stm32f103的智能电压表设计(附件)【字数：8311】
摘 要本次毕业设计构建了一款智能式的智能电压表控制系统，采用了具有强大控制性能的STM32微处理器来当作这个系统的主控部分，在主控器件的强大控制作用下，使这种型号的智能电压表实现了低电压以及温度参数的高精度检测并且能够将模拟量转换成数字信号等性能。本论文通过系统分割的方法将完整的系统电路分割为STM32微处理器最小系统部分、液晶屏显示电路、DS18B20温度传感器电路和模数转换电路等，将每一个模块电路的接口进行引出并且根据连接关系进行对接，最终完成这款系统的硬件框架。本次毕业设计经过了对这款智能电压表系统的多次验证和改进，最终完成了一种高性能的控制系统，适合在相关产品市场上进行普及，能够有效的降低相关产品的研发成本。
目录
一、 引言 1
（一） 智能电压表的发展背景 1
（二） 智能电压表的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能电压表的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） DS18B20温度检测器简介 4
（五） ADC0832采样模块简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶屏显示电路设计 7
（三） 温度检测电路设计 7
（四） 电压采集电路设计 8
（五） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 智能电压表的主程序流程设计 10
（二） LCD1602液晶屏显示子程序流程设计 11
（三） 温度采集子程序设计 11
（四） 模数转换子程序设计 12
五、 仿真系统设计 14
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 程序 24
引言
智能电压表的发展背景
智能电压表系统的历史上发展过程随着微处理器生产技术而 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
前进，通过对图书馆和互联网中的丰富文献资料进行查阅，可以知道一个很显著的现象，在各发展阶段，智能电压表研发人员都喜欢采用当前性能最高的微型控制器芯片来实现对智能电压表系统的操控，这样做的原因主要是考虑到性能越高的主控芯片，它的片内资源集成程度越高，这样在微型控制器芯片外部就不需要额外的扩展同样指标功能的芯片或者模块，只要单片芯片就能够完成对绝大多数功效的控制，在极大程度上提高了智能电压表系统的工作稳定性，而且亦大幅度降低了系统的外形体积。本论文拟将构建的是一种采用意法半导体公司研发的STM32微处理器担任主控核心的智能电压表控制系统，通说所说的智能电压表是一种控制系统，当今市场上的智能电压表大多数都可以完成对参数的高清晰显示、温度检测和模拟信号采集并转换成数字信号等功能，为了开发该较为智能化电子设备，须要结合微处理器驱动技术、编程技术以及电路设计技术等主要学科，研发者不单单需要对这一些技术进行精通掌握，还需可以在这个条件下持续改进，结合当前技术发展水平，参照使用者的需求，才可以设计出实用性更为高的智能电压表。在智能电压表内部的主控微处理器电路主要以集成芯片为主，相对于以前的分立式简单元件来说，大幅度使用集成芯片不仅提升了系统的整体指标性能，更加在很大程度上减少了这类系统在正常运行状态中出故障的概率，而在第一代智能电压表出现在人们的视野之中的时候，曾经受到科技发展现状的制约，各类芯片和元件的性能都比不上如今，所以也就使得智能电压表的性能无法提升。本论文为了进一步提升智能电压表的性价比，采用了丰富的性价比参数非常高的集成芯片和传感器模块等，如LCD1602点阵屏幕、DS18B20温度检测器和ADC0832采样芯片等，配置了一款实用性非常高与此同时兼具高性价比的智能电压表控制系统。
智能电压表的国内外发展现状
在当今市场上国际上的智能电压表都具有各自不一样的使用人群，纵观国内外研发现状，虽然海外某些研发单位对智能电压表的研发开始的早，而国内对这种系统的研发时间较短，尽管如此，近几年国内多个研发机构对此引起重视与此同时用户的强烈需求，所以智能电压表在最近几年间得到了大幅度的进步。对智能电压表的发展现状来说，需要从国内和国外两个方向来对这种控制系统进行调研，通过对市面上最为常用的几种智能电压表进行文献的大量查阅后可以总结出，中高端级别的智能电压表正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具竞争力的低端智能电压表来说，由于中高端产品的设计经费正在不断降低，因此在价格方面，低端产品愈来愈不具优势，然后随着技术水平的不断提升，使用者已越来越不能满足于低端产品的功能匮乏。
本文主要研究内容
本课题以“基于STM32F103的智能电压表设计”作为研究内容，采用了意法半导体公司研发的STM32微处理器来担任驱动控制部分，通过这种类型的具有八位数据运算能力的微型控制器，实现了对LCD1602显示电路、温度检测电路和模拟电压采集电路的控制，本章须要对这种系统的设计内容进行制定，结合所有的预期功能指标需求，确立了下列设计内容：
1、能够实现高清晰的显示效果，通过微处理器的控制控制，实现快速的显示内容更新；
2、实现温度数据的高精度获取，能够通过温度传感器的配合，实现温度值的快速获取；
3、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；
方案设计及元器件选择
智能电压表的方案设计
智能电压表系统的实现方法由图21中的系统框图架构给出，通过此框图架构可以清晰地看到STM32微处理器最小系统是智能电压表系统最为关键的部分，它将实现对LCD1602液晶屏电路、DS18B20温度检测电路和ADC0832模数转换电路等电路模块的控制驱动，电压测量使用ADC0832模拟数字转换芯片的第一个信号采集通道(CH0),因为ADC0832芯片将采集的电压转换为8位数字信号,并在接收数字信号后将结果发送到STM32单片机,数字信号通过内部协议解析并转换为电压值,并在LED1602;温度采集采用了DS18B20温度传感器，通过其对周围空间进行温度检测并将检测结果以数字形式发送给STM32单片机进行处理；显示电路采用LCD1602液晶屏，单片机通过并行总线实现对该模块的驱动，实现对电压值以及温度值的显示。
目录
一、 引言 1
（一） 智能电压表的发展背景 1
（二） 智能电压表的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能电压表的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） DS18B20温度检测器简介 4
（五） ADC0832采样模块简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶屏显示电路设计 7
（三） 温度检测电路设计 7
（四） 电压采集电路设计 8
（五） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 智能电压表的主程序流程设计 10
（二） LCD1602液晶屏显示子程序流程设计 11
（三） 温度采集子程序设计 11
（四） 模数转换子程序设计 12
五、 仿真系统设计 14
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 程序 24
引言
智能电压表的发展背景
智能电压表系统的历史上发展过程随着微处理器生产技术而 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
前进，通过对图书馆和互联网中的丰富文献资料进行查阅，可以知道一个很显著的现象，在各发展阶段，智能电压表研发人员都喜欢采用当前性能最高的微型控制器芯片来实现对智能电压表系统的操控，这样做的原因主要是考虑到性能越高的主控芯片，它的片内资源集成程度越高，这样在微型控制器芯片外部就不需要额外的扩展同样指标功能的芯片或者模块，只要单片芯片就能够完成对绝大多数功效的控制，在极大程度上提高了智能电压表系统的工作稳定性，而且亦大幅度降低了系统的外形体积。本论文拟将构建的是一种采用意法半导体公司研发的STM32微处理器担任主控核心的智能电压表控制系统，通说所说的智能电压表是一种控制系统，当今市场上的智能电压表大多数都可以完成对参数的高清晰显示、温度检测和模拟信号采集并转换成数字信号等功能，为了开发该较为智能化电子设备，须要结合微处理器驱动技术、编程技术以及电路设计技术等主要学科，研发者不单单需要对这一些技术进行精通掌握，还需可以在这个条件下持续改进，结合当前技术发展水平，参照使用者的需求，才可以设计出实用性更为高的智能电压表。在智能电压表内部的主控微处理器电路主要以集成芯片为主，相对于以前的分立式简单元件来说，大幅度使用集成芯片不仅提升了系统的整体指标性能，更加在很大程度上减少了这类系统在正常运行状态中出故障的概率，而在第一代智能电压表出现在人们的视野之中的时候，曾经受到科技发展现状的制约，各类芯片和元件的性能都比不上如今，所以也就使得智能电压表的性能无法提升。本论文为了进一步提升智能电压表的性价比，采用了丰富的性价比参数非常高的集成芯片和传感器模块等，如LCD1602点阵屏幕、DS18B20温度检测器和ADC0832采样芯片等，配置了一款实用性非常高与此同时兼具高性价比的智能电压表控制系统。
智能电压表的国内外发展现状
在当今市场上国际上的智能电压表都具有各自不一样的使用人群，纵观国内外研发现状，虽然海外某些研发单位对智能电压表的研发开始的早，而国内对这种系统的研发时间较短，尽管如此，近几年国内多个研发机构对此引起重视与此同时用户的强烈需求，所以智能电压表在最近几年间得到了大幅度的进步。对智能电压表的发展现状来说，需要从国内和国外两个方向来对这种控制系统进行调研，通过对市面上最为常用的几种智能电压表进行文献的大量查阅后可以总结出，中高端级别的智能电压表正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具竞争力的低端智能电压表来说，由于中高端产品的设计经费正在不断降低，因此在价格方面，低端产品愈来愈不具优势，然后随着技术水平的不断提升，使用者已越来越不能满足于低端产品的功能匮乏。
本文主要研究内容
本课题以“基于STM32F103的智能电压表设计”作为研究内容，采用了意法半导体公司研发的STM32微处理器来担任驱动控制部分，通过这种类型的具有八位数据运算能力的微型控制器，实现了对LCD1602显示电路、温度检测电路和模拟电压采集电路的控制，本章须要对这种系统的设计内容进行制定，结合所有的预期功能指标需求，确立了下列设计内容：
1、能够实现高清晰的显示效果，通过微处理器的控制控制，实现快速的显示内容更新；
2、实现温度数据的高精度获取，能够通过温度传感器的配合，实现温度值的快速获取；
3、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；
方案设计及元器件选择
智能电压表的方案设计
智能电压表系统的实现方法由图21中的系统框图架构给出，通过此框图架构可以清晰地看到STM32微处理器最小系统是智能电压表系统最为关键的部分，它将实现对LCD1602液晶屏电路、DS18B20温度检测电路和ADC0832模数转换电路等电路模块的控制驱动，电压测量使用ADC0832模拟数字转换芯片的第一个信号采集通道(CH0),因为ADC0832芯片将采集的电压转换为8位数字信号,并在接收数字信号后将结果发送到STM32单片机,数字信号通过内部协议解析并转换为电压值,并在LED1602;温度采集采用了DS18B20温度传感器，通过其对周围空间进行温度检测并将检测结果以数字形式发送给STM32单片机进行处理；显示电路采用LCD1602液晶屏，单片机通过并行总线实现对该模块的驱动，实现对电压值以及温度值的显示。
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