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基于STM32的温度采集系统设计

摘要：本文利用STM32的一种微型处理器来当主控的CPU，通过使用一个独

立的数据采集模块采集数据，在这个基础上实现了智能化的温度数据采取、然后

还有传输、处理和显示等功能。并商讨了该怎么提高系统的速度、性能和拓展性。

数据采集是获取信号对象信息的过程。

关键词：嵌入式系统；ARM；DS18B20温度传感器；STM32；温度采集；数据

的处理

一、引言

当今社会，随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，测温仪器在各个领

域的广泛应用，智能化服务已成为这个时代温控系统发展的重要趋势。温度控制

在生活中还有在工业领域中涉及的非常多，像室内、供暖机构、天气预告等这些

场所的温度控制。像之前传统的温度控制都是手动的，操作起来很麻烦。本文系

统设计目的，首先它得是实现一种精准度高的系统来采集的温度控制系统，其应

用必须得以普及，功能强大。

二、整体系统设计

（一）系统方案设计

第一个方案：需要使用模拟分立的元件，例如电容、电感、晶体管等非线性

元件，观察采集的温度和显示的具体效果，这个方案的设计十分的好理解，特别

简单，并且它的操作也不是特别的难，还有个好处，就是它的价格是非常合适的。

缺点就是如果用分立的元件，会造成它的分散性特别的大，对集成数字化是十分

不好，而且最后测量之后，会存在很大的误差的，所以这个方案的可行性不太好，

尽量不用。

第二个方案：选用PC机作为本次设计的主控机。利用温度传感器来选用温

度的信号，通过信号放大器之后，再送到A/D转换芯片中，然后再一次的经过拥

有单片机的检测系统来进行下一步的解析和处理，然后再利用通信线路到PC机

的上面，在PC的上面也可以通过对温度信号来进行很多的解析和处理的方式，

所以这个方案简单来说还是不错的。

（二）系统工作原理

通过了解设计需求方面确定了系统的总体方案，这个整体的系统其实是根据

使用单片机、温度的传感器、显示屏的模块、报警器还有按键等五个部分来组成

的。使用者最开始得先将这个温度的报警的值输入到程序里，也就是温度的上下

限。温度传感器检测当前的温度传递给单片机，当前温度超过所设置的温度上下

限时，单片机驱动蜂鸣器使它工作从而发出警报声。

三、硬件设计

（一）STM32单片机

1.STM32单片机介绍

STM32这种微型的控制器，它是这个整体温度控制系统的一个核心的部分。

因为对温度控制器具有较高的要求，如果执行的速度越快的话，控制的准确度就

会越高，稳定性也很高它的灵敏度也会很高，因此必须得选出一种既便宜又实惠

而且性能也高的一个单片机。ARMCortex-M3的架构是可以体现出STM32增强型

的单片机高性能、低功耗和经济实用的要求。

2.STM32内部电路图

本次设计中最主要的是STM32单片机的应用，它本身自带很多功能，工作速

度也快。其中它本身自带了一个稳压电路输入5V电源，然后输出为3.3V。

（二）复位电路

复位电路是每一个电路都会带的功能，本设计选用的STM32内部带有复位电

路，但是焊接的实物却没有用到复位电路，作为一款温度测量仪器，测量范围大

不适合用复位电路进行复位，所以没有在硬件上加复位开关。

（三）LCD1602液晶显示器

1.LCD1602介绍

显示器其中的一个部分就是用于显示温度还有温度的上下限。在我们日常生

活中，一般来讲生活中运用LCD显示器是比较多的。液晶显示模块经常被用作很

多的子产品的通用器件，比如，像手机屏幕，液晶电视，电子钟还有很多家用的

电子产品，主要显示数字、特殊的字符和图形。在这样的一个设计中，液晶显示

器是用作输出设备的。

2.1602各管脚功能

一般来说，1602字符液晶显示器是一种14引脚或16引脚的液晶显示器。本

文选用16针引脚液晶显示器。另外两条线是背光电源线VCC和地线GND，控制原

理与14引脚LCD相同。

（四）温度采集电路与单片机的连接

STM32F103C8T6的PB15管脚与DS18B20的I/O管脚相连，作为这种数据读入

和写出。电阻的R11是一个在DS18B20的I/O口的上拉的一个电阻，在读时隙结

束时，I/O脚依靠R4上拉电阻拉回高电平。

如果想用DS18B20来操作温