溫度zanshi_low=temp_low*10;zanshi_hign=temp_high*10;if(temperature<zanshi_low)|(temperature>zanshi_hign)if(temperature<zanshi_low)flag=1;printf("chaoxiaxian");if(temperature>zanshi_hign)flag=2;printf("chaoshangxian"); elseflag=0;L

17、ED0=1; /正常情況燈不亮 LED1=1;/獲取溫度時間控制t t+;/瀏覽開關KEY_Init();delay_ms(10);keyvalue=KEY_Scan(0);if(keyvalue!=0)if(keyvalue=3)gaibianshui=(gaibianshui+1)%3;if(gaibianshui=1) /改變上限if(keyvalue=2) /key1按下temp_high+;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LC

18、D_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);if(keyvalue=1) /key0按下temp_high-;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);if(gaibianshui=2) /改變上限if(keyvalue=2) /key1按下temp_low+;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu

19、, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);if(keyvalue=1) /key0按下temp_low-;memset(shuzu, 0, 20);sprintf(shuzu, "Max is %2d C,Min is %2d C", temp_high, temp_low);LCD_ShowString(0, 90, 200, 16, 16, shuzu);keyvalue=0; void TIM3_IRQH

20、andler(void) /TIM3中斷if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) /檢查指定的TIM中斷發(fā)生與否:TIM 中斷源 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); /清除TIMx的中斷待處理位:TIM 中斷源 /溫度不正常處理燈if(flag=1)LED0 = !LED0;if(flag=2)LED1 = !LED1;3.2.2 LED 函數(shù)led.c#include "led.h"void LED_Init(void) GPIO_InitTypeDef GP

21、IO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); /使能PA,PD端口時鐘 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; /LED0->PA.8 端口配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /IO口速度為50MHz GPIO_Init(GPIO

22、A, &GPIO_InitStructure); /根據(jù)設定參數(shù)初始化GPIOA.8 GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8); /PA.8 輸出高 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; /LED1->PD.2 端口配置, 推挽輸出 GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); /推挽輸出 ，IO口速度為50MHz GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2); /PD.2 輸出高 3.2.3溫度代碼 s18b20.c#include "ds18b2

23、0.h"#include "delay.h"void DS18B20_Rst(void) DS18B20_IO_OUT(); /SET PA0 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的回應/返回1:未檢測到DS18B20的存在/返回0:存在u8 DS18B20_Check(void) u8 retry=0;DS18B20_IO_IN();/SET PA0 INPUT while (DS18

24、B20_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;/從DS18B20讀取一個位/返回值：1/0u8 DS18B20_Read_Bit(void) / read one bit u8 data;DS18B20_IO_OUT();/SET PA0 OUTPUT DS18B

25、20_DQ_OUT=0; delay_us(2); DS18B20_DQ_OUT=1; DS18B20_IO_IN();/SET PA0 INPUTdelay_us(12);if(DS18B20_DQ_IN)data=1; else data=0; delay_us(50); return data;/從DS18B20讀取一個字節(jié)/返回值：讀到的數(shù)據(jù)u8 DS18B20_Read_Byte(void) / read one byte u8 i,j,dat; dat=0;for (i=1;i<=8;i+) j=DS18B20_Read_Bit(); dat=(j<<7)|(da

26、t>>1); return dat;/寫一個字節(jié)到DS18B20/dat：要寫入的字節(jié)void DS18B20_Write_Byte(u8 dat) u8 j; u8 testb;DS18B20_IO_OUT();/SET PA0 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;/ Writ

27、e 0 delay_us(60); DS18B20_DQ_OUT=1; delay_us(2); /開始溫度轉換void DS18B20_Start(void)/ ds1820 start convert DS18B20_Rst(); DS18B20_Check(); DS18B20_Write_Byte(0xcc);/ skip rom DS18B20_Write_Byte(0x44);/ convert /初始化DS18B20的IO口 DQ 同時檢測DS的存在/返回1:不存在/返回0:存在 u8 DS18B20_Init(void) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitSt

28、ructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); /使能PORTA口時鐘 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;/PORTA0 推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2

29、); /輸出1DS18B20_Rst();return DS18B20_Check(); /從ds18b20得到溫度值/精度：0.1C/返回值：溫度值 （-5501250） 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

30、_Read_Byte(); / LSB TH=DS18B20_Read_Byte(); / MSB if(TH>7) TH=TH; TL=TL; temp=0;/溫度為負 else temp=1;/溫度為正 tem=TH; /獲得高八位 tem<<=8; tem+=TL;/獲得底八位 tem=(float)tem*0.625;/轉換 if(temp)return tem; /返回溫度值else return -tem; 3.3.4鍵盤代碼key.c #include "key.h"#include "delay.h" /按鍵初始化函數(shù)

31、/PA15和PC5 設置成輸入void KEY_Init(void)GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);/使能PORTA,PORTC時鐘GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);/關閉jtag，使能SWD，可以用SWD模式調(diào)試GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;/PA15GPIO_InitStru

32、cture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; /設置成上拉輸入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/初始化GPIOA15GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;/PC5GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; /設置成上拉輸入 GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);/初始化GPIOC5GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;/PA0GPIO_Ini

33、tStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; /PA0設置成輸入，默認下拉 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/初始化GPIOA.0 /按鍵處理函數(shù)/返回按鍵值/mode:0,不支持連續(xù)按;1,支持連續(xù)按;/返回值：/0，沒有任何按鍵按下/KEY0_PRES，KEY0按下/KEY1_PRES，KEY1按下/WKUP_PRES，WK_UP按下 /注意此函數(shù)有響應優(yōu)先級,KEY0>KEY1>WK_UP!u8 KEY_Scan(u8 mode) static u8 key_up=1;/按鍵按松開標志if(mo