科技论坛 ・２ｌ・ 基于ＳＴＭ３２的室内温湿度检测器设计 南志坚 （内蒙古阿拉善太西煤集团股份有限公司，内蒙古阿拉善７５０３０６） 摘要：本课题采用具有高性能、低成本、低功耗特点的ＳＴＭ３２Ｆ１０３芯片，通过编写具有良好人机交互的界面，实时显示室内的温湿 度检测情况，并设置温湿度报警门限，从而实现语音报警功能。 关键词：ＳＴＭ３２Ｆ１０３；温湿度；ＬｃＤ；报警 决方案，而且由于ｕＣ／ＯＳ一Ⅱ的开源特性，用户还可以针对自己的硬 要实现室内温湿度的实时显示，关键在于设计一个良好的界 件优化代码，以获得更好的性能。 ４．３硬件平台初始化。建立工程时首先要进行硬件平台初始化， 面。因此选择 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ和ＩＸ Ｃ／ＧＵＩ来设计界面并采用２．４寸的触 １概述 摸屏进行设计，根据移植好的界面程序进行修改实现温度和湿度两 就是ＢＳＰ的初始化，ＢＳＰ开发处于整个嵌入式开发的前期，是后面 个参数的实时显示，并设置滚动条用来设置温湿度的上限值，当超 系统上应用程序能够正常运行的保证。 过上限时进行语音报警，通过ＡＤ转换将温湿度传感器采集的参数 ４．４温湿度传感器参数采集流程。采集温湿度程序不断刷新，来 传送到ｓＴＭ３２芯片中，最终通过ＬＣＤ进行实时显示。 保证温湿度参数随外界变化及时更新，为保证采集数据准确，必须 ２设计要求及方案论证 设置延迟程序，ＡＤ转换程序采样周期是１ｓ，因此设置一个１ｓ的延 ２．１系统功能。（１）利用温湿度传感器进行室内温湿度参数的采 时程序来确保数据被准确完整的读入传感器。采集过程是在ＡＤＣ 集；（２）利用 Ｃ／ＯＳ—ＩＩ和 Ｃ／ＧＵＩ编写的用户界面，实时显示温湿 任务中进行的，这是在编写主程序时建立的模数转换任务，通过设 度参数；（３）可以通过触摸屏对温湿度上限进行设定；（４）超出温湿 置优先级来判断该任务的工作优先级别。 度上限值ＭＰ３进行语音报警。 ４．５ ＭＰ３硬解电路程序流程。首先获取温湿度参数，判断是否超 ２．２基本参数。（１）开发板工作电压：２Ｖ一３．６Ｖ供电；（２）开发板 过报警门限，报警门限是最初设定好的，也可以自行改变报警门限 工作频率：７２ＭＨｚ；（３）模拟温湿度传感器ＡＭＴＩＯ０１，温度测量范围： 值。如果超过报警门限就启动ＭＰ３模块开始进行语音报警，若未超 ０一＋６０℃；湿度测量范围：０ ９０％ＲＨ；（５）ＬＣＤ触摸屏：ＴＦｒ 过报警门限则正常显示温湿度参数ＭＰ３处于关闭状态。 （２４０Ｘ３２０）２．４寸；（５）ＭＰ３模块：ＶＳ１００３一ＭＰ３／ＷＭＡ音频解码。 ４．６设置报警门限程序。由于不同季节室内温湿度会相应改变， ３系统硬件设计 因此要求检测装置必须可以自行设置报警门限，为实现这个功能， ３．１系统总体方案介绍。本系统基于ＳＴＭ３２ Ｖ３开发板，硬件电 设置了报警门限的界面程序，触摸屏接收到触摸信号后通过窗口返 路部分就采用开发板的资源，主要用到板上的ＬＣＤ模块、ＭＰ３模块 回函数来实时改变界面上的参数值，在显示窗口界面上分别设置了 及相关外设电路。温湿度参数通过ＬＣＤ来显示，利用软件编程的方 两个滚动条，分别用来设置温度上限和湿度上限。当按下“参数设 式编写界面，外接温湿度传感器模块实时采集室内温湿度参数。 定”键时滑动条可以滑动，当按下“确定”键后滚动条被锁定。 ３．２ ＳＴＭ３２ＦｌＯ３ＶＥ。ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＶＥ属于增强型芯片，使用高性 ５操作步骤 能的ＡＲＭ Ｃｏｄｅｘ—Ｍ３ ３２位的ＲＩＳＣ内核，工作频率为７２ＭＨｚ，内置 ５．１设备连接。室内温湿度检测器的硬件电路主要分为两部分： 高速存储器，丰富的增强Ｉ／Ｏ端口，包含２个１２位的ＡＤＣ，多达２ 一部分主要采用ＳＴＭ３２开发板上的资源，利用到板上资源包括以 个Ｉ？Ｃ和ＳＰＩ、３个ＵＳＡＲＴ完全可以完成温湿度传感器的通信要 ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＶＥ芯片为主控ＭＣＵ的最小系统电路；ＬＣＤ触摸屏显示 求。ＳＴＭ３２开发板最小系统包括芯片及其外围的基本工作电路，包 模块；ＭＰ３硬解电路部分；配合ＭＰ３模块使用的ＳＤ卡，功能是存储 括晶振震荡电路、复位电路（ＲＥＳＥＴ）、电源指示指示电路等等。 所要播放的语音文件。另一部分是温湿度传感器电路主要利用 ３．３温湿度传感器ＡＭＴ１００１。ＡＭＴＩＯ０１由湿敏电容温湿度模块 ＡＤＣ接口来进行数据传输。 和热敏电阻温度模块构成，供给电压为直流电压，温湿度通过电压 电源部分连接：开发板采用ＵＳＢ进行供电，可以采用笔记本电 输出进行计算，本模块具有精度高，可靠性好，且已带温度补偿，确 脑进行供电。 保长期稳定性，使用方便及价格低廉等优点。ＡＭＴ１００１具有低功 ５．２代码下载。硬件连接完成之后，检查无误，接下来就可以下 耗、小体积、带温湿度补偿、精确校准、超长信号传输等优点。 载程序了。具体的步骤为：第一步：安装Ｊ－Ｌｉｎｋ驱动，设置好环境； ４系统软件设计 第二步：打开Ｋｅｉｌ—ＭＤＫ软件，建立工程，将编写程序代码添加到工 ４．１主程序流程。本系统主要包括：窗口界面程序，模数转换程 程中；第三步：将编写好的程序用Ｋｅｉｌ—ＭＤＫ软件进行编译，生成 序，语音报警程序，温湿度传感器采集程序，设定报警门限程序。 ＨＥＸ文件；第四步：将Ｊ—Ｌｉｎｋ与ＳＴＭ３２开发板连接好，将数据线插 系统的主程序流程包含：初始化部分、采集数据部分、判断是否 到电脑的ＵＳＢ端口；第五步：按下Ｉ—ｏａｄ键，进行程序下将载；第六 报警操作、修改报警门限部分。 步：程序下载好之后，将ｉｊ—Ｌｉｎｋ数据线拔下，按下ＳＴＭ３２开发板上 初始化部分：初始化操作将所有中断全部关闭， Ｃ／ＯＳ一Ⅱ初始 的复位按键，观察ＬＣＤ显示屏是否能正常显示界面。 化，硬件平台初始化。 ６测试 采集数据部分：利用温湿度传感器采集室内温湿度参数，将其 通过Ｊ－Ｌｉｎｋ成功下载程序以后，去掉下载线并复位系统，观察 转换成数字信号，实现传感器与ＳＴＭ３２正常通信，并通过图形用户 ＬＣＤ显示屏是否可以正常显示界面和相应的温湿度参数。若显示正 界面显示。 常，继续测试系统能否实现超限报警功能，利用触摸屏设置报警门 判断是否报警操作：将温湿度参数与设置好的温湿度报警ｆｒｌ限 限使报警门限值低于当前室内温度湿度值，检测ＭＰ３模块是否能 值进行比较，当采集参数超过报警门限时，就启动ＭＰ３程序进行语 够正常进行语音报警。 音报警；若未超过报警门限，不启动ＭＰ３程序，正常显示温湿度参 参考文献 数。 『１１彭刚，秦志强．基于ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３的ＳＴＭ３２系列嵌入式微控制 修改报警门限部分：主要用于用户自行设置报警门限，当用户 器应用实践［Ｍ１．北京：电子工业出版社，２０１１． 通过触屏滑动设置门限滚动条时，程序执行中断程序，修改原来的 『２１陈志旺．ＳＴＭ３２嵌入式微控制器快速上手【Ｍ】．北京：电子工业出版 报警门限。 社．２０１２． ４．２ Ｃ／ＯＳ一Ⅱ介绍。ｕＣ／ＯＳ—ＩＩ是一个免费的开源代码实时嵌 『３１喻金钱．ＳＴＭ３２Ｆ系列ＡＲＭ Ｃｏｄｅｘ—Ｍ３核微控制器开发与应用 入式内核，提供了实时系统所需的基本功能，其包含全部功能的核 ｆＭ１．北京：清华大学出版社，２０１１． 心部分代码只占用８．３Ｋ字节。ｕＣ／ＯＳ一Ⅱ不仅使用户得到廉价的解
