基于STM的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)(完整資料)

基于STM的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

基于STM的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）題目基于STM32的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)_______學(xué)生姓名李枝玲學(xué)號1213014137_____所在學(xué)院陜西理工學(xué)院____________專業(yè)班級電子信息工程________________指導(dǎo)教師梁芳____________________完成地點物理與電信工程實驗室__________2016年5月29日基于STM32的室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)李枝玲（陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)電子1205班，陜西漢中723000）指導(dǎo)教師：梁芳[摘要]本設(shè)計是以STM32單片機為核心的溫度控制系統(tǒng)。采用DS18B20溫度傳感器實現(xiàn)對溫度的采集,并用TFT液晶屏對溫度進(jìn)行顯示.通過對元器件的選擇，設(shè)計系統(tǒng)的硬件電路,從而設(shè)計相關(guān)應(yīng)用程序，制作實物,實現(xiàn)溫度采集、顯示、控制等功能。結(jié)果表明,所設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)基本能夠完成所需功能，并且具有測量精準(zhǔn)高、實時性好、使用方便等特點。［關(guān)鍵詞]溫度控制；DS18B20；STM32單片機IndoortemperaturecontrolsystembasedonSTM32ZhilingLi（Electronicinformationengineering，Schoolofphysicsandtelecommunicationengineering,ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhoung723000，Shaanxi,1205）Tutor:FangLiangAbstractThisdesignisbasedonSTM32microcontrollerasthecoreofthetemperaturecontrolsystem。UsingDS18B20temperaturesensortoachievethetemperatureofthecollection,theuseofTFTLCDscreentodisplaythetemperature。thehardwarecircuitofthesystemisdesignedthroughtheselectionofcomponents；Soastodesigntherelatedapplication,maketheobject，realizethefunctionoftemperatureacquisition，display，controlandotherfunctions.Theresultsshowthatthedesignedtemperaturecontrolsystemcanbasicallycompletetherequiredfunctions，andhasthecharacteristicsofhighprecision,goodreal—timeperformance，easytouse，andsoon.Keywordstemperaturecontrol；DS18B20；STM32singlechipmicrocompute目錄TOC\o"1-3”\h\u_Toc454180598”1系統(tǒng)總體設(shè)計21。1系統(tǒng)功能要求2HYPERLINK\l”_Toc454180600”1.2系統(tǒng)方案論證2HYPERLINK\l”_Toc454180601”1.3系統(tǒng)設(shè)計框圖2_Toc454180604”1.4.2溫度傳感器3HYPERLINK\l”_Toc454180605"2硬件設(shè)計42.2控制模塊42。2。1STM32簡介42.2。2STM32的主要優(yōu)點52。2.3STM32開發(fā)板6HYPERLINK\l”_Toc454180612"2。3最小系統(tǒng)設(shè)計72。4。1DS18B20的介紹8HYPERLINK\l”_Toc454180622"2.4。2DS18B20工作原理介紹8HYPERLINK\l”_Toc454180623”2.4.3DS18B20使用中的注意事項9HYPERLINK\l”_Toc454180624”2.4。4DS18B20與STM32單片機的連接電路92。5顯示模塊10_Toc454180627"2.5。2ALIENTEK2。8液晶簡介10HYPERLINK\l”_Toc454180628”2.6按鍵模塊11_Toc454180630"2.8風(fēng)機模塊123系統(tǒng)軟件設(shè)計13_Toc454180636”3。4按鍵子程序164系統(tǒng)調(diào)試17_Toc454180640"4.3聯(lián)合調(diào)試17HYPERLINK\l”_Toc454180641”4。4故障分析17_Toc454180643"5.1總結(jié)19HYPERLINK\l”_Toc454180644”5.2展望19致謝20HYPERLINK\l”_Toc454180646”參考文獻(xiàn)21_Toc454180648"原文22HYPERLINK\l”_Toc454180649”譯文29HYPERLINK\l”_Toc454180650”附錄B系統(tǒng)電路圖35_Toc454180653”附錄D程序清單37緒論在人類的生活環(huán)境中,溫度扮演著極其重要的角色.特別是在冶金、醫(yī)藥、食品制造和化學(xué)制造業(yè)等行業(yè)尤其顯得重要。在適當(dāng)?shù)臏囟认律a(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和合格率會大大的提高。有些藥品的生產(chǎn)和存儲要在很低的溫度下進(jìn)行；石油分餾的過程中在不同的溫度下才能分離出汽油、柴油、煤油、硫化物；食品的制造和存儲也要在特定的溫度下才能保證質(zhì)量。在農(nóng)業(yè)大棚蔬菜和室內(nèi)圈養(yǎng)牲畜對于環(huán)境溫度的要求也很高，大棚蔬菜的溫度基本上要保證在20～30℃。雞舍的育雛期溫度要控制在36℃左右。隨著社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中對于溫度的要求會越來越高,因此能夠檢測溫度變化的溫度檢測設(shè)備出現(xiàn)在人們的視線中.它能使人們能及時看到溫度變化的第一手資料，提示溫度變化情況，協(xié)助人們及時調(diào)整，讓溫度控制更好的服務(wù)于整個社會和人們的生活。近年來隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人類的生活發(fā)生了很大的變化，尤其是隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),微型計算機應(yīng)運而生，讓人類社會進(jìn)入了一個嶄新的時代。但是因為微型計算機成本較高,在很多工業(yè)控制中并不是最好的選擇.所以單片機因為價格低廉、可靠性高，性能穩(wěn)定以及獨特的定時、計數(shù)功能而被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)控制，工業(yè)生產(chǎn)，家用電器制造等方面，單片機的應(yīng)用在不斷的走向深處，在實時檢測與自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機一般是用來做核心部件的，由具體的硬件結(jié)構(gòu)與控制對象的特點，和軟件相結(jié)合來加以完善[9］。溫度是表示物體冷熱程度的物理量,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中溫度是一個非常重要的參數(shù).溫度測量在產(chǎn)品生產(chǎn)，工業(yè)設(shè)計，能源節(jié)約中發(fā)揮到了關(guān)鍵性的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的需要，溫度傳感器不斷更新和豐富起來。溫度作為一個模擬量，如果采用合適的技術(shù)和元件，把模擬的溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖然說不難，但電路比較復(fù)雜，成本也太高.溫度測量中測量溫度是重點，本設(shè)計中單片機溫度測量同樣如此［11]。溫度控制系統(tǒng)常用來保持溫度恒定或者使溫度按照某種規(guī)定的程序變化.由于溫度自身的一些特點,如慣性大、滯后現(xiàn)象嚴(yán)重、難以建立精確的數(shù)學(xué)模型等，傳統(tǒng)的控制方式由于其控制精度不高、不能及時的跟蹤對象特性變化等原因造成控制系統(tǒng)性能不佳。本設(shè)計基于這一點，選用具有高性能而又經(jīng)濟(jì)的STM32單片機作為控制器，所用算法為位置型PID控制算法，完成了對系統(tǒng)的設(shè)計［8].本課題的設(shè)計方案具有可行性和一定的推廣性，若能夠應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活中，將會對提高企業(yè)自動化水平、降低生產(chǎn)成本、減輕工人勞動強度、提高生活質(zhì)量等方面起到積極的促進(jìn)作用。1系統(tǒng)總體設(shè)計1。1系統(tǒng)功能要求該設(shè)計主要由單片機最小系統(tǒng)模塊,溫濕度采集模塊、顯示模塊和鍵盤模塊，報警模塊等構(gòu)成，以STM32單片機作為核心處理器。主要完成的功能有以下幾點：對室內(nèi)溫度進(jìn)行實時檢測、可按照指令改變控制參數(shù)、將檢測的溫度顯示出來。1。2系統(tǒng)方案論證電路總體可以分為溫度采集模塊、單片機STM32最小系統(tǒng)模塊、電機驅(qū)動模塊、按鍵模塊以及顯示模塊等。以STM32單片機最小系統(tǒng)作為核心控制電路，傳感器采集溫濕度作為STM32的輸入,電機驅(qū)動模塊、TFTLCD2.8寸液晶屏，以及按鍵模塊作為STM32的輸出。采集溫度方面由DS18B20溫度傳感器來完成，它是一個數(shù)字溫度傳感器、內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換，可直接與單片機相連接.而TFTLCD2.8寸液晶顯示屏是插針式,也可以直接與單片機相連接。通過DS18B20傳感器采集當(dāng)前的溫濕度值、經(jīng)單片機將其處理后的數(shù)據(jù)送到TFTLCD液晶顯示屏來進(jìn)行顯示，主要顯示測得的實時溫度與設(shè)定的溫度上下限.利用鍵盤設(shè)置溫度閾值,如果當(dāng)前采集的實時溫度不在設(shè)定的溫度閾值范圍之內(nèi)，則由STM32單片機發(fā)出指令來控制電機驅(qū)動模塊，使電機正常工作來實現(xiàn)室內(nèi)溫度控制。1。3系統(tǒng)設(shè)計框圖

功按照系統(tǒng)能的具體要求，在保證實現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)上,盡可能降低系統(tǒng)成本?？傮w設(shè)計方案圍繞上述思想,初步確定系統(tǒng)的方案如圖1.1所示EMBEDVisio.Drawing.15\＊MERGEFORMATSTMF103RCT6控制器晶振電路DS18B20電機驅(qū)動LCD顯示按鍵電路復(fù)位電路LED指示圖1。1功能模塊框圖1。4具體控制選擇1.4.1控制器選擇方案一：選用STM32F103ZET6單片機該單片機有144個引腳，為32微處理器M3內(nèi)核,最大時鐘頻率可達(dá)到72MZhz，處理速度快，效率高。其內(nèi)部有8個定時器，內(nèi)個能輸出4路PWM波,且有六個能能配置4個通道的捕獲。同時內(nèi)部還有多路AD、DA等,配置有SPI、I2C接口等,內(nèi)部資源極為豐富,用該處理器為設(shè)計帶來很大方便[5]。方案二：選用STM32F103RCT6單片機該單片機有64個引腳，跟上述的STM32ZET6功能極為相似,同樣也有多路PWM、輸入捕獲、AD、DA，配有SPI、I2C等接口,內(nèi)部資源較為豐富。但是相比STM32ZET6，該單片機體積小，引腳少。內(nèi)部只有四個定時器（定時器1到定時器4)，不過都具有計數(shù)、產(chǎn)生PWM波及輸入捕獲功能[5］。方案一中STM32F103ZET6管腳太多且體積較大，雖然內(nèi)部資源豐富,但是好多沒用到。而STM32F103RCT6內(nèi)部不僅集成了設(shè)計所需要的功能而且體積小、引腳少，同時相比STM32F103ZET6價格更便宜。所以選用STM32F103RCT6作為主控器。1.4.2溫度傳感器方案一:數(shù)字溫度傳感器如DS18B20該傳感器主要特性如下：數(shù)據(jù)線供電方式是在寄生電源方式下的供電,電壓適應(yīng)的范圍比較寬，電壓范圍為：3。0～5.5V；DS18B20在和單片機連接時僅僅需一條總線就可以實現(xiàn)DS18B20和單片機雙向的通信，它的單線接口方式十分特殊，但也十分方便；多個DS18B20可以并聯(lián)的在唯一的三線上，能夠?qū)崿F(xiàn)組網(wǎng)的多點測溫功能；全部傳感器元件和轉(zhuǎn)換電路就像一只三極管集成在集成電路內(nèi)，DS18B20在使用的時候不需要任何的外圍元件;測溫范圍－55℃～+125℃，在—10～+85℃時精度在±0。5℃范圍內(nèi)；有9～12位的可編程的分辨率，相對應(yīng)的可分辨溫度依次為0.5℃、0。25℃、0。125℃和0.0625℃，因此可以實現(xiàn)高精度測溫；9位分辨率時最大可在93.75毫秒內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多能在750毫秒內(nèi)把模擬溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，速度更快；直接把測量出的數(shù)字溫度信號的結(jié)果輸出，可傳送CRC校驗碼，同時用"單總線"串行方式傳遞給CPU,抗干擾和糾錯能力都較強；負(fù)壓特性：把電源極性接反的時候，芯片不會因為發(fā)熱而燒毀,但是也不能正常工作[10]。方案二：熱電阻溫度傳感器熱電阻的測量精度高，性能穩(wěn)定,使用方便，測量范圍比較寬，在高精度、低溫測量中占有重要的地位。熱電阻傳感器主要用于中低溫度（—200℃～+650℃或850℃)范圍的溫度測量。常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻。鉑電阻傳感器是利用金屬鉑（Pt）的電阻值隨溫度變化而變化的物理特性而制成的溫度傳感器[3]。以鉑電阻作為測溫元件進(jìn)行溫度測量的關(guān)鍵是要能準(zhǔn)確地測量出鉑電阻傳感器的電阻值.鉑電阻具有適用范圍廣、測量范圍大、穩(wěn)定性高、重復(fù)性好、價格低廉、使用方便等優(yōu)點，成為目前工業(yè)和實驗室中溫度測量應(yīng)用最廣泛普遍的傳感元件之一，工業(yè)中應(yīng)用較多的熱電阻傳感器如Pt100.通過比較，雖然方案二測量溫度范圍比較大，但是由于它的測溫原理是電阻值隨著溫度的改變而不斷變化，因此需要設(shè)計出非常優(yōu)良的溫度采集電路，其中應(yīng)包括測溫部分，線性化部分，放大部分,A/D轉(zhuǎn)換部分，這就會使外圍電路復(fù)雜性大大增加。方案一數(shù)字式的溫度傳感器，用一根數(shù)據(jù)總線就可以和單片機進(jìn)行通信，使其外圍的電路大大簡化,測量的精度更加準(zhǔn)確.因此在本設(shè)計中選擇方案一作為溫度采集傳感器。2硬件設(shè)計2。1硬件構(gòu)成硬件主要包括：溫度采集模塊、單片機STM32最小系統(tǒng)模塊、電機驅(qū)動模塊、按鍵模塊以及顯示模塊。2.2控制模塊該模塊的主要任務(wù)是完成單片機所發(fā)出的升溫或降溫操作。單片機STM32F103RCT6做CPU，DS18B20采集溫度直接輸出數(shù)字信號，單片機進(jìn)行處理與執(zhí)行。當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度上限值時，單片機向溫度控制執(zhí)行電路發(fā)送降溫命令，同時發(fā)光二極管綠燈亮，提醒使用者溫度過高正在進(jìn)行降溫,啟動風(fēng)機等操作。當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度的下限時，單片機向溫度控制執(zhí)行電路發(fā)送升溫命令，同時發(fā)光二極管紅燈亮，提醒使用者溫度過低正在進(jìn)行升溫操作?？刂颇K如圖2.1所示.圖2.1控制模塊2。2。1STM32簡介STM32系列是為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARMCortex-M3內(nèi)核。按性能分成兩個不同的系列：“增強型"STM32F103系列和“基本型”STM32F101系列。增強型系列的時鐘頻率能達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中頻率最高的；基本型的時鐘頻率為36MHz，用16位產(chǎn)品一樣的價格得到比16位產(chǎn)品更大的性能，是16位產(chǎn)品的最好選擇。兩個系列都有內(nèi)置的32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時鐘頻率為72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼來看，STM32功耗36mA,是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品,相當(dāng)于0。5mA/MHz［6］。以STM32103RCT6單片機為處理器，該單片機為32位處理器。內(nèi)核為Cortex—M3,其并行總線結(jié)構(gòu)，嵌套中斷向量控制單元，調(diào)試系統(tǒng)和它標(biāo)準(zhǔn)的存儲映射。嵌套中斷向量控制器(NestedVectorInterruptController,簡稱NVIC)是Cortex-M3處理器中一個比較關(guān)鍵的組件，它為基于Cortex-M3的微控制器提供了標(biāo)準(zhǔn)的中斷架構(gòu)和優(yōu)秀的中斷響應(yīng)能力,為超過240個中斷源提供專門的中斷入口,而且可以為每個中斷源賦予單獨的優(yōu)先級。采用NVIC可以達(dá)到非常快的中斷響應(yīng)速度，從收到中斷請求到執(zhí)行中斷服務(wù)的第一條指令僅需12個周期。這種極快的響應(yīng)速度一方面得益于Cortex—M3內(nèi)核對堆棧的自動處理機制，這種機制是通過固化在CPU內(nèi)部的微代碼實現(xiàn)的。另一方面，在中斷請求連續(xù)出現(xiàn)的情況下，NVIC使用一種稱為“尾鏈”的技術(shù),使連續(xù)而來的中斷可以在6個時鐘周期內(nèi)得到服務(wù)。在中斷的壓棧階段，更高優(yōu)先級的中斷可以不耗費任何額外的CPU周期就能完成嵌入低優(yōu)先級中斷的動作.具體的細(xì)節(jié)后面我會繼續(xù)總結(jié)的。用戶可以通過設(shè)置CPU自動進(jìn)入低功耗狀態(tài)，而使用中斷來將其喚醒，CPU在中斷時間來臨之前會一直保持睡眠狀態(tài)[7］。

Cortex—M3的CPU支持兩種運行模式:線程模式（ThreadMode）與處理模式（HandlerMode）并且需要注意的是，這兩種模式都擁有各自獨立的堆棧。這種設(shè)計使得開發(fā)人員可以進(jìn)行更為精密的程序設(shè)計，對實時操作系統(tǒng)的支持也就更好了.Cortex-M3處理器還包含了一個24位可自動重裝載定的定時器，可以為內(nèi)核（RTOS）提供一個周期中斷。在指令集方面,ARM7和ARM9都有兩種指令集（32位指令集和16位指令集），而Cortex-M3系列處理器支持Thumb—2指令集。由于Thumb-2指令集融合了Thumb指令集和ARM指令集，使得32位指令集的性能和16位指令集的代碼密度之間取得了平衡[5］。專業(yè)嵌入式、單片機技術(shù)實訓(xùn)。而且，ARMThumb—2專門為C/C++編譯器設(shè)計，這就意味著Cortex—M3系列處理器的開發(fā)應(yīng)用可以全部在C語言環(huán)境中完成.

STM32微控制器的推出標(biāo)志著ST公司在兩條產(chǎn)品主線（低價位主線和高性能主線）上邁出了重大一步。STM32最初發(fā)布時有14個不同型號，分為兩個版本：最高CPU時鐘為72MHZ的“增強型”和最高CPU時鐘為36MHZ的“基本型"。這些不同STM32型號里內(nèi)置的Flash最大可達(dá)128KB，SRAM最大為20KB，在STM32發(fā)布之初，配置更大Flash,RAM和更復(fù)雜外設(shè)的版本就已經(jīng)在規(guī)劃之中了。不管是什么版本，什么型號的STM32器件，它們在引腳功能和應(yīng)用軟件上是兼容的。這就使得開發(fā)人員在使用STM32系列微控制器時，不必改動PCB就可以根據(jù)需要隨意更換器件型號.乍一看STM32的設(shè)備配備，與往日熟悉的51單片機倒有幾分相似。一般，STM32都會配備常見外設(shè)，諸如多通道ADC，通用定時器，I2C總線接口，SPI總線接口，CAN總線接口,USB控制器，實時時鐘RTC等.但是，它的每一個外部設(shè)備都具有獨特之處。例如，12位精度的ADC具備多種轉(zhuǎn)換模式，并帶有一個內(nèi)部溫度傳感器，帶有雙ADC的STM32器件，還可以使兩個ADC同時工作，從而衍生出了更為高級的9種轉(zhuǎn)換模式；STM32的每一個定時器都具備4個捕獲比較單元，而且每個定時器都可以和另外的定時器聯(lián)合工作以生成更為精密的時序；STM32有專門為電機控制而設(shè)的高級定時器，帶有6個死區(qū)時間可編程的PWM輸出通道,同時其帶有的緊急制動通道可以在異常情況出現(xiàn)時,強迫PWM信號輸出保持在一個預(yù)訂好的安全狀態(tài);SPI接口含有一個硬件CRC單元,支持8位字節(jié)和16位半字?jǐn)?shù)據(jù)的CRC計算.在對SD或MMC等存儲介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取時相當(dāng)有用。而且，STM32還包含了7個DMA通道。沒惡搞通道都可以用來在設(shè)備與內(nèi)存之間進(jìn)行8位,16位，32位數(shù)據(jù)的傳輸.每個設(shè)備都可以向DMA控制器請求發(fā)送或者接收數(shù)據(jù).STM32內(nèi)部總線仲裁器和總線矩陣將CPU數(shù)據(jù)接口和DMA通道之間的連接大大的簡化了，這就意味著DMA通道單元是很靈活的其使用方法簡單，足以應(yīng)付微控制器應(yīng)用中常見的數(shù)據(jù)傳輸要求。2.2.2STM32的主要優(yōu)點使用ARM最新、先進(jìn)的構(gòu)架Cortex—M3內(nèi)核出色的實時性能出色的功率控制出眾和創(chuàng)新的外設(shè)最大程度的集成整合易于開發(fā)，可使產(chǎn)品快速進(jìn)入市場STM32硬件的特色接口：I/O:輸入/輸出口低功耗模式、定時器/計數(shù)器、輸入捕獲PWM:脈寬調(diào)變A/D：模/數(shù)轉(zhuǎn)換DMA：直接存儲器存取USART、SPI：單個程序啟動BOOT：2.2。3STM32開發(fā)板STM32開發(fā)板如圖2.2所示[4]STM32F103RCT6,TQFP64,FLASH:256K，SRAM：40K

1個JTAG/SWD調(diào)試的下載口1個電源指示燈（藍(lán)色)2個狀態(tài)指示燈（DS0：紅色，DS1：綠色）1個紅外接收頭1個IIC接口的EEPROM芯片，24C02，容量256字節(jié)一個SPIFLASH芯片，W25X16，容量2M字節(jié)1個DS18B20溫度傳感器預(yù)留接口一個標(biāo)準(zhǔn)的2。4/2。8英寸液晶屏接口，支持觸摸屏1個OLED模塊的接口1個USBSLAVE接口,用于USB通信1個插SD卡的接口1個PS/2接口，外接鼠標(biāo)、鍵盤等1組5V電源供應(yīng)/接入口圖2.2STM32開發(fā)板1組3。3V電源供應(yīng)/接入口1個啟動模式的配置選擇接口

2個2。4G的無線通信接口(24L01和JF24C）1個復(fù)位按鍵，用來對MCU和LCD進(jìn)行復(fù)位3個功能按鍵，其中WK_UP兼具喚醒功能1個電源開關(guān),控制整個板的電源除晶振占有的IO口外，其余所以得IO全部引出，其中GPIOA和GPIOB按順序引出2.3最小系統(tǒng)設(shè)計單片機要正常工作必須電源電路提供電源,通過震蕩電路產(chǎn)生時鐘周期，同時為了防止系統(tǒng)異常還需加上復(fù)位電路，可手動讓系統(tǒng)重新工作。（1）震蕩電路震蕩電路用的是8M晶振，因為STM32內(nèi)部可以通過鎖相環(huán)可以進(jìn)行倍頻，變?yōu)樽罡?2MHZ的頻率，所以外部接8MHZ晶振，經(jīng)過倍頻可達(dá)到72MHZ[1].其電路如圖2.3所示.其電路主要有晶振、電容和電阻組成.其中OSDIN和OSDOUT為STM32外部時鐘電路引腳.通過震蕩電路產(chǎn)生時鐘從該管腳輸入作為處理器時鐘源。圖2。3振蕩電路（2）復(fù)位電路圖2.4復(fù)位電路Stm32是低電平復(fù)位并且每次上電是會復(fù)位一次，所以系統(tǒng)上電之后默認(rèn)情況下其RST腳應(yīng)該為高電平。其電路如圖2。4所示.R1位上拉電阻，REST為單片機復(fù)位引腳，當(dāng)按鍵K1按下RST引腳輸出低電平，此時系統(tǒng)復(fù)位;當(dāng)復(fù)位按鍵K1沒按下時,由于RST直接接在上拉電阻上，默認(rèn)為高電平，所以系統(tǒng)正常工作。2.4溫度采集模塊該模塊主要采用溫度傳感器DS18B20來實現(xiàn)對溫度的采集。DS18B20將采集來的模擬溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送給單片機進(jìn)行處理。2。4。1DS18B20的介紹DS18B20引腳圖如圖2。5所示。圖2.5DS18B20引腳圖DS18B20功能特點：1.獨特的單線接口方式，與單片機的通信只需要一根I/O線,在一根線上可以掛接多個DS18B20。2.每個DS18B20都有它的序列號，我們是根據(jù)序列號來訪問相應(yīng)的器件，具有一個獨有的，不可更改的64位的序列號。3。低壓供電,電源范圍為3—-5V，可本地供電，也能直接通過數(shù)據(jù)線提供電源（即寄生電源2方式）。4。在—10°C至+85°C范圍內(nèi)的可以達(dá)到精度為±0。5攝氏度，測溫的范圍為－55℃～+125攝氏度。5.用戶可以根據(jù)自己的設(shè)計設(shè)定報警的上下限溫度。6。它轉(zhuǎn)換12位的溫度信號為數(shù)字信號的最大時間為750毫秒，可編輯的數(shù)據(jù)位9--12位.7.DS18B20的分辨率為9-—12位，可由用戶通過EEPROM設(shè)置.8。DS18B20可以把檢測到的模擬溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并且通過串行通信方式傳送給單片機。2.4.2DS18B20工作原理介紹DS18B20的測溫原理：低溫度系數(shù)的晶振，產(chǎn)生的頻率脈沖信號給計數(shù)器1，它的振蕩頻率受溫度影響較小。高溫度系數(shù)的晶振，振蕩頻率受溫度影響較大,會隨著溫度的變化而改變，產(chǎn)生的頻率脈沖信號給計數(shù)器2。把溫度寄存器和計數(shù)器1先設(shè)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。低溫晶振的脈沖，通過計數(shù)器1進(jìn)行減法計數(shù)，計數(shù)器1的值降到0時,計數(shù)器1的預(yù)設(shè)值會重新裝入，此時溫度寄存器的值加1.計數(shù)器1重新開始計數(shù)，就這樣循環(huán)，停止溫度寄存器值的累加時計數(shù)器2的計數(shù)值到0，所測溫度就為此時溫度寄存器中的數(shù)值[10]。DS18B20的測溫原理框圖如圖2。6所示。DS18B20寫操作:1.把數(shù)據(jù)線先置為低電平0。2。延時的時間為15ms。3.從低位到高位的發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)(一次只能發(fā)送一位）。4.延時45ms。5。將數(shù)據(jù)線拉到高電平1.6.重復(fù)上面（1）到（6）的操作，直到整個字節(jié)全部發(fā)送完為止。7。最后把數(shù)據(jù)線拉到高電平1.圖2。6DS18B20的測溫原理框圖DS18B20讀操作：1。先把數(shù)據(jù)線拉高“1”。2。延時2ms。3。數(shù)據(jù)線拉低“0”。4.延時15ms。5。將據(jù)線拉高“1"。6.延時15ms。7。讀取數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。8。延時30ms.9.重復(fù)(1）到（7）的操作，讀取完一個字節(jié)結(jié)束。2.4.3DS18B20使用中的注意事項DS18B20雖具有連接方便、測溫系統(tǒng)簡單、占用口線少、測溫的精度高等優(yōu)點，然而在實際的應(yīng)用中也應(yīng)該注意以下兩個方面問題：1。DS18B20從測溫結(jié)束到把測得的溫度值轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，需要一定的轉(zhuǎn)換時間,這必須保證,否則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯誤現(xiàn)象，從而使溫度輸出總是顯示為85度。2.在實際的使用中，應(yīng)該使電源電壓保持在5V左右的大小，若是電源的電壓過低了，就會降低所測得的溫度精度。2.4.4DS18B20與STM32單片機的連接電路DS18B20有兩種供電方式，一種是寄生電源供電方式，這時單片機端口接的是單總線，寄生電源供電方式中，DS18B20的VDD引腳必須接地。另一種是電源供電的方式，此時DS18B20的1腳接地，3腳接電源,2腳是信號線。DS18B20與單片機的接口電路如圖2。7所示.DQ與單片機的PA4端口連接。圖2。7DS18B20與單片機的接口電路圖2.5顯示模塊采用TFTLCD液晶顯示屏來進(jìn)行顯示，主要顯示測得的實時溫度與設(shè)定的溫度上下限。2。5.1TFTLCD液晶顯示簡介顯示器是機器與人進(jìn)行信息交流的重要界面，早期用的最多的顯示器是顯像管（CRT/CathodeRayTube)，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的顯示技術(shù)誕生，而薄膜晶體管液晶（TFT—LCD)顯示器因為具有反應(yīng)速度比較快、可視角度較大、無輻射的危險，和穩(wěn)定不閃爍的影像等優(yōu)勢，更是在近年來不斷下跌的價格吸引下,逐漸取代了主流的CRT的地位。TFTLCD型的液晶顯示器由螢光管、濾光板、導(dǎo)光板、偏光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等組成。2.5.2ALIENTEK2。8液晶簡介ALIENTEK2.8液晶顯示器實物如圖2。8所示：圖2。8ALIENTEK2。8液晶顯示器ALIENTEKTFTLCD采用16位的并方式和外部電路連接，之所以不采用8位的方式,是因為彩屏的數(shù)據(jù)量比較大，尤其是在顯示圖片的時候，如果采用8位數(shù)據(jù)線就會比16位方式慢一半，我們當(dāng)然希望速度越快越好，所以采用16位接口。TFTLCD接口定義如圖2。9所示。圖2.9TFTLCD接口定義圖該模塊的80并口有以下一些信號線：CS：TFTLCD的片選信號。WR：向TFTLCD中寫入數(shù)據(jù)。RD：從TFTLCD中讀出數(shù)據(jù)。D［15:0]：16位的雙向數(shù)據(jù)線.RST：硬復(fù)位TFTLCD.RS:命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志（0：讀寫命令,1:讀寫數(shù)據(jù))。TFTLCD與MiniSTM32開發(fā)板的IO對應(yīng)關(guān)系如下:LCD_LED對應(yīng)PC10。LCD_CS對應(yīng)PC9。LCD_RS對應(yīng)PC8。LCD_WR對應(yīng)PC7。LCD_RD對應(yīng)PC6。LCD_D［17：1]對應(yīng)PB[15:0］。2.6按鍵模塊該模塊主要實現(xiàn)對上下限溫度的設(shè)置以及對電路的復(fù)位。單片機應(yīng)用系統(tǒng)中除了復(fù)位按鍵有它專門的復(fù)位電路，和專一的復(fù)位功能以外,其它的按鍵都是用開關(guān)的狀態(tài)來設(shè)置控制功能或者輸入數(shù)據(jù).本系統(tǒng)設(shè)置了四個按鍵，來配合顯示界面,可以對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,不同運行方式之間進(jìn)行切換，測量校準(zhǔn),開入開出測試等操作。按鍵SW1～SW4分別是復(fù)位、確認(rèn)、溫度加、溫度減.其中溫度設(shè)置鍵盤部分的電路圖如圖2。10所示:圖2。10溫度設(shè)置部分電路圖2.7電源模塊單片機STM32F103RCT6以及其它的外圍芯片都是3。3V供電，所以需要將5V電壓轉(zhuǎn)成3.3V，使用常用的AMS1117—3。3V電源芯片。電路如圖2。11所示。圖2.11電源電路2.8風(fēng)機模塊當(dāng)檢測到的實時溫度高于設(shè)定的溫度值時，單片機要進(jìn)行降溫操作。采用L298N與單片機相連接，從而控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)動，以達(dá)到控制溫度的目的。電路如圖2。12所示。圖2。12風(fēng)機電路3系統(tǒng)軟件設(shè)計整個設(shè)計系統(tǒng)功能是由軟件程序配合硬件電路來實現(xiàn)，如果硬件電路已經(jīng)確定，軟件的功能也就基本上確定了，因為軟件程序的編譯是基于STM32單片機編程。軟件部分可分為主程序和子程序,主程序是整個控制系統(tǒng)的核心，用于調(diào)節(jié)和處理各模塊之間的關(guān)系［2]。子程序是各個模塊實現(xiàn)實質(zhì)性的功能，其主要子程序包括:溫度采集、鍵盤掃描、LCD顯示等.3。1主程序圖3。1主程序流程圖首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化配置，即首先向在stm32控制器中配制寄存器和I/O口，建立系統(tǒng)任務(wù)、測量任務(wù)及控制任務(wù)，并在啟動任務(wù)中初始化傳感器基礎(chǔ)配置.然后在任務(wù)中編寫用戶程序。用戶程序設(shè)計如下：將接DS18B20讀到的數(shù)據(jù)通過STM32的輸入捕獲模式得到該數(shù)據(jù)，送到TFTLCD液晶顯示屏來進(jìn)行顯示,主要顯示測得的實時溫度。然后首先判斷按鍵是否按下，如果未按下按鍵則返回按鍵掃描，否則再進(jìn)一步判斷所測得的數(shù)據(jù)實時溫度是否在室內(nèi)溫度設(shè)定的閾值范圍內(nèi)。如果沒有在室內(nèi)溫度設(shè)定的閾值范圍內(nèi)，則需要啟動電機驅(qū)動模塊來啟動電機，通過熱冷客氣對流來平衡溫差,直到室內(nèi)溫度達(dá)到室內(nèi)溫度設(shè)定的閾值范圍的要求，最后結(jié)束主程序。主程序流程如圖3.1所示.3。2溫度采集子程序溫度采集子程序就是驅(qū)動外部的溫度傳感器DS18B20進(jìn)行工作，通過I/O口通信方式向STM32單片機中寫入數(shù)據(jù),并且送到TFTLCD液晶顯示屏來進(jìn)行顯示。首先進(jìn)行I/O口初始化，然后是復(fù)位DS18B20使其恢復(fù)初始狀態(tài)等待DS18B20響應(yīng).將DS18B20讀到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并且寫入DS18B20單片機，最后結(jié)束子程序。配置程序流程圖如圖3.2所示圖3.2溫度采集框圖DS18B20初始化步驟如下：1、高電平“1”狀態(tài)必須先給數(shù)據(jù)線.2、延時（該延遲時間的長短要求不嚴(yán)格，但盡可能短一點）。3、把數(shù)據(jù)線拉低到電平“0”狀態(tài)。4、再延時750微秒（該時間的范圍為480—-960ms)。5、把數(shù)據(jù)線拉高到電平“1”。6、延時等待7、CPU如果讀到了數(shù)據(jù)線上“0"狀態(tài)的低電平，還要繼續(xù)做延時，延時時間由發(fā)出高電平開始算起（第（5）步的時間開始算），最少需480ms。8、再次把數(shù)據(jù)線拉高到高電平“1”后就結(jié)束。3。3顯示子程序圖3.3顯示程序框圖在該系統(tǒng)中使用TFTLCD液晶顯示屏來顯示DS18B20所采集的當(dāng)前溫度值。顯示子程序程序設(shè)計如下：首先進(jìn)行LCD初始化,即向TFTLCD配制寄存器，包括寫寄存器函數(shù)、LCD寫GRAM命令,建立LCD光標(biāo)位置、掃描方式、顯示方向、顯示顏色等，并在啟動LCD初始化寄存器基礎(chǔ)配置，然后通過STM32單片機向LCD寫數(shù)據(jù)，并使LCD寄存器讀出數(shù)據(jù)顯示字符串，結(jié)束顯示子程序。子程序流程圖如圖3。3所示。3.4按鍵子程序在本設(shè)計中利用鍵盤設(shè)置溫度閾值閾值。按鍵子程序程序設(shè)計如下:首先進(jìn)行按鍵I/O口初始化即配置STM32單片機I/O口，其次調(diào)用按鍵掃描函數(shù)，如果有相應(yīng)的按鍵按下,則執(zhí)行相應(yīng)的動作，最后結(jié)束按鍵子程序。按鍵一般都存在抖動問題，為了去抖動采用軟件方法，它是在檢測到有鍵按下時,執(zhí)行一個10ms的延時程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下狀態(tài)，從而消除了抖動影響。按鍵檢測子程序流程圖如圖3.4所示。圖3.4按鍵流程圖4系統(tǒng)調(diào)試由于溫度控制系統(tǒng)有幾個部分組成，需要由現(xiàn)象來進(jìn)行調(diào)試，采用排除法和替換法綜合找到問題，通過分析現(xiàn)象的原因來解決問題，所以系統(tǒng)調(diào)試是由局部到整體,由硬件到軟件再到軟硬件聯(lián)合調(diào)試的過程。首先是搭建電路，并編寫各模塊軟件程序，調(diào)通各單獨模塊。保證各單獨模塊均正常工作時，再將各模塊放一個系統(tǒng)中讓其都能正常工作。通過在調(diào)試的途中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，而達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定、高效工作的目的。4.1硬件調(diào)試其調(diào)試步驟如下：首先借助proteus、multisim將電源等基礎(chǔ)電路仿真出來，確定達(dá)到各指標(biāo)后，再在電路板上展開焊接工作.當(dāng)上述步驟完成后,再對比電路圖檢查連接是否正確，同時利用萬用表檢測各焊點之間導(dǎo)通情況，尤其要注意電源正負(fù)極連接是否正確.當(dāng)確保連接都正常時再接通電源，檢測各模塊供電電壓是否正常,同時用手輕輕觸摸各模塊，檢查是否有芯片發(fā)熱等異常情況.如出現(xiàn)異常應(yīng)該及時斷電，設(shè)法找到故障原因并排除故障。當(dāng)上述步驟完成后，接通電源,讓電路各模塊運轉(zhuǎn)起來，然后各模塊逐個檢查看是否正常工作，最后再整體測試，看整個電路是否正常。通過以上幾個步驟完成對硬件的檢查確保硬件電路正確無誤為后續(xù)軟件調(diào)試打下良好基礎(chǔ)。4.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試就是將各模塊的的程序跟硬件結(jié)合起來,通過調(diào)試讓各模塊成功實現(xiàn)其功能.具體如下：開發(fā)工具：MDKKEIL、串口助手、、FlyMcu下載軟件、CH340串口。設(shè)計中軟件調(diào)試過程如下：a。在keil開發(fā)環(huán)境中編寫各模塊底層驅(qū)動。b利用FlyMcu下載軟件、CH340串口將程序燒寫到處理器中。c借助串口助手觀察數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)。d如遇到問題，通過修改程序，不斷重復(fù)2、3過程直到所有模塊正常為止。4。3聯(lián)合調(diào)試聯(lián)合調(diào)試目的：將所有模塊都集合到一起，通過調(diào)試讓其都能正常工作,最終達(dá)到設(shè)計所要實現(xiàn)的功能為止.其過程如下：(1）將溫度采集模塊、單片機STM32最小系統(tǒng)模塊、按鍵模塊以及顯示模塊均組合到一起，通過調(diào)試讓其都能正常運轉(zhuǎn)。如若發(fā)現(xiàn)有問題則需要分模塊調(diào)試。（2）加入電機驅(qū)動模塊，分別調(diào)節(jié)(1)各模塊和電機驅(qū)動模塊。（4）向電機驅(qū)動模塊加電機和風(fēng)機片.（5)在室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)測試，測試其平衡性與穩(wěn)定性，并對所出現(xiàn)的問題對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整.4.4故障分析設(shè)計最開始傳感器DS18B20每次初始化時LCD液晶都沒有顯示數(shù)據(jù)，通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)是因為DS18B20DE的引腳插反。經(jīng)過糾正后能正常顯示，但是顯示的字符有問題，不能顯示攝氏度單位符號“℃”，經(jīng)過修改主函數(shù)程序才能夠成功顯示，是因為調(diào)用字符串顯示函數(shù)時少了一個空格符號。室內(nèi)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性測試時，由于系統(tǒng)沒有進(jìn)行實物焊接,而是用杜邦線連接外圍器件，正常該方向不會有問題，但是由于粗心可能導(dǎo)致杜邦線松動,從而導(dǎo)致DS18B20讀出數(shù)據(jù)有問題,或者電機沒有轉(zhuǎn)動.不過這一切只是推測，具體需要對傳感器數(shù)據(jù)和同事現(xiàn)象分析。DS18B20讀出的數(shù)據(jù)如表4。1所示.表4.1DS18B20讀出的數(shù)據(jù)與實際溫度比較實際溫度測量溫度007。2714。31421。12128。52835.33542.442通過數(shù)據(jù)表格我們可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)測得溫度與實際溫度存在一度的誤差，原因是因為DS18B20對一度溫度變化不太敏感我們只對溫度整數(shù)部分進(jìn)行了顯示而未顯示小數(shù)部分造成的。由于我們對室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)溫度要求不高不要求精確測量.理論上溫度能夠誤差能夠控制在—0。05度到0。05度范圍內(nèi)。5總結(jié)與展望5.1總結(jié)本設(shè)計介紹了基于STM32單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容，對整個硬件電路設(shè)計和軟件程序設(shè)計做了分析。主要完成的工作有：硬件電路圖的設(shè)計、軟件的編程以及硬件的制作。系統(tǒng)以STM32為核心進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計,采用DS18B20芯片完成對溫度采集,并將采集的溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給單片機進(jìn)行分析和處理，采用L298N與單片機相連接，從而控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)動，以達(dá)到降溫的目的。采用TFTLCD液晶顯示屏對檢測到的溫度和設(shè)定的溫度進(jìn)行顯示。在設(shè)計制作的過程中遇到了不少問題，但是在不斷的檢測與調(diào)整下得到了解決。但由于我個人缺乏對STM32單片機開發(fā)的經(jīng)驗以及制作時間有限，使本次設(shè)計仍存在缺陷，比如當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度值時要進(jìn)行升溫操作,但是在這次設(shè)計中沒有實現(xiàn)。5.2展望其實寫完了本篇論文,也僅僅是對溫度控制系統(tǒng)做出了一個簡單的設(shè)計方案，溫度控制器應(yīng)用在很多領(lǐng)域，在一些人不能直接進(jìn)入的場所，利用單片機控制的溫度控制器，可以設(shè)置并控制其中的溫度，溫度控制器利用在溫室中，這樣就可以方便的控制溫室中的溫度。我相信在不久的將來溫度控制系統(tǒng)肯定會廣泛地應(yīng)用在我們的日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，這將會對提高企業(yè)自動化水平、降低生產(chǎn)成本、減輕工人勞動強度、提高生活質(zhì)量等方面起到積極的促進(jìn)作用，讓溫度控制更好的服務(wù)于整個社會和人們的生活?？傊趩纹瑱C的溫度控制器利用在很多領(lǐng)域。本課題只是單片機溫度控制系統(tǒng)的一種設(shè)計方法。致謝本次設(shè)計是在梁老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從選擇課題到開題報告，從方案選擇到具體的設(shè)計和調(diào)試，從寫作提綱到一遍一遍地指出每稿中的具體問題,嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘,在此我對梁老師表示衷心的感謝。同時，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德,平易近人的人格魅力對本人影響深遠(yuǎn).在寫論文的過程中,遇到了很多的問題，在老師的耐心指導(dǎo)下，問題都得以解決。所以在此,再次對老師道一聲：老師，謝謝您！同時也要感謝在這次設(shè)計中對我提供幫助的同學(xué)們，謝謝你們對我不要其煩的講解與指導(dǎo)，讓我可以順利的完成此次的設(shè)計.參考文獻(xiàn)[1］閻實，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京:高等教育出版社,1983.［2］譚浩強,C語言程序設(shè)計（第三版）。北京：清華大學(xué)出版社,2005.[3]童詩白,華成英，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1980.[4]姚琳.基于Cortex-M3內(nèi)核的32位MCU具有低功耗和多接口［J].電子設(shè)計技術(shù)。2009,(01）:22.[5］意法半導(dǎo)體STM32系列STM32F10332位微控制器［J].今日電子.2008，(02）:61［6］ARM.KeilEnablesPrototypingofCortex-MProcessor—BasedSystemswiththeMicrocontrollerPrototypingSystemAnonymous.ElectronicsBusinessJournal。2009，15:49[7]LiRen-Houetal.Fuzzylogiccontrollerbasedongeneticalgorithms。FuzzySetsSystems,1996，83(1)：1—10.[8］IvenB。Definingadaptiveandlearningsystems。IEEETransSyst。Man.Cybernt,1987,20：77-88.[9］曹巧媛。單片機原理及應(yīng)用(第二版).北京:電子工業(yè)出版社,2002。[10］謝維成，楊加國主編.單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計。北京:清華大學(xué)出版社，2006.[11]HYPERLINK”/main/search.aspx？w=%e9％99％88%e6%b0％b8%e7％a6％84”陳永祿,張莉.\t"http：//27/Report/_blank"基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］.HYPERLINK”http：///QK/97360A/201502/"\t"http：//218。195。98.227/Report/_blank"現(xiàn)代電子技術(shù)，2015，(2）.附錄A外文及翻譯原文TheinfraredTemperatureMeasurementSystemusingSTM32WenboHan1,a,JianlinSong2,b＊1ChangchunUniversityofScienceandTechnology，China2ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Chinaahanwenbo＠，163.comkeywords:InfraredTemperatureMeasurement；STM32;LabVIEW。Abstract。Infraredtemperaturemeasurementtechnologyiswidelyusedinnon—contacttemperaturemeasurementfield。ThedesignedsystemadoptsinfraredmeasuringtemperaturesensorofTNseriestomeasurethetargettemperatureanddisplaysthedataontheLCDscreenwiththeSTM32.Atthesametime,itcombineswiththeLabVIEWprogrammingtoachievethepurposeoftheremotecontrol。Differentfromthenon-contacttemperaturemeasurementtechnology，thissystemholdsmoreadvantages，whichresponsefast,measurewidelyandsoon.Meanwhile,convenienceisalsobeenprovidedforthedailylifeandindustrialproduction.IntroductionIt’satraditionalwaytomeasuretemperaturewiththecontactmethod。However，itcanonlymeasureanobjectwhichreachesthermalequilibriumstatewithtemperaturesensor。Thedirectresultisalongresponsetime，easilyaffectedbyenvironmentaltemperatureanddeclinedaccuracyofmeasurement.Comparedwiththetraditionalmeasuringway,infraredtemperaturemeasurementtechnologyownmoreadvantagesattheaccuracyofmeasurement.Meanwhile，itisconvenientofdetectingthetemperaturewithafastspeed。Becauseofthat，theinfraredtemperaturemeasurementtechnologybecomesoneofthemostimportantdetectingmethods.Thispaperwillintroduceadeviceusingtheinfraredtemperaturemeasurementtechnology。ThedeviceusesTN901asthesensortomeasurethetemperature。ItusesSTM32asthemasterandusesTN901andDS1624astheslaves。Atthesametime，theSTM32cantransfertheactualtemperaturetotheprinciplecomputerthroughthenetwork.TheprinciplecomputerusesLabVIEWasthesoftwaretocontrolthecommunicationwiththeSTM32.Thisdevicecanmeasurethetemperatureanytimeanywhere。Itbringsgreatconvenienceforlong—distanceobservationtargettemperatureandoperatingthemachinesystem.ThePrincipleInfraredradiationisoneofthemostwidelyexistinginthenatureoftheelectromagneticwaveradiation,whichisbasedonanyobjectinaconventionalenvironmentwillproducetheirownmolecularandatomicmotionwithoutrules.Meanwhile,theobjectwillradiateenergyceaselessly。Moleculesandatomsmovemoreintense,thegreatertheradiationenergy.Onthecontrary，theradiationenergywillbeless。Therefore,wecanmeasuretheinfraredenergysoastodetectthetemperatureoftheobject.That’stheobjectivebasisofinfraredradiationtemperaturemeasurement.AccordingtotheStephenBoltzmannlaw,thehigherthetemperatureoftheobject，themoreenergywillbeoutofitsradiation。WhenthetemperatureisT，theintensityoftheobjectradiatedinallwavelengthsis：Mb=εσT4(1）IntheEquation，theσistheStephenBoltzmannconstant；theTistheabsolutetemperatureoftheobjects;theεisthenormalemissivityoftheobjectssurface,iftheobjectisanabsoluteblack，theεisone，orelseitislessthanonebutlargerthanzero.Theinfraredmeasuringsensorreceivestheenergywhichisradiatedbythetarget，thenthesensortransfertheenergyintoelectricalsignal.Thesignalwillbemagnifiedbytheamplifierandchangedtothetemperatureoftheobjecttobemeasured。TN901，theinfraredsensor,isagoodexample。ItsprinciplediagramisshowninFig。1.Theinfraredpyroelectricsensorislocatedatthefocusofaconcavemirrorwhichisafterafilter.Sothesensorcanreceivetheinfraredenergywithconcentration.Afterthis,anamplifierisdesignedtomagnifythesignal.Thenananalogy-digitalconverterconvertstheanalogsignaltodigitalsignal.Finally，accordingtotherelatedformulaofStephenBoltzmannlawandWaynedisplacementlaw，wecancalculatethesurfacetemperatureoftheobjecttobetested。DesignSchemeTheinfraredtemperaturemeasurementsystemiscomposedofseveralbigmodules,respectivelyistheSTM32mastercontrolmodule,theinfraredtemperaturemeasurementmodule,thedisplaymodule,thePCremotecontrolmoduleandthepowermodule。ThesystemoverallframeisshowninFig。2.TheSTM32controltheTN901totemperatureacquisition,thentheTN901exchangedatawithSTM32.TheSTM32willdisplaytherealtimetemperatureontheLCDscreen.Aslongasundertheconditionofnetworkallows，theSTM32canrealizethecommunicationwiththeLabVIEWatanytime.TheSTM32usetheprotocolofTCP/IPtotransferdatatoPC，thePCusethesoftwareLabVIEWtocontrolthetemperatureacquisitionstartorstopinaremotemode.Thisfunctionwillgivetheuserconvenienceatanytimecheckingthesituationofthetargettemperatureandoperatingthemeasuringsystem.Inordertopresenttheadvantagesoffastresponse，measurementprecisionoftheinfraredtechnology，weusethecontactedmeasuringunitDS1624tocollectedtemperature.Bycontrast,theinfraredmeasuringtechnologywillbeverygoodhighlighttheadvantages.ProgramDesignThissystemmainlyincludestwopartsofprogramdesign,respectivelyistheprocessofthelowermachineandthePCprogramdesign。Thelowermachineprogramdesignmainlyincludesthecapturingtemperatureanddisplaying.ThePCprogramdesignmainlyincludestheremotemonitoringofthetargettemperaturecapturedbythelowermachineandthestateofthelowermachine.HardwareDesignProgramAccordingtotherequirementsofstructuredprogramming,weusemodularizationandstructuredprogrammingmodetodesigntheprogram.Basedonthefunctionofthesystem，theprogrammodulecontainsthefollowing：themainprogrammodule,powercontrolmodule,temperaturemeasurementmodule，LCDmodule，interruptmodule，theDMAfunctionmoduleandsoon。ThedetailedprogramscheduleisshowninFig。3。ThemainProgramModuleThemainprogrammodulemainlycompletesysteminitializationandTCP/IPstatuslistening.ThesysteminitializationincludescollectingtemperatureinitializationandtheLCDinitialization.TheTCP/IPstatuslisteningincludesopeningtheTCP/IPnetwork，queryingaPCaccessornot。IfthereisaPCaccess,theSTM32willenteraDMAinterruptandwaitforthePCtransferthecommandofstartingtocollectthetemperature.TheSTM32willtransferthetemperaturewhichcollectedbytheTN901tothePC.TemperatureMeasurementModuleTemperaturemeasurementmodulemainlyincludenon—contactinfraredtemperaturemeasurementmoduleandcontacttemperaturemeasurementmodule,intheprocessoftesting,weuseaheatsourcetoprovidearelativelystablerealenvironment。TheinfraredtemperaturemeasurementmoduleTN901collectenvironmentandtargettemperatureandsendthedatatoPCbybus。Thetemperatureisshownonthescreen。ThecontactedtemperatureunitDS1624isalsousedtocollectthetemperatureofthetargetandthendisplayitonthescreen。DisplayModuleThesystemadoptsLCDdisplaythetemperature.TheFig.4showstherealtimetemperatureofthetarget.ThebluecurverepresentsthetemperaturewhichTN901collected。ThegreencurverepresentsthetemperaturewhichDS1624collected.Throughthisfigure，wecanclearlyfindthattheinfraredmeasuringtemperaturesensorTN901responsemorequickly。It'sreallytheadvantageofthesensor.SoftwareProgramDesignThedesignofthesystemsoftwaremainlycompletedtheprojectthatreadthetemperaturecollectedbythesensorandmanipulatethelowermachine。TheFig.5showsalltheconsequencesoftheprogram。Atfirst，weuseLabVIEWsettheIPaddressandifthenetworkisOK，thePCandtheSTM32willestablishcommunication.PCcansendthecommandtostartthetemperaturecollectingorstopit.SowecancontroltheSTM32atanytimenomatterwhereyoustay。Atthesametime，italsosavesthelossoftheequipment.TheFig。6showsthePCprogram.Intheprocessofexperiment，opentheheatsourcetosimulatethetemperatureoftheenvironmentchange，thecircle1meansopenthesimulateheatsource，andtosetthetemperature28degrees。Thenwaitforafewminutes，stoptheheatsource，thetemperaturethengodowntotheambienttemperature,thecircle2showsthepoint.Fromthetwodifferentcurve，weshouldfindthatthenon-contacttemperaturemeasurementtechnologyhasclearadvantageoffastresponse。Itisconvenienttoputthisdeviceondifficultenvironment。Anditwillsolveaseriesofproblems。ConclusionsThisarticleintroducesaninfraredtemperaturemeasurementsystembasedonSTM32.Thissystemrealizesthefunctionofthefollowingpoints。First，itcangettheaccuratemeasurementofthetargettemperatureandtheenvironmentaltemperature。Second，displaythetemperatureontheLCDscreen.Third，remotelycheckthetemperatureandoperateamachinetostartorstoptemperaturemeasuring。Intheprocessoftest,weuseaheatsourcetosimulatethedifferentambient。Inthisway,weknowthenon—contactmeasuringtechnologyhasmoregoodadvantagesthancontactmeasuringtechnology。Atthesametime,weuseLabVIEWtorealizetheremotetemperatureobservation.Thiscanwidelyprolongtheservicelifeoftheequipment.References［1]HaoqiangTang。Cprogramdesign（secondedition）。Beijing：Tsinghuauniversitypress.（2003)[2]ZhiboChen,Chun—lingWang.ObjectiveprogramminglanguageforC++.Beijing:people’spostsandtelecommunicationpublishinghouse。(2002)［3］YongfuChen.Infraredradiationdevicesandtypicalapplications.Beijing:electronicindustrypress,2004。[4］ShichangJiang.Anoverviewoftheinfraredmeasurementtechnology.Journalofmeasurementtest，1999（3):18to19。［5］WenyanTang.Sensors。Beijing：mechanicalindustrypublishinghouse。（2006）［6]XihuiChen,YinhongZhang。LabVIEWprogrammingfromentrytotheproficientin8.20.Beijing:Tsinghuauniversitypress。（2007)[7］HuoliangLiu，SinYang。STM32librarydevelopmentpracticalguide。Beijing:mechanicalindustrypublishinghouse。（2013)[8］XiangjunHu。Circuitanalysis。Beijing:highereducationpress.(2007)［9]W.RichardStevens（American）。TCP/IProunding,Volume1:protocol。InterpretedbyJianhuaFanet.Beijing：mechanicalindustrypublishinghouse.（200