基于STM32的温度采集系统设计

摘 要

本论文主要是为了利用编程软件和硬件来设计并实现STM32单片机对环境温度的信号采集。本文中利用STM32单片机来完成毕业设计，并且主要目的就是完成温度的采集，有一点需要注意的是，温度采集是自动化必须掌握的检测技术，也是一项十分有实用的技术。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。然而本文的设计是一个在ARM Cortex-M3处理器的基础上的一项数据采集系统，并且在此基础上实现了对当前场景的温度信号的一种实时跟踪性质的采集。这次毕业设计的主要目的是提供可行性方法来进行可以实施的后续研究。

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。

1 整体系统设计

1.1 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。

图1.1方案二的框图
如上图所述，如果用这个方案的话，那么这个技术相对来讲是比较成熟的，发展的时间也是最长的，而且将温度信息上传到PC机，然后再利用PC机的数据处理能力和良好的辅助软件，就可以从多角度、多需求的方向来分析处理这个温度数据，但是这个在工业上基本上是不会运用的。因为PC机的价格的因素，所以这个方案还是不合适的。
第三个方案：现在有很多客观需求来促进STM32单片机的设计的整体改进。因为造价高的问题，还有就是物理的尺寸方面是受到很多的限制的，所以这个嵌入式系统的存储器的内存和储存量是有限的。
另外，嵌入式的系统它的价格一般来讲是挺敏感的，所以使用速度通常情况下不是很高，成本相对来说也不是很高的。从现在的情况看系统的关键问题并不是在于简单的处理器的速度，而是有效率的系统性能和功能。
根据上面写的这三种方案的一些简单的介绍，本次毕业论文系统设计选择第三个方案，这次的毕业设计是用STM32的嵌入式数据解析和显示装置。这一次的系统设计选用的是“STM32核心控制模块+温度采集模块”来完成所需要的功能的。
1.2 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。具体的这个系统的功能原理请看下面的图1.2。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。