基于STM32F107开发板的万年历和温度测量系统设计

1、生产实习设计报告设计题目：基于STM32F107开发板的万年历和温度测量系统设计生产组长姓名：xx设计组长姓名：xx设计小组成员：xx、xx、xx、xx、xx、xx、xx、xx 2013年9月12日目录一、概述3二、总体设计31总体系统结构32模块划分33人员分工4三、关键模块设计41.测温模块42.OLED显示模块43.按键开关模块54.加速度传感器模块6四、测试结果6五、总结6六、附录71.关键程序代码72.实物照片35一、概述本设计基于STM32F107开发板，利用板上的单片机在OLED显示屏上显示年月日、时间、星期和温度；利用核心板上的STM32控制基板上的温度传感器DS18B20实现

2、温度测量，然后STM32对DS18B20转换后的数据进行读取和处理，当晃动板子时，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，以及两位小数，并以摄氏温度和华氏温度两种形式同时显示)，再次晃动板子时再次显示年月日星期和时间。该多功能温度计除具备测温功能外，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。二、总体设计1总体系统结构DS18B20PCF856按键开关设置加速度传感器OLED显示MCU图 1 系统框图2模块划分测温模块OLED显示模块按键开关模块三轴加速度传感器模块3人员分工三、 关键模块设计1.测温模块DS

3、18B20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）。图 2 DS18B20与STM32的连接电路2.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。图 3 OLED与STM32连接电路OLED被配置为使用I2C的方式。I2C的地址二进制位为X，16进制为0x78(写地址)，0x79(读地址)。OLED的

4、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：l PB6 CLK I2Cl PB7 SDA I2Cl PE6 RESET (低电平有效)3.按键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。图 4 按键电路图使用的MCU端口为l PE2 KEY4 GPIOl PE3 KEY3 GPIOl PE4 KEY2 GPIOl PE5 KEY1 GPIO4.加速度传感器模块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

5、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：l PD5 UART2_TX(Remap)l PD6 UART2_RX(remap)四、测试结果1. 开机上电后显示年月日、时间和星期；2. 在日历时钟显示时，摇晃板子之后，OLED显示当前所测温度（摄氏+华氏）；3. 在温度显示时，摇晃板子之后，OLED显示日历时钟；4. 在日历时钟显示模式时，按下KEY1进入校时模式，此时可通过KEY1选择校准年、月、日、小时、分钟、秒和星期；按下KEY3则对应项+1，按下K

6、EY4则对应项-1；按下KEY1键确认，返回日期、星期和时间正常显示模式。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、按键开关、三轴加速度芯片LIS35DE等资源实现了测温，显示温度（摄氏+华氏）；显示日期、星期、时间，手动校时、调整日期；摇晃实验板实现温度和日历时钟之间的切换。六、附录1.关键程序代码/main.c#include include.h#include DS18B20.h#include temperature.h#include realtime.h#include MEMS.hu8 DisplayBuf

7、f20;time RealTime;date RealDate;sc8 WeekdayStr716 = Sun., Mon., Tue., Wed., Thur., Fri. , Sat., ;int main(void) int dir1=0,dir2=0,dir3=0; int dir11=0,dir22=0,dir33=0; acc_3d mems,flag; flag.x=flag.y=flag.z=0; u8 select = 0; SystemInit();/设置系x统时钟 USART2_Init(); USART2_Configuration(9600); I2C_GPIOIni

8、t(); OLED_Init(); RealTime_Init(); MEMS_Init();/*-时间-*/ while(1) while(1) PrintStringLocate(Calendar , 16 , 0x00, 0x00); PrintStringLocate(Date: , 16 , 0x02, 0x00); PrintStringLocate(Weekday: ,16 , 0x06, 0x00); PrintStringLocate(Time: , 16 , 0x04, 0x00); GetTime(&RealTime); GetDate(&RealDate); sprin

9、tf(char *)DisplayBuff, %4d-%02d-%02d,RealDate.year, (u8)RealDate.month, RealDate.day); PrintStringLocate(DisplayBuff, 16,0x02,0x05); sprintf(char *)DisplayBuff, %4s, WeekDayStrRealDate.weekday); PrintStringLocate(DisplayBuff, 16,0x06,0x08); sprintf(char *)DisplayBuff, %02d:%02d:%02d,RealTime.hour,Re

10、alTime.minute,RealTime.second); PrintStringLocate(DisplayBuff, 16,0x04,0x05); if(KEY1PressDown() select + ; /DelayMs(200); if(select7) select=0; / switch(select) case 0: PrintStringLocate(Date: CHANGE , 16 , 0x00, 0x00); /设置日期 break; case 1: while(1) PrintStringLocate(CHANGE: YEAR , 16 , 0x00, 0x00)

11、; /设置年 if(KEY3Read() RealDate.year +; if(KEY4Read() RealDate.year -; SetDate(&RealDate); sprintf(char *)DisplayBuff, %4d-%02d-%02d,RealDate.year, (u8)RealDate.month, RealDate.day); PrintStringLocate(DisplayBuff, 16,0x02,0x05); if(KEY2PressDown() break; break; case 2: while(1) PrintStringLocate(CHANG

12、E: MON , 16 , 0x00, 0x00);/设置月 if(KEY3Read() RealDate.month +; if(KEY4Read() RealDate.month -; if(RealDate.month 12) RealDate.month = January; SetDate(&RealDate); sprintf(char *)DisplayBuff, %4d-%02d-%02d,RealDate.year, (u8)RealDate.month, RealDate.day); PrintStringLocate(DisplayBuff, 16,0x02,0x05);

13、 if(KEY2PressDown() break; break; case 3: while(1) PrintStringLocate(CHANGE: DAY , 16 , 0x00, 0x00); /设置日 if(KEY3Read() RealDate.day +; if(RealDate.month=1|RealDate.month=3|RealDate.month=5|RealDate.month=7|RealDate.month=8|RealDate.month=10|RealDate.month=12) if(RealDate.day31) RealDate.day=1; if(R

14、ealDate.month=4|RealDate.month=6|RealDate.month=9|RealDate.month=11) if(RealDate.day30) RealDate.day=1; if(RealDate.year%400=0)|(RealDate.year%4=0&RealDate.year%100!=0) if(RealDate.month=2) if(RealDate.day29) RealDate.day=1; else if(RealDate.month=2) if(RealDate.day28) RealDate.day=1; if(KEY4Read()

15、RealDate.day -; if(RealDate.month=1|RealDate.month=3|RealDate.month=5|RealDate.month=7|RealDate.month=8|RealDate.month=10|RealDate.month=12) if(RealDate.day1) RealDate.day=31; if(RealDate.month=4|RealDate.month=6|RealDate.month=9|RealDate.month=11) if(RealDate.day1) RealDate.day=30; if(RealDate.year

16、%400=0)|(RealDate.year%4=0&RealDate.year%100!=0) if(RealDate.month=2) if(RealDate.day1) RealDate.day=29; else if(RealDate.month=2) if(RealDate.day 23) RealTime.hour = 1; SetTime(&RealTime); sprintf(char *)DisplayBuff, %02d:%02d:%02d,RealTime.hour,RealTime.minute,RealTime.second); PrintStringLocate(D

17、isplayBuff, 16,0x04,0x05); if(KEY2PressDown() break; break; case 5: while(1) PrintStringLocate(CHANGE: MIN , 16 , 0x00, 0x00); /分 if(KEY3Read() RealTime.minute +; if(KEY4Read() RealTime.minute -; if(RealTime.minute 59) RealTime.minute = 1; SetTime(&RealTime); sprintf(char *)DisplayBuff, %02d:%02d:%0

18、2d,RealTime.hour,RealTime.minute,RealTime.second); PrintStringLocate(DisplayBuff, 16,0x04,0x05); if(KEY2PressDown() break; break; case 6: while(1) PrintStringLocate(CHANGE: SEC , 16 , 0x00, 0x00); /秒 if(KEY3Read() RealTime.second = 0; if(KEY4Read() RealTime.second = 0; SetTime(&RealTime); sprintf(ch

19、ar *)DisplayBuff, %02d:%02d:%02d,RealTime.hour,RealTime.minute,RealTime.second); PrintStringLocate(DisplayBuff, 16,0x04,0x05); if(KEY2PressDown() break; break; default: break; if(KEY1PressDown()&KEY1PressDown()/确定键 WriteData(0,0,132,0,8,0); / break; MEMS_Get(&mems); /DelayMs(80); switch(flag.x)/加速度x

20、坐标 case 0:if(mems.x85&mems.x195&(255-mems.x)85) flag.x=2;dir1+; else flag.x=0;break; case 1:if(mems.x195&(255-mems.x)85) flag.x=2;dir1+; else flag.x=0;break; case 2:if(mems.x85&mems.x83&mems.y195&(255-mems.y)83) flag.y=2;dir2+; else flag.y=0;break; case 1:if(mems.y195&(255-mems.y)83) flag.y=2;dir2+;

21、 else flag.y=0;break; case 2:if(mems.y83&mems.y113&mems.z177&(255-mems.z)113) flag.z=2;dir3+; else flag.z=0;break; case 1:if(mems.z177&(255-mems.z)113) flag.z=2;dir3+; else flag.z=0;break; case 2:if(mems.z113&mems.z85&mems.x195&(255-mems.x)85) flag.x=2;dir11+; else flag.x=0;break; case 1:if(mems.x19

22、5&(255-mems.x)85) flag.x=2;dir11+; else flag.x=0;break; case 2:if(mems.x85&mems.x83&mems.y195&(255-mems.y)83) flag.y=2;dir22+; else flag.y=0;break; case 1:if(mems.y195&(255-mems.y)83) flag.y=2;dir22+; else flag.y=0;break; case 2:if(mems.y83&mems.y113&mems.z177&(255-mems.z)113) flag.z=2;dir33+; else

23、flag.z=0;break; case 1:if(mems.z177&(255-mems.z)113) flag.z=2;dir33+; else flag.z=0;break; case 2:if(mems.z113&mems.z177) dir33+;break; default:break; if(dir11=2|dir22=2|dir33=2) / /BuzzOn(); /DelayMs(500); /BuzzOff(); dir11=dir22=dir33=0; /DelayMs(20000); full_clr(0x00); break; /*函数名： putchar*功能说明：

24、重定义putc函数，这样可以使用printf函数从串口3打印输出*/int putchar(int c) u8 s2 = 0x00, 0x00; s0 = (u8)c; /*OLED输出*/ PrintString(s,16); return c; #ifdef USE_FULL_ASSERT/* * 函数名称assert_failed * 函数说明 报告在检查参数发生错误时的源文件名和错误行数 * 输入参数 file: 源文件名 line: 错误所在行数 * 输出参数 无 * 返回参数 无 */void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)

25、/* 用户可以增加自己的代码用于报告错误的文件名和所在行数, 例如：printf(错误参数值: 文件名 %s 在 %d行rn, file, line) */ /* 无限循环 */ while (1) #endif/*文件结束*/temperature.c#include include.h#include OLED.h#include DS18B20.h#include unsigned char symbol_1=0x06,0x09,0x09,0xE6,0xF8,0x0C,0x04,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x04,0x1E,0x00,0x00,0x00,0x00,

26、0x00,0x07,0x1F,0x30,0x20,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x20,0x10,0x00,0x00;/unsigned char symbol_2=0x00,0x00,0x18,0x24,0x24,0x18,0x02,0xFE,0x82,0x82,0x82,0xE2,0x06,0x1E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x3F,0x20,0x00,0x00,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00;/float temper = 0.0;float temper_2=0.0;void US

27、ART2_Init(void) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /* 开启相应部件的时钟 */ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO |RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); /* 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO

28、_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); /* 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_PinRemapConfig (GPIO_Remap_USART2 ,ENABLE);void USART2_Configuration(u32 BaudR

29、ate) USART_InitTypeDef USART_InitStructure; /* 开启相应部件的时钟 */ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); /* 第4步：配置USART参数 - BaudRate - Word Length = 8 Bits - One Stop Bit - No parity - Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals) - Receive and transmit enabled */ USART_InitStructur

30、e.USART_BaudRate = BaudRate; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); /* 第5步：使能 USART， 配置完毕 */ USART_Cmd(USART2, ENABLE); /* CPU的小缺陷：串口配置好，如果直接Send，则第1个字节发送不出去 如下语句解决第1个字节无法正确发送出去的问题 */ USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_TC); /* 清发送外城标志，Transmis