基于stm32f103的仓库值守报警系统设计与实现(附件)【字数：9473】
摘 要本课题以“基于STM32F103的仓库值守报警系统设计与实现”作为研究内容，选用了STM32微处理器作为主控核心部分，设计了一种仓库值守报警控制系统，实现对了仓库内的烟雾浓度值以及温度值等数据进行检测并且当数值出现异常时进行报警等功能，本课题对这款仓库值守报警控制系统进行了软硬件系统的多角度设计。在硬件系统设计方面，这种类型的仓库值守报警控制系统以STM32微处理器最小系统作为核心，结合了LCD1602液晶显示电路、环境温度采集电路、ADC0832模数转换电路、烟雾气体浓度检测电路和蜂鸣器报警电路等一系列电路，通过电路之间的完美对接，构建成了这款仓库值守报警控制系统的硬件电路架构。本论文还实现了对这种型号的仓库值守报警控制系统的运行测试，将这款系统进行长时间工作，行使各项功能后，系统表现出了应有的现象，将各项数据进行记录后进行总结梳理，各项数据指标符合设计要求。
目录
一、 引言 1
（一） 仓库值守报警系统的发展背景 1
（二） 选题意义 1
（三） 仓库值守报警系统的国内外发展现状 1
（四） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 仓库值守报警系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） DS18B20温度检测器简介 4
（五） ADC0832转换器简介 5
（六） MQ2烟雾气体传感器简介 5
（七） 有源蜂鸣器简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 温度检测电路设计 8
（四） 烟雾气体浓度检测电路设计 9
（五） 蜂鸣器报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 仓库值守报警系统的主程序流程设计 11
（二） 显示屏驱动子程序流程设计 12
（三） 检测温度子程序设计 13
（四） 烟雾检测子程序流程设计 15
（五） 报警声输出子程序设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
6
五、 实物制作与安装 18
（一） 实物制作 18
（二） 实物调试 19
总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
仓库值守报警系统的发展背景
本文以仓库值守报警系统作为研究目标，提出了“基于STM32F103的仓库值守报警系统设计与实现”的课题，通过多个不同层面的设计，将使得最终设计结果符合每一项初期功能需求，在对这款系统进行设计之前，这里首先需要对其发展背景进行详细的介绍，根据时间进展脉络，首先需要说的是出现在市面上最早的一种仓库值守报警控制系统，如果依照实现的指标功能来看，因为该类型的仓库值守报警系统功能太少，另外它的里面实现方案以模拟电子为主，过于单一的架构和运行效果使得它尚不能够被称作是一种电子系统，而随着技术水平的不断提升，在上世纪七八十年代前后，丰富的主控微处理器进入市面，研发人员察觉到通过这种新型的微处理器可以实现对仓库值守报警系统的操控，由此该全面数字型的仓库值守报警控制系统正式进入市场，开启了智能型仓库值守报警系统的雏形局面，随着微处理器技术的巨大发展，以及在民用领域人们对仓库值守报警系统日益增长的期望，设计者将目光转向了主控处理器等外形的低成本微处理器，民用领域无需考虑恶劣的工作环境，所以控制器芯片能够实现对仓库值守报警系统灵活的控制，更关键的是，通过微处理器芯片等微处理器的操控，能够实现更多的复杂功能，这是PLC所无法实现的，在成本方面，由于主控处理器的成本要远远低于可编程控制器，因此由微处理器控制实现的仓库值守报警系统价格是低廉的，在被推向市面后，迅速赢得了大量的用户。未来必将是电子技术占领工业领域，在这种发展背景下，仓库值守报警系统的发展得到了重要的推动作用，在不同的历史阶段，研发人员往往持续的尝试用最新技术来达成更高端的仓库值守报警系统。
选题意义
本课题涉及到大学期间所学的单片机课程、电子技术课程、模拟电路技术、PCB制图以及电路焊接等知识，因此本课题是对大学期间所学知识的一个总结。由于本课题采用了STM32单片机作为主控核心并且以集成度极高的MQ型传感器作为检测模块，不但能够降低总体的系统成本，又能使系统手持化。
仓库值守报警系统的国内外发展现状
如今国内外早已有多家研发企业能够研发出具备高性能的仓库值守报警系统，并且也已经将它进行了大量生产，而构建研究高端级别仓库值守报警系统的核心技术仅仅掌握在个别研发企业中，另外一些研发机构为了尽早具备这些关键技术，不得不投入更多的精力拉进行技术攻坚，大部分研发厂家开始全部采用以ARM内核作为核心的微处理器来当作仓库值守报警系统的主控，因为这在一定程度上保证了仓库值守报警系统最后展现给使用者的高级体验，对于大量数据的计算能力是保证仓库值守报警系统工作性能的关键，所以过去的八位或者十六位微处理器基本上已经不再具有更多的市场价值，仓库值守报警系统的发展在朝着高速化、高度智能化和嵌入式化方向发展。
本文主要研究内容
这次论文以“基于STM32F103的仓库值守报警系统设计与实现”作为研究课题，选用了意法半导体公司设计的STM32微处理器来担任驱动控制部分，通过这种类型的具备八位数据运算能力的微处理器，实现了对参数显示电路、环境温度采集电路、ADC0832转换器电路、MQ2传感器电路和报警信号生成电路的控制，本章须要对这款系统的研发内容进行制定，结合所有的预期功能指标需求，确立了下列设计内容：
1、实现STM32微处理器对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、实现温度检测电路的设计，通过STM32微处理器的控制，能够实现对温度数据的快速采集；
3、配置ADC0832模数转换器电路，能够在STM32微处理器的驱动控制下，实现对模拟电压信号的采集，并且能以较快的速度实现对采集结果的转换处理；
4、能够通过MQ2高性能传感器的配置实现对周围空气中烟雾气体的实时感应并且将检测值转换为电信号进行输出；
5、配置有源蜂鸣器驱动电路，使得STM32微处理器能够通过GPIO管脚输出电平信号来实现对蜂鸣器的启闭控制，实现报警信号的输出；
方案设计及元器件选择
仓库值守报警系统的方案设计
目录
一、 引言 1
（一） 仓库值守报警系统的发展背景 1
（二） 选题意义 1
（三） 仓库值守报警系统的国内外发展现状 1
（四） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 仓库值守报警系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） DS18B20温度检测器简介 4
（五） ADC0832转换器简介 5
（六） MQ2烟雾气体传感器简介 5
（七） 有源蜂鸣器简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 温度检测电路设计 8
（四） 烟雾气体浓度检测电路设计 9
（五） 蜂鸣器报警电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 仓库值守报警系统的主程序流程设计 11
（二） 显示屏驱动子程序流程设计 12
（三） 检测温度子程序设计 13
（四） 烟雾检测子程序流程设计 15
（五） 报警声输出子程序设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
6
五、 实物制作与安装 18
（一） 实物制作 18
（二） 实物调试 19
总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
仓库值守报警系统的发展背景
本文以仓库值守报警系统作为研究目标，提出了“基于STM32F103的仓库值守报警系统设计与实现”的课题，通过多个不同层面的设计，将使得最终设计结果符合每一项初期功能需求，在对这款系统进行设计之前，这里首先需要对其发展背景进行详细的介绍，根据时间进展脉络，首先需要说的是出现在市面上最早的一种仓库值守报警控制系统，如果依照实现的指标功能来看，因为该类型的仓库值守报警系统功能太少，另外它的里面实现方案以模拟电子为主，过于单一的架构和运行效果使得它尚不能够被称作是一种电子系统，而随着技术水平的不断提升，在上世纪七八十年代前后，丰富的主控微处理器进入市面，研发人员察觉到通过这种新型的微处理器可以实现对仓库值守报警系统的操控，由此该全面数字型的仓库值守报警控制系统正式进入市场，开启了智能型仓库值守报警系统的雏形局面，随着微处理器技术的巨大发展，以及在民用领域人们对仓库值守报警系统日益增长的期望，设计者将目光转向了主控处理器等外形的低成本微处理器，民用领域无需考虑恶劣的工作环境，所以控制器芯片能够实现对仓库值守报警系统灵活的控制，更关键的是，通过微处理器芯片等微处理器的操控，能够实现更多的复杂功能，这是PLC所无法实现的，在成本方面，由于主控处理器的成本要远远低于可编程控制器，因此由微处理器控制实现的仓库值守报警系统价格是低廉的，在被推向市面后，迅速赢得了大量的用户。未来必将是电子技术占领工业领域，在这种发展背景下，仓库值守报警系统的发展得到了重要的推动作用，在不同的历史阶段，研发人员往往持续的尝试用最新技术来达成更高端的仓库值守报警系统。
选题意义
本课题涉及到大学期间所学的单片机课程、电子技术课程、模拟电路技术、PCB制图以及电路焊接等知识，因此本课题是对大学期间所学知识的一个总结。由于本课题采用了STM32单片机作为主控核心并且以集成度极高的MQ型传感器作为检测模块，不但能够降低总体的系统成本，又能使系统手持化。
仓库值守报警系统的国内外发展现状
如今国内外早已有多家研发企业能够研发出具备高性能的仓库值守报警系统，并且也已经将它进行了大量生产，而构建研究高端级别仓库值守报警系统的核心技术仅仅掌握在个别研发企业中，另外一些研发机构为了尽早具备这些关键技术，不得不投入更多的精力拉进行技术攻坚，大部分研发厂家开始全部采用以ARM内核作为核心的微处理器来当作仓库值守报警系统的主控，因为这在一定程度上保证了仓库值守报警系统最后展现给使用者的高级体验，对于大量数据的计算能力是保证仓库值守报警系统工作性能的关键，所以过去的八位或者十六位微处理器基本上已经不再具有更多的市场价值，仓库值守报警系统的发展在朝着高速化、高度智能化和嵌入式化方向发展。
本文主要研究内容
这次论文以“基于STM32F103的仓库值守报警系统设计与实现”作为研究课题，选用了意法半导体公司设计的STM32微处理器来担任驱动控制部分，通过这种类型的具备八位数据运算能力的微处理器，实现了对参数显示电路、环境温度采集电路、ADC0832转换器电路、MQ2传感器电路和报警信号生成电路的控制，本章须要对这款系统的研发内容进行制定，结合所有的预期功能指标需求，确立了下列设计内容：
1、实现STM32微处理器对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、实现温度检测电路的设计，通过STM32微处理器的控制，能够实现对温度数据的快速采集；
3、配置ADC0832模数转换器电路，能够在STM32微处理器的驱动控制下，实现对模拟电压信号的采集，并且能以较快的速度实现对采集结果的转换处理；
4、能够通过MQ2高性能传感器的配置实现对周围空气中烟雾气体的实时感应并且将检测值转换为电信号进行输出；
5、配置有源蜂鸣器驱动电路，使得STM32微处理器能够通过GPIO管脚输出电平信号来实现对蜂鸣器的启闭控制，实现报警信号的输出；
方案设计及元器件选择
仓库值守报警系统的方案设计
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