文章目录

一.前言
二.材料准备
三.硬件部分
四.软件部分
- 1. 底层封装库
- 2.中间层
- 3.应用层
五.外壳设计
六.资料链接

一.前言

该作品是我在华工电工开放实习的作品，本作品由七部分组成。中央为Stm32F405RG芯片，使用两节18650电池供电，在外围加入大量外设。

DBS18B20温度传感器用于外界温度的测量；舵机、蜂鸣器用于检测响应；增加三个按键用于报警临界值的设定；数码管用于温度的实时显示，也用于临界值设定（配合按键使用）；两个串口中USART2用于蓝牙连接手机，通过手机APP能够远程监控外界温度，USART1可以通过有线或者无线的方式连接PC，通过上位机能够直观地实时监测外界温度。因为外设数量较多，故引入了开源操作系统FreeRTOS用于多线程任务管理。

下面我分为硬件部分、软件部分、外观设计给大家介绍一下这个温度报警器。关于该作品的所有资料我放到了博客的最后。

框架图：

二.材料准备

材料	数量
STM32F405RG芯片	1
DBS18B20温度传感器	1
按键开关	3
电源开关	1
复位开关	1
5V蜂鸣器	1
共阳数码管	1
HC-08蓝牙	1
25M贴片晶振（C9006）	1
HC-08蓝牙	1
TPS54302 降压芯片	1
MP2451 降压芯片	1
0603/0805元件	若干
表格仅供参考，详情看原理图为准。

三.硬件部分

开发环境：Altium Designer17

硬件部分并没有太复杂的电路，主要都是一些模块的拼凑。

原理图：

四.软件部分

开发环境：Keil 、 CubeMX
Vesion ： 5.28 、 5.4.0
开发语言：C++

代码主要分为底层库、中间层、上层（应用层），底层主要用于对各种外设的封装，中间层一般用来放置一些跟上位机、算法、通信相关的东西，而上层应用层则是最终的执行代码，简单的说即是最终执行的任务。

1. 底层封装库

底层库的封装作用是将上层需要用到的外设驱动进行封装，外设包括：定时器延时、DBS18B20温度传感器、共阳数码管显示、舵机、串口。驱动层封装的函数只为上层文件所调用，而不能调用上层函数，将项目分层包装是为了增强项目的扩展性与可读性。

比如：Nixie_tube.cpp（共阳数码管驱动）

 uint8_t tens_temp=0;uint8_t ones_temp=0;uint8_t decimals=0;
void Nixie_tube_display(float value)
{//提取出value的个位、十位、小数位extern uint8_t tens_temp;extern uint8_t ones_temp;extern uint8_t decimals;uint16_t value_int=(uint16_t)(10*value);decimals=value_int%10;ones_temp=(value_int/10)%10;tens_temp=(value_int/100)%10;/*十位*/HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);Led_output(tens_temp);HAL_Delay(1);/*个位*/HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);Led_output(ones_temp);HAL_Delay(1);/*小数位*/HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);Led_output(decimals);HAL_Delay(1);}

代码只列部分，详情自己看源码工程。

2.中间层

中间层用于连接底层与应用层，我一般用来写上位机、算法、通信部分。温度报警器的代码比较简单，只用到上位机。

开机温度：

加入热水测试：

注：因为上位机的程序不是我写的，所以这一部分的代码被我删去了。

3.应用层

应用层用来编写最终最后执行的任务，使用FreeRTOS实时系统用作任务管理。FreeRTOS共创建5个任务，任务间通过调度器进行任务切换。任务间优先级相同，5个任务轮流占用时间片进行运行。线程1至线程4执行频率都为1000Hz（1ms执行一次），线程5执行频率为1Hz（1s执行一次）。线程之间相互独立，复杂程序经过底层驱动以及中间层封装为函数，应用层直接调用即可。

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
TaskHandle_t Temperature_collecting_Handle;
TaskHandle_t Upper_computer_Handle;
TaskHandle_t Temperature_display_Handle;
TaskHandle_t Beep_steering_Handle;
TaskHandle_t Bluetooth_sent_Handle;/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void Temperature_collecting(void *arg);
void Upper_computer(void*arg);
void Temperature_display(void*arg);
void Beep_steering(void*arg);
void Bluetooth_sent(void*arg);/* Function Init -------------------------------------------------------------*/
void System_Tasks_Init(void)
{vTaskSuspendAll();/*温度采集*/xTaskCreate(Temperature_collecting,"Temperaturecollecting",Normal_Stack_Size,NULL,PriorityHigh,&Temperature_collecting_Handle);/*上位机*/xTaskCreate(Upper_computer,"Uppercomputer",Normal_Stack_Size,NULL,PriorityHigh,&Upper_computer_Handle);/*数码管显示*/xTaskCreate(Temperature_display,"Temperaturedisplay",Normal_Stack_Size,NULL,PriorityHigh,&Temperature_display_Handle);/*蜂鸣器、舵机任务*/xTaskCreate(Beep_steering,"Beepsteering",Normal_Stack_Size,NULL,PriorityHigh,&Beep_steering_Handle);/*蓝牙串口发送任务*/xTaskCreate(Bluetooth_sent,"Bluetoothsent",Normal_Stack_Size,NULL,PriorityHigh,&Bluetooth_sent_Handle);if (!xTaskResumeAll())taskYIELD();
}/* Function Task -------------------------------------------------------------*//*1.温度采集任务*/
void Temperature_collecting(void *arg)
{static TickType_t _xPreviousWakeTime = xTaskGetTickCount();static TickType_t _xTimeIncrement = pdMS_TO_TICKS(10);for (;;){ Current_Temperature=DS18B20_Get_Temp();vTaskDelayUntil(&_xPreviousWakeTime, _xTimeIncrement);}
}/*2.上位机任务*/
void Upper_computer(void*arg)
{static TickType_t _xPreviousWakeTime = xTaskGetTickCount();static TickType_t _xTimeIncrement = pdMS_TO_TICKS(1);for (;;){//     Sent_Contorl(&huart6);//上位机发送（上位机代码已删，所以把这里注释）vTaskDelayUntil(&_xPreviousWakeTime, _xTimeIncrement);}
}/*3.数码管显示任务*/
void Temperature_display(void*arg)
{static TickType_t _xPreviousWakeTime = xTaskGetTickCount();static TickType_t _xTimeIncrement = pdMS_TO_TICKS(1);for (;;){ /*当前温度显示*/if(Selet_Mode==Current_Temperature_display){Nixie_tube_display(Current_Temperature);}else {/*报警值设定*/Nixie_tube_display(Alarm_Temperature);}vTaskDelayUntil(&_xPreviousWakeTime, _xTimeIncrement);}
}/*4.蜂鸣器、舵机任务*/
void Beep_steering(void*arg)
{static TickType_t _xPreviousWakeTime = xTaskGetTickCount();static TickType_t _xTimeIncrement = pdMS_TO_TICKS(1);for (;;){   /*蜂鸣器报警*/if((Current_Temperature>Alarm_Temperature)&&(Systemtime>2)){if(Beep_flag==1800){HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);vTaskDelayUntil(&_xPreviousWakeTime, _xTimeIncrement);}else{Beep_flag++;}}else{Beep_flag=0;HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);vTaskDelayUntil(&_xPreviousWakeTime, _xTimeIncrement);}/*舵机控制*/if(Current_Temperature<=30){__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 2500);}}
}/*5.蓝牙数据发送任务*/
void Bluetooth_sent(void*arg)
{static TickType_t _xPreviousWakeTime = xTaskGetTickCount();static TickType_t _xTimeIncrement = pdMS_TO_TICKS(1000);for (;;){ Systemtime=Get_SystemTimer()/1000000;My_printf2("\r\nSystemtime=%u\r\n",Systemtime);My_printf2("Alarm_Temperature=%f\r\n",Alarm_Temperature);My_printf2("Current_Temperature=%f\r\n",Current_Temperature);vTaskDelayUntil(&_xPreviousWakeTime, _xTimeIncrement);}
}

作品最终的效果的效果非常棒，预期的功能全部都能够完美实现。

本来是想拍一个展示视频的，但是后来作品交上去之后就再也拿不回来了。只留有之前的手机蓝牙接收消息的录屏，单片机通过蓝牙发送消息到手机，手机可以监控温度报警器的 开机时间 (s)、报警温度 (℃)、当前环境温度 (℃)。，执行频率为1Hz，所以是1s发送一次。

当温度超过设定值时，蜂鸣器就会响，舵机也会做出相应的反馈。三个按键可以调节报警温度。

蓝牙功能展示：

五.外壳设计

作品最后要上交展示，所以给它做了个外壳，电路板装在外边，里面主要用来走线以及放电池盒。黄色的材料是木头，白色的材料是薄PC板。

开发环境：Soildword2019

装上后的实物图：

上电后的实物图：

六.资料链接

温度报警器硬件（Altium Designer17）类型：收费5元。
温度报警器固件（Keil5.28+CubeMX5.4）类型：点赞、关注即可直接下载。
温度报警器实验报告PDF 类型：点赞、关注即可直接下载。

作品分享:基于STM32的温度报警器含源码、原理图、PCB文件、作品报告相关推荐

基于STM32的智能宠物看护喂养系统（程序源码+原理图+PCB+Boom表+实物操作说明）
基于STM32的智能宠物看护喂养系统(程序源码+原理图+PCB+Boom表+实物操作说明) **0 引言** 随着我国经济的快速发展,人们的生活水平不断提高,饲养宠物已经成为成为一种潮流.目前,市场 ...
希雷伺服源码原理图/PCB/BOM/技文档TMS320F28 希雷伺服，全套资料，主控芯片，TMS320F28034PNT，方案有显示，驱动
希雷伺服源码原理图/PCB/BOM/技文档TMS320F28 希雷伺服,全套资料 , 主控芯片,TMS320F28034PNT,方案有显示,驱动,控制编码部分组成全套资料包括,原理图,PCB,BOM ...
S7200源码及PCB文件,S7 224XP 226图纸
S7200源码及PCB文件,S7 224XP 226图纸 id=651541838037&
【027】基于Vue+Nodejs+Mysql模仿微博的图片分享系统（管理员、用户两种身份）（含源码、数据库、实验报告、运行教程）
观前提醒:源码.数据库.实验报告在文末该Web小型软件系统是基于图片分享的模仿微博社交平台,用户在里面可查看别人分享的内容,同时也可以发布自己的内容.在浏览分享的帖子中,用户可以进行点赞.评论.收藏 ...
基于51单片机霍尔测速直流电机控制设计(含源码+原理图+论文+PCB封装)、基于STM32闭环步进电机控制系统设计（仿真，程序，说明）-转发分享
设计思路: 本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法.本文中采用了三极管组成了PWM信号的驱动系统,并且对PWM信号的原理.产生方法以及如何通过软件编 ...
毕设分享SSM 中药店商城系统(含源码+论文)
文章目录 1 项目简介 2 实现效果 2.1 界面展示 3 设计方案 3.1 概述 3.2 系统流程 3.3 系统结构设计 4 项目获取 1 项目简介 Hi,各位同学好呀,这里是M学姐! 今天向大家分 ...
计算机毕设分享 springboot中药店商城系统(含源码+论文)
文章目录 1 项目简介 2 实现效果 2.1 界面展示 3 设计方案 3.1 概述 3.2 系统流程 3.3 系统结构设计 4 项目获取 1 项目简介 Hi,各位同学好呀,这里是M学姐! 今天向大家分 ...
基于SSM框架开发生鲜水果蔬菜电商平台系统.rar（含源码及数据库文件）
基于SSM框架开发,可用于练手,学习开发使用,尤其适合毕业设计,主要功能,商品列表.商品详细页.购物车.登录.注册.商品收藏.订单列表等主要功能.直接用idea或eclipse开发工具,可直接打开项目 ...
SwiftUI macOS源码大全之倒计时App基于coredata（教程含源码）
实战需求 SwiftUI macOS源码大全之倒计时App 本文价值与收获看完本文后,您将能够作出下面的界面关键技术 .toolbar ToolbarItem ToolbarItemGroup . ...

作品分享:基于STM32的温度报警器含源码、原理图、PCB文件、作品报告