基于STM32F103C8T6的温度传感器应用及代码实现

只看该作者 · 2024-10-12 08:08

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，具有出色的性能和丰富的外设接口，非常适合用于嵌入式开发。本文将以温度传感器为例，介绍STM32F103C8T6的应用，具体包括如何使用I2C接口与温度传感器进行通信，并通过串口将数据输出。

STM32F103C8T6 简介STM32F103C8T6是一款典型的低功耗、高性能的微控制器，内置Flash和SRAM存储，支持丰富的外设如I2C、SPI、UART、ADC等，广泛应用于工业控制、消费电子和智能设备等领域。

实现功能我们将使用I2C接口读取外部温度传感器的数据，并通过UART串口输出到上位机进行调试。硬件连接上，使用常见的I2C温度传感器如LM75，其特点是能够快速精确地测量温度。

硬件连接

STM32F103C8T6 MCU
LM75温度传感器
UART串口与PC连接

I2C的SCL和SDA连接到STM32的相应I2C引脚，UART连接到PC，通过串口调试助手接收温度数据。

软件开发环境

开发工具：Keil uVision 5
编程语言：C语言
固件库：STM32 HAL库

代码实现1. I2C 初始化与温度读取

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#include "stm32f1xx_hal.h"

#include "i2c.h"

#include "usart.h"



// LM75 I2C地址

#define LM75_ADDR 0x90



// I2C读取温度函数

float Read_Temperature(void)

{

    uint8_t temp_data[2];

    int16_t temp;

    HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, LM75_ADDR, temp_data, 2, HAL_MAX_DELAY);

    temp = (temp_data[0] << 8) | temp_data[1];

    return (float)temp / 256.0;

}



int main(void)

{

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    MX_I2C1_Init();

    MX_USART1_UART_Init();

    

    while (1)

    {

        float temperature = Read_Temperature(); // 读取温度

        char buffer[50];

        sprintf(buffer, "Temperature: %.2f C\r\n", temperature);

        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer), HAL_MAX_DELAY);

        HAL_Delay(1000); // 每秒输出一次温度

    }

}

2. 串口初始化代码

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void MX_USART1_UART_Init(void)

{

    huart1.Instance = USART1;

    huart1.Init.BaudRate = 9600;

    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;

    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;

    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;

    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;

    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;

    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;

    if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}

3. I2C初始化代码

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void MX_I2C1_Init(void)

{

    hi2c1.Instance = I2C1;

    hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;

    hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;

    hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;

    hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;

    hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;

    hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;

    hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;

    hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;

    if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}

4. 系统时钟配置

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void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;

    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

                                |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;



    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}

代码说明

I2C通信：使用STM32 HAL库的I2C接口与LM75温度传感器进行数据通信。通过调用HAL_I2C_Master_Receive函数读取温度传感器的数据，处理后转换为摄氏度。
UART串口通信：通过HAL_UART_Transmit将温度数据通过串口发送到PC，以便在串口调试工具上显示温度。
系统时钟配置：为确保I2C和UART通信的时序，正确配置系统时钟是至关重要的。
代码结构：主循环中每隔1秒读取温度传感器的温度值，并通过串口输出。

功能扩展