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基于STM32的多点温度采集系统设计

摘要：

本文介绍了一种基于STM32的多点温度采集系统设计，该系统实现了对多个测点的温

度采集，可广泛应用于物联网、环境监测、科学实验等领域。文章首先介绍了该系统的硬

件组成和软件设计，然后详细说明了各个模块的实现方法和细节，最后进行了测试和分析。

实验结果表明，该系统稳定可靠，具有较高的测量精度和较低的功耗，具有良好的应用前

景。

关键词：STM32；温度采集；多点采集；物联网；环境监测

一、概述

随着物联网和环境监测技术的迅速发展，温度传感器越来越广泛地应用于各个领域。

温度采集系统可以帮助人们获取物理环境中的温度数据，从而提高环境安全性和生产效率，

对于科学实验和工业制造行业尤其重要。本文介绍了一种基于STM32的多点温度采集系统

设计，该系统能够同时实时监测多个测点的温度数据，具有较高的精度和较低的功耗，可

广泛应用于物联网、环境监测、科学实验等领域。

二、系统硬件设计

该系统主要由STM32微控制器、多个DS18B20温度传感器、LCD显示屏、蜂鸣器、SD

卡模块和电源模块等组成，如图1所示。其中，STM32作为控制中心，与多个DS18B20温度

传感器进行通信，获取温度数据，并将数据显示在LCD屏幕上。电源模块采用锂电池供电，

通过电源管理模块和充电管理模块对系统电源进行管理，以确保系统运行的稳定性和可靠

性。

该系统的软件设计包括底层驱动程序和上层应用程序。底层驱动程序主要实现与

DS18B20温度传感器的通信，包括初始化DS18B20传感器、发送指令、读取温度数据等操

作。上层应用程序主要实现数据采集、处理、显示和存储等功能，包括读取传感器数据、

计算温度值、显示温度值、存储温度数据等操作。

四、系统功能模块实现

4.1DS18B20传感器驱动程序

DS18B20是一个数字式温度传感器，使用1-Wire总线方式进行通信，具有精度高、响

应快、体积小等特点。该系统采用STM32的GPIO接口模拟1-Wire总线方式与DS18B20传

感器进行通信。具体实现方法如下：

1）时序控制：由于DS18B20是以时序控制方式进行通信的，因此需要通过软件来控制

相应的时间间隔。在控制DS18B20进行温度采集时，需要先发送控制命令，并等待一定时

间，然后再接收温度数据。发送命令时，需要控制总线为低电平状态一段时间，再切换为

高电平状态一段时间，以表示不同的命令。同时，需要在发送或接收数据之前先禁止总线

上的外设对总线进行干扰。

2）数据采集：DS18B20的温度采集过程有点独特，需要使用一些特殊的命令来获取温

度值。具体实现方法是，首先向DS18B20发送读取温度的命令，然后等待15毫秒（温度转

换时间），接着发送读取温度命令，并从总线上接收数据。

4.2温度数据采集、处理及显示

在DS18B20传感器驱动程序的基础上，实现了多点温度数据采集、处理和显示的功能

模块。该模块主要运用了STM32的时钟中断机制，通过定时器来控制每隔一段时间采集一

次传感器的温度数据，在存储后对其进行特定的计算，并将结果显示在LCD屏幕上。

4.3温度数据存储

该系统还实现了温度数据的长期存储功能，主要通过SD卡模块对采集到的温度数据进

行存储。具体实现方法是，在系统启动时，首先检测SD卡是否插入，若插入则初始化SD

卡模块，然后将采集到的温度数据以TXT格式保存在SD卡上。

五、系统测试与分析

经测试，该系统在正常工作状态下能够稳定可靠地进行温度采集、处理和显示，并且

具有较高的测量精度和较低的功耗。在实际应用中，可以采用无线传输方式，将采集到的

数据上传到云端，实现远程监测和数据分析。因此，该系统具有良好的应用前景。

六、总结