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STM32+Proteus+DS18B20数码管仿真实验

news 来源：原创 2025/5/15 4:45:51

1. 实验准备

  • 硬件方面：
    • 了解 STM32 单片机的基本原理和使用方法，本实验可选用常见的 STM32F103 系列。
    • 熟悉 DS18B20 温度传感器的工作原理和通信协议（单总线协议）。
    • 数码管可选用共阴极或共阳极数码管，用于显示温度值。
  • 软件方面：
    • 安装 Keil MDK 开发环境，用于编写和编译 STM32 的程序代码。
    • 安装 Proteus 仿真软件，用于搭建电路并进行仿真。

2. Proteus 电路搭建

  1. 打开 Proteus 软件：新建一个工程，在元件库中搜索并添加以下元件：
    • STM32F103R6：作为主控芯片。
    • DS18B20：温度传感器。
    • 7SEG-MPX4-CC：4 位共阴极数码管。
    • 电阻、电容等辅助元件。
  2. 连接电路：
    • DS18B20 连接：将 DS18B20 的 VDD 引脚连接到 3.3V 电源，GND 引脚接地，DQ 引脚连接到 STM32 的一个 GPIO 引脚（例如 PA0）。
    • 数码管连接：将数码管的段选引脚（a - g、dp）连接到 STM32 的一组 GPIO 引脚（例如 PB0 - PB7），位选引脚（COM1 - COM4）连接到另一组 GPIO 引脚（例如 PC0 - PC3）。
    • 电源和地：将 STM32 的 VDD 和 VSS 引脚分别连接到 3.3V 电源和地。

3. Keil MDK 代码编写

以下是一个

#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>// 定义 DS18B20 引脚
#define DS18B20_PORT GPIOA
#define DS18B20_PIN GPIO_Pin_0// 定义数码管段选和位选端口
#define SEG_PORT GPIOB
#define DIG_PORT GPIOC// 共阴极数码管段码表
const u8 SEG_CODE[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};// 延时函数
void Delay(__IO uint32_t nCount) {for (; nCount != 0; nCount--);
}// DS18B20 初始化
u8 DS18B20_Init(void) {u8 presence = 0;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;// 配置 DS18B20 引脚为推挽输出RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);// 拉低总线 480 - 960usGPIO_ResetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);Delay(500);// 释放总线GPIO_SetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);Delay(60);// 配置为浮空输入GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);// 检测存在脉冲if (!GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN)) {presence = 1;}Delay(480);return presence;
}// 向 DS18B20 写一个字节
void DS18B20_WriteByte(u8 dat) {u8 i;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;// 配置为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);for (i = 0; i < 8; i++) {GPIO_ResetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);Delay(2);if (dat & 0x01) {GPIO_SetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);} else {GPIO_ResetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);}Delay(60);GPIO_SetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);dat >>= 1;}
}// 从 DS18B20 读一个字节
u8 DS18B20_ReadByte(void) {u8 i, dat = 0;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;for (i = 0; i < 8; i++) {// 配置为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);GPIO_ResetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);Delay(2);GPIO_SetBits(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);// 配置为浮空输入GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);if (GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN)) {dat |= (0x01 << i);}Delay(60);}return dat;
}// 读取 DS18B20 温度值
float DS18B20_ReadTemp(void) {u8 LSB, MSB;short temp;float temperature;if (DS18B20_Init()) {DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过 ROM 操作DS18B20_WriteByte(0x44); // 启动温度转换Delay(750000); // 等待转换完成DS18B20_Init();DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过 ROM 操作DS18B20_WriteByte(0xBE); // 读取温度寄存器LSB = DS18B20_ReadByte();MSB = DS18B20_ReadByte();temp = (MSB << 8) | LSB;temperature = (float)temp / 16.0;} else {temperature = -1;}return temperature;
}// 数码管显示函数
void DisplayTemp(float temp) {u8 digit[4];u16 temp_int = (u16)(temp * 10);digit[0] = temp_int / 1000;digit[1] = (temp_int % 1000) / 100;digit[2] = (temp_int % 100) / 10;digit[3] = temp_int % 10;// 位选和段选for (int i = 0; i < 4; i++) {GPIO_ResetBits(DIG_PORT, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3);GPIO_SetBits(DIG_PORT, GPIO_Pin_0 << i);GPIO_Write(SEG_PORT, SEG_CODE[digit[i]]);Delay(1000);}
}int main(void) {float temperature;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;// 使能 GPIOB 和 GPIOC 时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);// 配置数码管段选引脚为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(SEG_PORT, &GPIO_InitStructure);// 配置数码管位选引脚为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;GPIO_Init(DIG_PORT, &GPIO_InitStructure);while (1) {temperature = DS18B20_ReadTemp();DisplayTemp(temperature);}
}

简单的示例代码，用于读取 DS18B20 的温度数据并显示在数码管上：

4. 代码编译

4. 代码编译和仿真

编译代码：在 Keil MDK 中，将上述代码保存为 .c 文件，进行编译，确保代码没有错误。

  1. 生成 hex 文件：在 Keil MDK 的项目选项中，配置生成 .hex 文件。
  2. 加载 hex 文件：在 Proteus 中，双击 STM32 芯片，在弹出的对话框中选择生成的 .hex 文件。
  3. 开始仿真：点击 Proteus 中的运行按钮，开始仿真。此时，数码管应该会显示 DS18B20 读取到的温度值。

5. 注意事项

  • 延时函数：在实际应用中，需要根据具体的系统时钟频率调整延时函数的参数，以确保 DS18B20 的通信正常。
  • 数码管驱动：数码管的驱动方式可以根据实际情况进行调整，例如使用动态扫描或静态显示。
  • 错误处理：在代码中添加适当的错误处理机制，以提高系统的稳定性。

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编程日记 2025/5/11 2:13:20

公然上线传销项目，Web3 的底线已经被无限突破

作者&#xff1a;Techub 热点速递 撰文&#xff1a;Yangz&#xff0c;Techub News 今天早些时候&#xff0c;OKX 将上线 PI 的消息在圈内引起轩然大波&#xff0c;对于上线被板上钉钉为传销盘子的「项目」 &#xff0c;Techub News 联系了 OKX 公关&#xff0c;但对方拒绝置评…...

编程日记 2025/5/15 3:47:30

SQL数据清理：去除字段值中的多余符号（Demo例子）

目录 前言1. 基础2. 进阶 前言 Excel中有大量不合法的符号&#xff0c;导入到系统之后&#xff0c;数据库有很多脏数据&#xff0c;对此下述展开sql的清洗教程 在数据库的文本字段中&#xff0c;可能会存在多余的逗号或符号&#xff0c;如,销售,, 或 二手车,销售,,这种情况 希…...

编程日记 2025/5/13 5:37:37

MongoDB 的使用场景

一、内容管理系统 1. 博客平台 文章内容、作者信息、标签、评论等数据结构多样&#xff0c;MongoDB 的无模式特性可轻松应对。比如 WordPress 等博客系统&#xff0c;使用 MongoDB 能灵活存储不同格式和长度的文章内容&#xff0c;以及与文章相关的各种元数据。 2. 新闻网站…...

编程日记 2025/5/14 21:39:46

STM32 RTC 实时时钟说明

目录 背景 RTC(实时时钟)和后备寄存器 32.768HZ 如何产生1S定时 RTC配置程序 第一次上电RTC配置 第1步、启用备用寄存器外设时钟和PWR外设时钟 第2步、使能RTC和备份寄存器访问 第3步、备份寄存器初始化 第4步、开启LSE 第5步、等待LSE启动后稳定状态 第6步、配置LSE为…...

编程日记 2025/5/12 22:22:24

微服务SpringCloud Alibaba组件nacos教程【详解naocs基础使用、服务中心配置、集群配置，附有案例+示例代码】

一.Nacos教程 文章目录 一.Nacos教程1.1 Nacos简介1.2 nacos基本使用直接下载打包服务源码方式启动 1.3 创建nacos客服端1.4 nacos集群配置1.5 nacos配置中心 1.1 Nacos简介 nacos是spring cloud alibaba生态中非常重要的一个组件&#xff0c;它有两个作用&#xff1a; 1:注册…...

编程日记 2025/5/11 4:20:52