发布时间 : 星期三 文章基于单片机的远程温度监控系统设计毕业设计更新完毕开始阅读a6884c52905f804d2b160b4e767f5acfa1c78395
第3章 系统的硬件设计 第3章 系统的硬件设计
3.1 系统硬件概述
系统硬件电路主要分为：单片机STM8主、从系统、接收电路、显示电路、键盘电路、温度采集电路、发射电路，继电器控制。温度传感器对实验现场的温度进行采集，副控芯片STM8对采集温度数据进行处理，将有用数据送给发射模块CC1101，主系统的接受模块CC1101接受数据送给主控芯片STM8，STM8对数据进行分析处理，对现场实际温度进行显示；另外，可以人工通过独立键盘对所测温度进行监控，先设定好规定的温度范围，当采集的温度超过此范围时蜂鸣器响同时点亮发光二极管，通过按键选择，可以独立实现声音报警、发光报警及声光同时报警；当检测温度不在设定范围内时，系统正常运行，时刻显示着现场的温度值。设计总框图如图3-1所示。 温度采集 继电器 STM8单片机（从） 无线收发 液晶显示 声光报警 STM8单片机（主） 无线收发 独立键盘
图3-1 总设计框图
9
燕山大学本科生毕业设计（论文）
3.2 主要单元模块设计 3.2.1 单片机控制模块设计
本设计采用STM8S105xx基础型系列8位单片机，如图3-2。该单片机提供容量为16K~32K字节的Flash程序存储器，集成真正的数据EEPROM。在STM8S微控制器系列的参考手册(RM0016)中，被归为中密度系列。STM8S105xx基础型系列所有的单片机具有以下性能：a.该单片机具有更低的系统成本，它的内部集成真正的EEPROM数据存储器，可以达到30万次的擦写周期并且高度集成了内部时钟震荡器、看门狗和掉电复位功能。b.该单片机具有高性能和高可靠性，16MHz CPU时钟频率而且具有强大的I/O功能，拥有分立时钟源的独立看门狗。c.它可以缩短开发周期也可根据具体的应用在通用的产品系列中选择，具有合适的封装、存储器大小和外设模块的芯片。STM8S105xx基础型系列所有的单片机具有完善的文档和多种开发工具选择。d.该系列所有的单片机具有很强产品可延续性，最新技术打造的高水平内核和外设，系列产品广泛适应2.95V~5.5V的工作电压[4]。
图3-2 STM8S 开发板
2009年3月4日，意法半导体发布了针对工业应用和消费电子开发的微控制器STM8S系列产品。STM8S平台打造8位微控制器的全新世代，高达20 MIPS的CPU性能和2.95-5.5V 的电压范围，有助于现有的8位系统
10
第3章 系统的硬件设计 向电压更低的电源过渡。新产品嵌入的130nm非易失性存储器是当前8位微控制器中最先进的存储技术之一，并提供真正的EEPROM数据写入操作，可达30万次擦写极限。在家用电器、加热通风空调系统、工业自动化、电动工具、个人护理设备和电源控制管理系统等各种产品设备中，新产品配备的丰富外设可支持精确控制和监视功能。功能包括10位模数转换器，最多有16条通道，转换用时小于3微秒；先进的16位控制定时器可用于马达控制、捕获/比较和PWM功能。其它外设包括一个CAN2.0B接口、两个U(S)ART接口、一个I2C端口、一个SPI端口。下图3-3是STM8S的引脚图。
图3-3引脚图
STM8S平台的外设定义与STM32系列32位微控制器相同。外设共用性有助于提高不同产品间的兼容性，让设计灵活有弹性。应用代码可移植到STM32平台上，获得更高的性能。STM8S的组件和封装在引脚上完全兼容，让开发人员得到更大的自由空间，以便优化引脚数量和外设性能。引脚兼容
11
燕山大学本科生毕业设计（论文）
还有益于平台化设计决策，产品平台化可节省上市时间，简化产品升级过程。STM8S主要特点
a.速度达20 MIPS的高性能内核
抗干扰能力强，
品质安全可靠b.领先的130纳米制造工艺，优异的性价比程序空间从4K到128K, 芯片选择从20脚到80脚，宽范围产品系列系统成本低，内嵌EEPROM和高精度RC振荡器c.开发容易，拥有本地化工具支持。
STM8S主要应用包括a.汽车电子：传感器、致动器、安全系统微控制器、DC马达、车身控制、汽车收音机、LIN节点、加热/通风空调。 b.工业应用：家电、家庭自动化、马达控制、空调、感应、计量仪表、不间断电源、安全。c.消费电子：电源、小家电、音响、玩具、销售点终端机、前面板、电视、监视设备。d.医疗设备：个人护理产品、健身器材、便携护理设备、医院护理设备、血压测量、血糖测量、监控、紧急求助。
3.2.2 温度传感器设计
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等[5]。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，锅炉测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。如图3-4外部供电模式下的单只DS18B20芯片的连接图，需要在DQ数据口一个上拉电阻。
图3-4 单个DS18B20芯片的连接图
12