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1、生产实习设计报告设计题目：基于STM32F107开发板的多功能温度计设计生产组长姓名：张家明 设计组长姓名：张家明设计小组成员：孙凯强、魏国祥、温琛林、王学良、王植阳 王如胜、王江、王圣南、魏征、田开 日期：2012年9月15日一、概述本设计基于STM32F107开发板，利用核心板上的STM32控制基板上的温度传感器DS18B20，实现DS18B20与STM32的双向通信；通过DS18B20实现温度测量，然后STM32对DS18B20转换后的数据进行读取和处理，转换成实际温度值后得到温度显示码，最后在OLED显示测得的温度(显示出温度值的符号位和整数位，以及一位小数)。该多功能温度计除具备测温
2、功能外，还有如下附加功能：可手动切换显示温度、日期、星期和时间；手动校时、调整日期；最高最低温度记忆功能；切换显示；每日闹钟功能；可通过RS232串口传输当前温度和时间至PC机。本设计最终通过Matlab实现了温度标定，提高了测温准确度。二、总体设计1总体系统结构DS18B20MCUMCUOLED按键、拨码开关MCU2模块划分测温模块OLED显示模块按键、拨码开关模块蜂鸣器模块串行通信模块3人员分工张家明完成源程序的编写，以及代码的修改、编译、下载、调试等工作；孙凯强、魏国祥、温琛林、王学良负责DS18B20、OLED相关资料的搜集和整理；王植阳、魏征、田开负责日历时钟芯片PCF8563相关资
3、料的搜集和整理；王如胜、王江、王圣南负责最后产品各项功能的验证。三、关键模块设计测温模块DS18B20是由DALLAS半导体公司推出的一种“一线总线”接口的温度传感器。DS18B20工作在3V5.5V 的电压范围，可以程序设定912位的分辨，测温范围55125，在-10+85时精为0.5。本设计中，DS18B20通过程序将其分辨率设为12位（温度分辨为0.0625）。DS18B20与STM32的连接电路OLED显示模块OLED使用的控制器为SSD1305，可通过写入不同的命令字来设置对比度、显示开关、电荷泵、页地址等。OLED被配置为使用I2C的方式。I2C的地址二进制位为0111100X，1
4、6进制为0x78(写地址)，0x79(读地址)。OLED的Reset平时应该拉高，在初始化的时候，应该有一个从低电平到高电平的跳变。使用的MCU端口为PB6 CLK I2CPB7 SDA I2CPE6 RESET (低有效)按键、拨码开关模块基板一共有4个按键，分别为KEY1,KEY2,KEY3,KEY4。其中，按键未按下，对应的GPIO口为高电平，按键按下后变为低电平。使用的MCU端口为PE2 KEY4 GPIOPE3 KEY3 GPIOPE4 KEY2 GPIOPE5 KEY1 GPIO平拨开关一种有4个。开关拨到上方为低电平，拨到中间和下方为高电平。使用的MCU 端口为PD11 SW4
5、GPIOPC15 SW3 GPIOPC14 SW2 GPIOPC13 SW1 GPIO 拨码开关电路图蜂鸣器模块当PD15 为高电平的时候，蜂鸣器响。低电平的时候，蜂鸣器没有声音。使用的MCU端口为PD15 BUZZ GPIO串行通信模块RS232的电平转换芯片为MAX232CE。外部接口为DB9。有两个LED指示灯，TXD用来显示接受到数据，RXD用来显示正在发送数据。对外接口为DB9接口，定义为：2RXD,3TXD,5GND。因此，基板可以通过串口线直接连接到PC机，和PC机进行通信。使用的MCU端口为：PD5 UART2_TX(Remap)PD6 UART2_RX(remap)四、测试结
6、果1开机上电后显示“中国海洋大学”图标、“中国海洋大学 09级自动化”、“多功能温度计”等文字，显示过后自动进入温度显示模式；2进入温度显示模式后，OLED显示出当前所测温度（摄氏+华氏）； 此时拨动SW1可显示自开机上电或复位后所记录的摄氏最高最低温度值；拨动SW2可显示相对应的华氏最高最低温度值；拨动SW3可启动串行传输功能，即通过RS232串口传输当前温度和时间至PC机；将拨码开关拨回原位即可返回温度显示界面；3. 按下KEY1可在温度显示模式和日期、星期和时间显示模式之间来回切换；4进入日期、星期和时间显示模式后，按下KEY2进入校时模式，此时可通过KEY1选择校准小时、分钟、秒；每次
7、校准时，按下KEY3则对应项+1，按下KEY4则对应项-1；小时或分钟或秒校准后都需要按下KEY2，此时显示对应项校准完成；所有项目均校准完成后，按下KEY4推出校时模式，返回日期、星期和时间显示模式；5进入日期、星期和时间显示模式后，按下KEY3进入调整日期模式，此时可通过KEY1选择调整年、月、日；每次调整时，按下KEY3则对应项+1，按下KEY4则对应项-1；年或月或日调整后都需要按下KEY2，此时显示对应项校准完成；所有项目均校准完成后，按下KEY4推出日期调整模式，返回日期、星期和时间显示模式；6进入日期、星期和时间显示模式后，拨动SW1进入闹钟设定模式，此时可通过KEY1选择设定小
8、时、分钟以及取消闹钟；每次设定时，按下KEY3则对应项+1，按下KEY4则对应项-1；小时或分钟设定或取消闹钟后都需要按下KEY2，此时显示对应项设定完成；所有项目均设定完成后，将SW1拨回原退位即可出闹钟设定模式，返回日期、星期和时间显示模式；7闹钟响起时，拨动SW2即可停止响铃。五、总结本设计完全基于STM32F107开发板，利用开发板上的DS18B20、OLED、PCF8563日历时钟芯片、按键与拨码开关、蜂鸣器等资源实现了测温，显示温度（摄氏+华氏），最高最低温度记忆，显示日期、星期、时间，手动校时、调整日期，每日闹钟等诸多功能。另外在测温标定方面也通过Matlab进行了实际值与测量值
9、之间的函数关系拟合（详见“附录一”），提高了测温的准确度；在测温精度方面也已经达到了预期要求。附录一Matlab实现温度标定%2012年9月9日2012年9月14日共六天，每天于不同时间、不同地点随机测温50%次，同时记录实际温度值，绘出每日测量温度曲线与实际温度曲线，同时绘制%每日测量值与实际值之间的差值走势图n=1:50;%2012年9月9日temp1_1=26.0 26.1 26.0 25.7 25.5 25.5 25.4 25.6 25.7 25.6. 25.5 25.5 25.4 25.3 25.2 25.2 25.2 25.5 25.4 25.4. 25.3 25.2 25.2 2
10、5.2 25.2 25.2 25.2 25.2 25.2 25.2. 25.2 25.2 25.0 26.1 26.2 26.4 26.5 26.5 26.6 26.6. 26.5 26.3 26.2 26.1 26.1 25.9 25.9 25.9 26.0 26.2; %实际值temp2_1=28.5 28.4 28.4 26.1 27.1 27.4 27.3 27.5 27.6 27.3. 27.3 27.0 27.1 26.8 27.1 27.0 27.1 27.1 27.1 27.2. 27.2 27.4 27.3 27.6 27.5 27.6 27.5 27.5 27.4 27.5
11、. 27.5 27.5 27.1 26.6 26.2 27.1 27.3 27.6 28.1 28.3. 28.2 28.3 28.3 28.2 28.3 27.9 27.9 28.0 27.9 28.0; %测量值temp3_1=zeros(1,50);temp3_1=temp2_1-temp1_1;figure(1)subplot(3,2,1)plot(n,temp1_1,r);axis(1 50 22 30);xlabel(n);ylabel(temperature);title(2012年9月9日)hold onplot(n,temp2_1,b)grid onfigure(2)subp
12、lot(3,2,1)plot(n,temp3_1,r)axis(1 50 -0.5 3)xlabel(n);ylabel(差值);title(2012年9月9日)grid on %2012年9月10日temp1_2=26.5 26.1 25.7 25.4 25.3 25.2 25.3 25.4 25.4 25.5. 25.5 25.6 25.6 25.7 26.7 26.7 26.6 26.6 26.5 26.5. 26.5 26.4 26.5 26.5 26.4 26.4 26.3 26.2 26.1 25.4. 25.5 25.5 25.4 25.5 25.2 25.4 25.4 25.3
13、 25.3 25.2. 25.0 25.2 25.1 25.2 25.1 25.1 25.9 26.0 26.2 26.0; %实际值temp2_2=25.8 26.4 27.1 27.1 27.6 27.4 27.6 27.4 26.9 27.4. 27.3 27.3 27.2 27.2 27.1 27.3 27.6 27.9 28.0 28.1. 28.2 28.2 28.1 28.3 28.4 28.3 28.1 28.2 28.0 25.9. 26.8 27.4 27.3 27.8 26.1 26.9 27.0 27.1 27.4 27.3. 27.2 27.4 26.9 27.4 2
14、7.4 27.1 28.0 28.1 28.3 28.6; %测量值temp3_2=zeros(1,50);temp3_2=temp2_2-temp1_2;figure(1)subplot(3,2,2)plot(n,temp1_2,r);axis(1 50 22 30);xlabel(n);ylabel(temperature);title(2012年9月10日)hold onplot(n,temp2_2,b)grid onfigure(2)subplot(3,2,2)plot(n,temp3_2,r)axis(1 50 -0.5 3)xlabel(n);ylabel(差值);title(2012年9月10日)grid on%2012年9月11日temp1_3=25.9 25.7 26.0 26.4
