STM32传感器温度器仿真与代码

介绍

STM32是一款广泛使用的微控制器，它具有高性能、低功耗和丰富的外设等优点。传感器是STM32应用中常见的外设，它可以用来测量各种物理量，如温度、湿度、压力等。本文将介绍如何使用STM32传感器来实现温度测量，并提供相应的仿真和代码。

硬件设计

在硬件设计中，我们需要选择一个合适的传感器来测量温度。常见的温度传感器有NTC热敏电阻、热电偶、热敏电阻等。我们选择DS18B20数字温度传感器，它具有高精度、数字输出和单总线通信等特点。我们还需要使用STM32微控制器和一些基础电子元件，如电阻、电容、LED等。

电路连接

DS18B20数字温度传感器是一种单总线设备，它只需要一个引脚来进行数据传输和供电。在电路连接中，我们需要将DS18B20的VDD引脚连接到STM32的3.3V电源，将GND引脚连接到STM32的地线，将DQ引脚连接到STM32的任意一个GPIO引脚。我们还需要在DQ引脚上连接一个4.7kΩ的上拉电阻，以确保数据传输的稳定性。

软件设计

在软件设计中，我们需要使用STM32CubeMX软件来生成初始化代码，并使用Keil或者IAR等开发环境进行编程。我们需要在STM32CubeMX软件中配置GPIO引脚，将DQ引脚设置为输出模式，并使能上拉电阻。然后，我们需要在代码中使用OneWire协议来进行数据传输，并使用DS18B20的ROM码来进行设备识别。

代码实现

下面是使用STM32CubeMX和Keil进行编程的代码实现：

```

#include "main.h"

#include "onewire.h"

#include "ds18b20.h"

OneWire_HandleTypeDef how;

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

int main(void)

HAL_Init();

SystemClock_Config();

MX_GPIO_Init();

DS18B20_HandleTypeDef ds18b20;

ds18b20.ow = &how;

ds18b20.rom_code[0] = 0x28;

ds18b20.rom_code[1] = 0xFF;

ds18b20.rom_code[2] = 0x9B;

ds18b20.rom_code[3] = 0x2D;

ds18b20.rom_code[4] = 0x06;

ds18b20.rom_code[5] = 0x00;

ds18b20.rom_code[6] = 0x00;

ds18b20.rom_code[7] = 0x7F;

DS18B20_Init(&ds18b20);

while (1)

{

float temp = DS18B20_ReadTemperature(&ds18b20);

// do something with the temperature

}

void SystemClock_Config(void)

RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters

* in the RCC_OscInitTypeDef structure.

*/

RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;

RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;

if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks

*/

RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

| RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;

RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

static void MX_GPIO_Init(void)

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

/* GPIO Ports Clock Enable */

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

/*Configure GPIO pin Output Level */

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);

/*Configure GPIO pin : PA5 */

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

/*Configure GPIO pin : PA6 */

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

```

仿真测试

在仿真测试中，我们可以使用Proteus或者Altium Designer等软件来进行虚拟测试。我们需要将STM32和DS18B20模型导入到软件中，并将它们进行连接。然后，我们可以使用虚拟示波器来监测数据传输和温度变化。我们可以通过修改代码来模拟不同的环境温度和传感器故障等情况，以验证程序的稳定性和可靠性。

应用场景

DS18B20数字温度传感器可以广泛应用于各种领域，如家电、汽车、医疗、环保等。例如，在家电领域，DS18B20可以用来测量冰箱、空调、洗衣机等设备的温度，以保证它们的正常运行。在汽车领域，DS18B20可以用来测量发动机、变速器、空调等部件的温度，以确保它们的安全性和可靠性。在医疗领域，DS18B20可以用来测量体温、药品温度等，以保证医疗设备和药品的质量和安全性。

本文介绍了如何使用STM32传感器来实现温度测量，并提供了相应的仿真和代码。通过学习本文，读者可以了解到STM32传感器的基本原理和应用场景，并掌握如何进行硬件设计和软件编程。希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！