基于stm32的雨量检测系统设计(附件)【字数：8067】
摘 要本论文主要对一种选用STM32微处理器作为主控的雨量检测控制系统进行了研究和设计，通过软硬件系统的分别设计，实现了对室外雨量大小的自动检测并且能够通过液晶屏对检测到的雨量大小进行研究显示，雨量的单位为毫升（ml），与此同时用户还可以通过按键对报警阀值进行设置，当检测到的雨量大小超过报警阀值后将进行报警等功能。本课题设计的该款雨量检测控制系统呈现出特别高的指标性能，完全依赖于本论文的整体框架结构，将STM32微处理器、LCD1602点阵屏幕、ADC0832采样器、有源蜂鸣器和雨水传感器等设计成独立的电路模块，使最小系统、LCD1602液晶显示电路、ADC0832模数转换电路、报警信号生成电路和雨水传感器电路实现合理连接和传输数据。本论文还对这种类型的雨量检测系统进行了调试运行，使得系统在工作过程中表现出的缺陷和设计不当之处进行了修改和完善，最终使得这种系统具备较高的性能指标，非常适合进行普及，有利于提升类似产品的工作性能。
目录
一、 引言 1
（一） 雨量检测系统的发展背景 1
（二） 雨量检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 雨量检测系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） ADC0832模数转换器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） 雨水传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） LCD1602显示电路设计 7
（三） 雨量报警电路设计 7
（四） 雨量检测电路设计 8
（五） 报警值设置电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 雨量检测系统的主程序流程设计 11
（二） 液晶显示子程序设计 12
（三） 蜂鸣器子程序流程设计 13
（四） 雨量检测子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 19
参考文献 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
雨量检测系统的发展背景
本论文将要设计的这种类型的雨量检测控制系统即为一款里面以STM32型号的微型控制器作为主控，通过强大的代码程序作为控制手段，结合高度集成的硬件电路而实现的一种智能式电子控制系统，雨量检测控制系统的发展脉路以电子技术作为主导，目前雨量检测系统实现了全面的数字化，直到发展到今天，这一阶段的雨量检测系统仍旧是在不断的改进和优化状态，微处理器控制技术是上世纪六七十年代交叠时期出现的一门新型电子技术，该器件的实现是在过去数字电路基础上发展而来的，最初技术人员能够通过简易的代码指令来对简单的电路进行操控，实现一些简单的控制动作，研发者通过将大量的传感器件和微处理器等全新技术嵌入到软硬件内部之后，使得雨量检测系统可以通过程序的控制，实现从简单到复杂的不一样智能表现，研发者能够通过修改程序代码等方式实现对系统的功能更新和维护，完全改变了以往的系统形态。雨量检测系统在最近几年间的大致发展方向是朝着微型化和智能化去的，之所以这几种概念得到了特别的重视，是由于在现有的科学技术水平条件下，人们对于雨量检测系统现有的功能，总体上是比较满意的，尽管如此，对于它的更高的运行效果，如人机体验、高速化、更灵活的工作性能，这一些指标是永无止境的，与此同时随着使用者不断增加，这些需求也在不断被提出。本论文将要设计的该款雨量检测控制系统将以课题的发展背景作为前提，通过对大量设计案例进行分析，综合其中一些出色的设计要点和普遍存在的缺陷，将其中的设计要素进行提取而且嵌入到本系统中，而对于普遍存在的缺陷，本设计将通过电路优化和程序代码的改进，尽量剔除这些无法规避的设计缺陷，从而能够最终研发出的系统含有较高的性能和竞争优势。
雨量检测系统的国内外发展现状
现如今国内外的大大小小的研发机构数不胜数，由于市场对于更加智能化的中高端雨量检测系统供求逐渐增加，市场潜力很大，所以很多企业看到了这种机遇，将眼光不断的聚集到中高阶别雨量检测系统的研发领域，而且越来越多的企业和科研机构将更多的精力投入到了研究性能更高的雨量检测系统，该资料显示出现这种现象的主要原因可以归结为两类，首先是随着近些年技术的持续发展，使用者已经越来越不能满足于现有产品所表现出的性能，另外功能过于单一，用户迫切想得到一种使用体验更加高端的雨量检测系统产品。另外一个原因是微处理器研发技术的不断进步，使中高端性能的微处理器芯片成本不断下降，设计者将更多的精力投入到采用这些新型的中高端微处理器芯片来开发更多类型的雨量检测系统。
本文主要研究内容
本论文以雨量检测控制系统作为研究目标，分为多个章节来对这个系统的各个环节进行设计，主要包含了硬件电路、程序设计代码和系统运行调试等部分，这个系统是基于STM32微处理器的强大控制性能而实现的，本论文对这种型号的雨量检测控制系统的设计内容包含了如下几项：
1、能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、配置模拟电压信号采集转换电路，能够在STM32微处理器的控制下，实现对ADC0832模数转换器的控制，将模拟电压信号转换为8位二进制数字信号；
3、配置蜂鸣器驱动电路，使得STM32微处理器能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
4、配置雨水传感器驱动电路，通过STM32微处理器的GPIO管脚对雨水传感器输出信号的采集，来实现对雨水检测结果的检测；
方案设计及元器件选择
雨量检测系统的方案设计
经过上文对雨量检测控制系统的发展历史以及每一项指标功能的确立，本章将在此基础上着手进行系统方案的构建，本课题采用的是模块设计方法，将系统整体划分成独立的功能模块，每个模块对应相应的指标功能，如图中的系统框图架构所示，STM32微处理器最小系统部分为主控部分，接下来对各个功能电路的作用进行设计。
在对雨量的大小检测方面将通过雨水探头来实现，本课题选用了一个高性能的雨水传感器，它能够将检测到的雨量转换为模拟电压信号进行输出，随后通过A/D模块对该模拟电压信号进行采集转换并生成数字信号送入微处理器中进行使用。
在对雨水传感器探头输出电压的采集功能上，本课题选用了ADC0832模数转换器芯片，微处理器通过三线式串行总线实现对该芯片的驱动从而获取到雨量的实时值。
目录
一、 引言 1
（一） 雨量检测系统的发展背景 1
（二） 雨量检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 雨量检测系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） ADC0832模数转换器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 5
（六） 雨水传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） LCD1602显示电路设计 7
（三） 雨量报警电路设计 7
（四） 雨量检测电路设计 8
（五） 报警值设置电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 雨量检测系统的主程序流程设计 11
（二） 液晶显示子程序设计 12
（三） 蜂鸣器子程序流程设计 13
（四） 雨量检测子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 19
参考文献 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
雨量检测系统的发展背景
本论文将要设计的这种类型的雨量检测控制系统即为一款里面以STM32型号的微型控制器作为主控，通过强大的代码程序作为控制手段，结合高度集成的硬件电路而实现的一种智能式电子控制系统，雨量检测控制系统的发展脉路以电子技术作为主导，目前雨量检测系统实现了全面的数字化，直到发展到今天，这一阶段的雨量检测系统仍旧是在不断的改进和优化状态，微处理器控制技术是上世纪六七十年代交叠时期出现的一门新型电子技术，该器件的实现是在过去数字电路基础上发展而来的，最初技术人员能够通过简易的代码指令来对简单的电路进行操控，实现一些简单的控制动作，研发者通过将大量的传感器件和微处理器等全新技术嵌入到软硬件内部之后，使得雨量检测系统可以通过程序的控制，实现从简单到复杂的不一样智能表现，研发者能够通过修改程序代码等方式实现对系统的功能更新和维护，完全改变了以往的系统形态。雨量检测系统在最近几年间的大致发展方向是朝着微型化和智能化去的，之所以这几种概念得到了特别的重视，是由于在现有的科学技术水平条件下，人们对于雨量检测系统现有的功能，总体上是比较满意的，尽管如此，对于它的更高的运行效果，如人机体验、高速化、更灵活的工作性能，这一些指标是永无止境的，与此同时随着使用者不断增加，这些需求也在不断被提出。本论文将要设计的该款雨量检测控制系统将以课题的发展背景作为前提，通过对大量设计案例进行分析，综合其中一些出色的设计要点和普遍存在的缺陷，将其中的设计要素进行提取而且嵌入到本系统中，而对于普遍存在的缺陷，本设计将通过电路优化和程序代码的改进，尽量剔除这些无法规避的设计缺陷，从而能够最终研发出的系统含有较高的性能和竞争优势。
雨量检测系统的国内外发展现状
现如今国内外的大大小小的研发机构数不胜数，由于市场对于更加智能化的中高端雨量检测系统供求逐渐增加，市场潜力很大，所以很多企业看到了这种机遇，将眼光不断的聚集到中高阶别雨量检测系统的研发领域，而且越来越多的企业和科研机构将更多的精力投入到了研究性能更高的雨量检测系统，该资料显示出现这种现象的主要原因可以归结为两类，首先是随着近些年技术的持续发展，使用者已经越来越不能满足于现有产品所表现出的性能，另外功能过于单一，用户迫切想得到一种使用体验更加高端的雨量检测系统产品。另外一个原因是微处理器研发技术的不断进步，使中高端性能的微处理器芯片成本不断下降，设计者将更多的精力投入到采用这些新型的中高端微处理器芯片来开发更多类型的雨量检测系统。
本文主要研究内容
本论文以雨量检测控制系统作为研究目标，分为多个章节来对这个系统的各个环节进行设计，主要包含了硬件电路、程序设计代码和系统运行调试等部分，这个系统是基于STM32微处理器的强大控制性能而实现的，本论文对这种型号的雨量检测控制系统的设计内容包含了如下几项：
1、能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、配置模拟电压信号采集转换电路，能够在STM32微处理器的控制下，实现对ADC0832模数转换器的控制，将模拟电压信号转换为8位二进制数字信号；
3、配置蜂鸣器驱动电路，使得STM32微处理器能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
4、配置雨水传感器驱动电路，通过STM32微处理器的GPIO管脚对雨水传感器输出信号的采集，来实现对雨水检测结果的检测；
方案设计及元器件选择
雨量检测系统的方案设计
经过上文对雨量检测控制系统的发展历史以及每一项指标功能的确立，本章将在此基础上着手进行系统方案的构建，本课题采用的是模块设计方法，将系统整体划分成独立的功能模块，每个模块对应相应的指标功能，如图中的系统框图架构所示，STM32微处理器最小系统部分为主控部分，接下来对各个功能电路的作用进行设计。
在对雨量的大小检测方面将通过雨水探头来实现，本课题选用了一个高性能的雨水传感器，它能够将检测到的雨量转换为模拟电压信号进行输出，随后通过A/D模块对该模拟电压信号进行采集转换并生成数字信号送入微处理器中进行使用。
在对雨水传感器探头输出电压的采集功能上，本课题选用了ADC0832模数转换器芯片，微处理器通过三线式串行总线实现对该芯片的驱动从而获取到雨量的实时值。
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