图3.1 STM32F103xx增强型模块框图
图3.2 STM32F103ZE 引脚图
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图3.3 STM32F103ZET6 实物图
3.1.2 DS18B20介绍
温度传感器性能和结构：DS18B20是数字式的温度传感器，其将温度值直接转换为数字量输出。数字式的温度传感器可以简化电路的设计，增加系统的稳定性，也就是说在不同的温度环境下使用，抗干扰能力较高。直接数字量输出，省去AD转换电路，降低系统的复杂程度。 对于DS18B20的应用十分广泛，现在的高校或职业技术教学，都是以其为教学的材料
DS18B20的性能特点如下： (1)．单总线接口，节省I/O口[8]；
(2)．可通过数据线供电，电压范围为3.3~5.0Ｖ； (3)．温度测量范围为－55℃～＋125℃； (4)．测温分辨率可达0.0625℃； (5)．温度以9位或12位A/D转换； DS18B20的外形和内部结构：
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器[17,18]。DS18B20的外形及管脚排列如下图:
图3.4 DS18B20外形及引脚排列图
DS18B20引脚定义：
(1)DQ为数字信号输入/输出端； (2)GND为电源地；
(3)VDD为外接供电电源输入端。
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图3.5 DS18B20内部结构图
DS18B20的工作原理：
在测温系统中经常使用的DS18B20的产生的数据位数，主要是由分辨率的不同而产生的，分辨率越高，相应的转换时间越长，相反分辨率越低，转换的时间越久，其时间差距从750mS到2S，这与DS1820的性能相似[18]。 DS18B20测温原理如图3.6所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1[21]。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入,计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值[25]。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度
[21]
。图3.6中的斜率累加器用于补偿和修正
测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值[26,27,28,30,31]。
斜率累加器 预置 低温度系数晶振 计数器1 加1 =0 高温度系数晶振 计数器2 停止 温度寄存器 比较 预置 LSB置位/清除
=0 图3.6 DS18B20测温原理框图
DS18B20有4个主要的数据部件： （1）DS18B20地址
每一个DS18B20在出厂的时候就已经把地址序列固定了，并且每一个DS18B20的
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质地序列都不一样，所以在使用单总线挂起多个DS18B20的时候，必须先读出它的地址序列，否则无法识别；然而每个DS18B20都占用一个数据线时，就不用读取地址序列[20]。64位光刻ROM的排列是：开始的8位是产品类型标号，然后48位则是DS18B20自身的序列号，最后8位是之前56位的循环冗余校验码[22,23]。 （2）DS18B20寄存器格式 如下表所示：
表3.1 DS18B20温度值格式
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 S S S S S 26 25 24 DS18B20温度转换后的数据保存在两个8比特的RAM中，分辨率为0.0625℃/LSB，在转换后的12位数据中，前五位表示温度的正负值，如果前五位大于0，则温度为正，此时的温度值为测得的数据值乘上0.0625；如果前五位小于0，则温度为负，此时的温度值为测得的数据值取反加1再乘上0.0625[11,12,17,18,33]。
表3.2 DS18B20温度数据
TEMPERATURE +125℃ +85℃ +25.0625℃ +10.125℃ +0.5℃ 0℃ -0.5℃ -10.125℃ -25.0625℃ -55℃ DIGTAL （Binary） OUTPUTDIGITAL OUTPUT(Hex) 07D0H 0550H 0191H 00A2H 0008H 0000H FFF8H FF5EH FF6EH FC90H 0000 0111 1101 0000 0000 0101 0101 0000 0000 0001 1001 0001 0000 0000 1010 0010 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 1111 1111 0101 1110 1111 1110 0110 1111 1111 1100 1001 0000
（3）DS18B20的存储器
DS18B20的内部存储器由一个RAM(高速随机存取存储器)和一个掉电保护的电可擦除E2PRAM组成；E2PRAM用来放置低温度和高温度触发器TL、TH和结构寄存器[33]。 （4）配置寄存器 该字节各位的意义如下：
表3.3 配置寄存器结构
TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是\，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式,在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动,R1和R0用来设置分辨率[26,27]，如
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下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）
表3.4 温度分辨率设置表
R1 0 0 1 1
R0 0 1 0 1 分辨率 9位 10位 11位 12位 温度最大转换时间 93.75ms 187.5ms 375ms 750ms 3.1.3 TFTLCD介绍
本设计采用TFT-LCD模块。TFT-LCD是现在现代信息时代的最佳选择。现代的液晶显示功能已经渗透到各行各业当中，生活中最为常见的就是我们的手机，其它比如电脑、平板、MP3、MP4、各种家用设备。液晶屏的出现，拉近了人与机器的距离，让人与机器之间可以沟通交流。
TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器[19]。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。
该模块有如下特点：
1，2.4’/2.8’/3.5’3种大小的屏幕可选。 2，320×240的分辨率（3.5’分辨率为:320*480）。 3，16位真彩显示。
4，自带触摸屏，可以用来作为控制输入。
本设计使用2.8英寸TFT-LCD模块，分辨率240*320，16位并口，带触摸功能，可以将系统所需要的所有按键集成到TFT上。该模块的外观图如图3-7所示：
图3.7 2.8寸TFTLCD外观图
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