实验整体介绍目录实验整体介绍一、实验硬件清单二、硬件接线原理图与接线说明引脚对应接线硬件接线图零散器件实拍图三、Arduino IDE 软件配置步骤1. 依赖库完整安装2. 完整工程代码3. 程序分段调试步骤四、实验现象与完整功能说明1. 上电开机动画流程2. 常态显示功能温度 ≤ 30℃3. 超温报警功能温度 30°C4. 故障容错功能本次实验基于 Arduino Nano 主控采用 DS18B20 单总线温度传感器采集环境温度设定报警阈值 30℃当检测温度超过 30℃ 时有源蜂鸣器间歇鸣响OLED 屏幕同步弹出高温警告文字温度低于阈值则蜂鸣器停止工作仅正常展示基础信息。OLED 屏幕上电自带开机动画稳定后固定显示学号、姓名、实时摄氏温度超温时新增警示提示文字整体带开机动画、传感器故障容错、串口调试功能。一、实验硬件清单主控Arduino Nano 开发板显示模块0.96 寸 I2C OLED 屏幕4 针GND、VDD、SCK、SDA温度传感器DS18B20 单总线测温模块VCC、DQ、GND发声模块有源蜂鸣器模块 HW-508辅助配件面包板、杜邦线若干、USB 数据线、220 Ω 限流电阻备用二、硬件接线原理图与接线说明引脚对应接线模块引脚/信号连接至 Arduino NanoOLED 屏幕 (I2C 通信)GNDGNDVDD5VSCKA5 (硬件 SCL)SDAA4 (硬件 SDA)DS18B20 温度传感器VCC5VGNDGNDDQ (数据引脚)D2有源蜂鸣器信号正极D3负极GND硬件接线图零散器件实拍图三、Arduino IDE 软件配置步骤1. 依赖库完整安装代码一共需要 4 类官方库全部通过「项目 - 加载库 - 添加 .ZIP 库」导入 IDEOLED 屏幕驱动Adafruit SSD1306、Adafruit GFX Library屏幕文字、图形绘制核心库单总线驱动OneWireDS18B20 通讯底层库温度传感器库DallasTemperature读取 DS18B20 温度专用封装库注意缺少任意一个库都会直接编译报错必须全部安装完成。2. 完整工程代码#includeWire.h#includeAdafruit_GFX.h#includeAdafruit_SSD1306.h#includeOneWire.h#includeDallasTemperature.h#defineSCREEN_WIDTH128#defineSCREEN_HEIGHT64#defineOLED_RESET-1#defineBUZZER_PIN3#defineTEMP_THRESHOLD30Adafruit_SSD1306display(SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT,Wire,OLED_RESET);#defineONE_WIRE_BUS2OneWireoneWire(ONE_WIRE_BUS);DallasTemperaturesensors(oneWire);constString studentID2506034237;constString studentNameZhangliuYue;// 开机动画函数voidshowStartupAnimation(){display.clearDisplay();for(intySCREEN_HEIGHT;y0;y-4){display.clearDisplay();display.fillRect(0,y,SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT-y,SSD1306_WHITE);display.display();delay(20);}display.clearDisplay();display.setTextSize(2);display.setTextColor(SSD1306_WHITE);display.setCursor(20,20);display.println(Welcome);display.display();delay(1000);for(intsize3;size1;size--){display.clearDisplay();display.setTextSize(size);display.setCursor(10,20);display.println(Loading...);display.display();delay(300);}display.clearDisplay();display.setTextSize(1);display.setCursor(0,0);display.println(System Initializing);for(inti0;iSCREEN_WIDTH;i5){display.drawRect(0,20,SCREEN_WIDTH,10,SSD1306_WHITE);display.fillRect(0,20,i,10,SSD1306_WHITE);display.display();delay(50);}delay(500);}// 屏幕信息打印函数voiddisplayInfo(floattemperature){display.clearDisplay();display.setTextSize(1);display.setCursor(0,0);display.print(ID: );display.println(studentID);display.setCursor(0,16);display.print(Name: );display.println(studentName);display.setCursor(0,32);display.print(Temp: );display.print(temperature);display.println( C);if(temperatureTEMP_THRESHOLD){display.setCursor(0,48);display.print(WARNING! High Temp!);}display.display();}voidsetup(){Serial.begin(9600);// OLED 初始化地址 0x3Cif(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC,0x3C)){Serial.println(F(SSD1306 allocation failed));for(;;);}showStartupAnimation();sensors.begin();pinMode(BUZZER_PIN,OUTPUT);digitalWrite(BUZZER_PIN,LOW);// 开机强制静音}voidloop(){sensors.requestTemperatures();floattempCsensors.getTempCByIndex(0);// 传感器断线/读取异常容错处理if(tempCDEVICE_DISCONNECTED_C){digitalWrite(BUZZER_PIN,LOW);Serial.println(Error: Could not read temperature data);delay(1000);return;}// 常态蜂鸣器关闭超温短时触发蜂鸣digitalWrite(BUZZER_PIN,LOW);if(tempCTEMP_THRESHOLD){digitalWrite(BUZZER_PIN,HIGH);delay(100);digitalWrite(BUZZER_PIN,LOW);}displayInfo(tempC);delay(1000);}3. 程序分段调试步骤分段测试 1DS18B20 单独调试只保留 OneWire、DallasTemperature 库代码串口循环打印温度确认传感器数据正常读取排查接线虚接、供电问题分段测试 2OLED 屏幕单独调试运行开机动画 基础文字打印代码验证 I2C 通信、屏幕地址 0x3C 匹配分段测试 3蜂鸣器 I/O 口测试单独控制 D3 引脚高低电平切换确认发声模块正负极接线无误整体整合合并全部模块代码增加温度阈值判断逻辑、传感器异常容错完成完整温度报警联动系统。四、实验现象与完整功能说明1. 上电开机动画流程设备通电后 OLED 自动播放分层动画下拉白屏欢迎界面 → 缩放 Loading 文字 → 加载进度条动画结束后进入正常监测界面。2. 常态显示功能温度 ≤ 30℃屏幕固定三行文字第一行ID: 2506034237第二行Name: zhangliuyue第三行Temp: 实时温度数值蜂鸣器持续保持关闭静音状态串口每秒输出当前温度。3. 超温报警功能温度 30°C硬件蜂鸣器每 1 秒间歇鸣响 100 ms屏幕第四行新增红色提示文字WARNING! High Temp!高温警告串口同步打印实时温度方便记录测温数据。4. 故障容错功能若 DS18B20 接线脱落、供电异常温度读取数值为错误值程序自动关闭蜂鸣器串口打印报错信息避免无意义报警。