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Stm32是低电平复位并且每次上电是会复位一次,所以系统上电之后默认情况下其RST脚应该为高电平。其电路如图2.4所示。R1位上拉电阻,REST为单片机复位引脚,当按键K1按下RST引脚输出低电平,此时系统复位;当复位按键K1没按下时,由于RST直接接在上拉电阻上,默认为高电平,所以系统正常工作。 2.4 温度采集模块
该模块主要采用温度传感器DS18B20来实现对温度的采集。DS18B20将采集来的模拟温度信号转换为数字信号,传送给单片机进行处理。 2.4.1 DS18B20的介绍
DS18B20引脚图如图2.5所示。
U1321VCCDQGNDDS18B2027.0 图2.5 DS18B20引脚图
DS18B20功能特点: 1.独特的单线接口方式,与单片机的通信只需要一根I/O线,在一根线上可以挂接多个DS18B20。 2.每个DS18B20都有它的序列号,我们是根据序列号来访问相应的器件,具有一个独有的,不可更改的64位的序列号。
3.低压供电,电源范围为3--5V,可本地供电,也能直接通过数据线提供电源(即寄生电源2方式)。
4.在-10°C至+85°C范围内的可以达到精度为±0.5摄氏度,测温的范围为-55℃~+125摄氏度。
5.用户可以根据自己的设计设定报警的上下限温度。
6.它转换12位的温度信号为数字信号的最大时间为750毫秒,可编辑的数据位9--12位。 7.DS18B20的分辨率为9--12位,可由用户通过EEPROM设置。
8.DS18B20可以把检测到的模拟温度值直接转化为数字量,并且通过串行通信方式传送给单片机。
2.4.2 DS18B20工作原理介绍
DS18B20的测温原理:低温度系数的晶振,产生的频率脉冲信号给计数器1,它的振荡频率受温度影响较小。高温度系数的晶振,振荡频率受温度影响较大,会随着温度的变化而改变,产生的频率脉冲信号给计数器2。把温度寄存器和计数器1先设置在-55℃所对应的一个基数值。低温晶振的脉冲,通过计数器1进行减法计数,计数器1的值降到0时,计数器1的预设值会重新装入,此时温度寄存器的值加1.计数器1重新开始计数,就这样循环,停止温度寄存器值的累加时计数器2
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的计数值到0,所测温度就为此时温度寄存器中的数值。DS18B20的测温原理框图如图2.6所示。
DS18B20写操作:
1.把数据线先置为低电平0。 2.延时的时间为15ms。
3.从低位到高位的发送字节数据(一次只能发送一位)。 4.延时45ms。
5.将数据线拉到高电平1。
6.重复上面(1)到(6)的操作,直到整个字节全部发送完为止。 7.最后把数据线拉到高电平1。
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斜率累加器预警比较低温度系数晶振计数器1预置LSB置位/清除=0低温度系数晶振计数器2温度寄存器=0图2.6 DS18B20的测温原理框图
停止
DS18B20读操作:
1.先把数据线拉高“1”。 2.延时2ms。
3.数据线拉低“0”。 4.延时15ms。
5.将据线拉高“1”。 6.延时15ms。
7.读取数据线的状态得到1个状态位,并且进行数据处理。 8.延时30ms。
9.重复(1)到(7)的操作,读取完一个字节结束。 2.4.3 DS18B20使用中的注意事项
DS18B20 虽具有连接方便、测温系统简单、占用口线少、测温的精度高等优点,然而在实际的应用中也应该注意以下两个方面问题:
1.DS18B20 从测温结束到把测得的温度值转换成为数字量,需要一定的转换时间,这必须保证,否则会出现转换错误现象,从而使温度输出总是显示为85度。
2.在实际的使用中,应该使电源电压保持在5V 左右的大小,若是电源的电压过低了,就会降低所测得的温度精度。
2.4.4 DS18B20与STM32单片机的连接电路
DS18B20有两种供电方式,一种是寄生电源供电方式,这时单片机端口接的是单总线, 寄生电源供电方式中,DS18B20 的 VDD 引脚必须接地。另一种是电源供电的方式,此时DS18B20的1脚接地,3脚接电源,2脚是信号线。DS18B20与单片机的接口电路如图2.7所示。DQ与单片机的PA4端口连接。
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图2.7 DS18B20与单片机的接口电路图
2.5 显示模块
采用TFTLCD液晶显示屏来进行显示,主要显示测得的实时温度与设定的温度上下限。 2.5.1 TFTLCD液晶显示简介
显示器是机器与人进行信息交流的重要界面,早期用的最多的显示器是显像管(CRT/Cathode Ray Tube),但是随着科学技术的不断发展,各种各样的显示技术诞生,而薄膜晶体管液晶(TFT-LCD)显示器因为具有反应速度比较快、可视角度较大、无辐射的危险,和稳定不闪烁的影像等优势,更是在近年来不断下跌的价格吸引下,逐渐取代了主流的CRT的地位。
TFTLCD型的液晶显示器由萤光管、滤光板、导光板、偏光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等组成。 2.5.2 ALIENTEK 2.8液晶简介
ALIENTEK 2.8液晶显示器实物如图2.8所示:
图2.8 ALIENTEK 2.8液晶显示器
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ALIENTEK TFTLCD 采用16位的并方式和外部电路连接,之所以不采用8位的方式,是因为彩屏的数据量比较大,尤其是在显示图片的时候,如果采用8位数据线就会比16位方式慢一半,我们当然希望速度越快越好,所以采用16位接口。TFTLCD接口定义如图2.9所示。
图2.9 TFTLCD接口定义图
该模块的80并口有以下一些信号线: CS:TFTLCD的片选信号。 WR:向TFTLCD中写入数据。 RD:从TFTLCD中读出数据。 D[15:0]:16位的双向数据线。 RST:硬复位TFTLCD。
RS:命令/数据标志(0:读写命令,1:读写数据)。 TFTLCD与MiniSTM32开发板的IO对应关系如下: LCD_LED 对应 PC10。 LCD_CS 对应 PC9。 LCD _RS 对应 PC8。 LCD _WR 对应 PC7。 LCD _RD 对应 PC6。
LCD _D[17:1]对应 PB[15:0]。 2.6 按键模块
该模块主要实现对上下限温度的设置以及对电路的复位。单片机应用系统中除了复位按键有它专门的复位电路,和专一的复位功能以外,其它的按键都是用开关的状态来设置控制功能或者输入数据。
本系统设置了四个按键,来配合显示界面,可以对相关参数进行设定,不同运行方式之间进行切换,测量校准,开入开出测试等操作。按键SW1~SW4分别是复位、确认、温度加、温度减。其中温度设置键盘部分的电路图如图2.10所示:
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