一、功能简介
题目拓展:基于单片机的多路温度控制的设计
基于单片机的恒温箱的设计
基于单片机的保温箱的设计
基于单片机的恒温孵化器的设计
项目编号:mcuclub-hj-002
单片机类型:STC89C52、STM32F103C8T6
具体功能:
1、通过三个DS18B20测量环境温度平均值,当温度不在设定的上下限值之内时,进行相应的加热制冷,并进行声光报警
2、通过按键设置温度上下限值,可以手动控制加热制冷、切换模式
3、通过显示屏显示数据
扩展功能:通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端,手机端可以设置温度上下限,并可以远程控制加热制冷、切换模式
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二、系统框图设计
本设计以单片机为核心控制器,加上其他模块一起组成此次设计的整个系统,其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器,其主要作用是获取输入部分的数据,经过内部处理,逻辑判断,最终控制输出部分。输入由三部分组成,第一部分是温度检测模块,通过该模块检测当前环境的温度;第二部分是按键模块,通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等;第三部分是供电模块,通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成,第一部分是显示模块,通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值;第二部分是继电器模块,通过两个继电器分别控制加热和制冷;第三部分是声光报警模块,当监测值不在设置的阈值内时进行声光报警。除此之外,蓝牙模块既作为输入又作为输出,蓝牙模块和手机进行连接,可以将监测的数据传输到用户手机端,用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图3.1所示。
三、软件流程设计
系统的主流程图如图所示。在主程序中:首先对各个模块进行初始化,随后进入while主循环,在主循环中,首先进入第一个函数按键函数,该函数主要分为两部分,第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值,第二部分通过键值进行相应的处理操作,包括切换界面、设置阈值等;紧接着进入第二个函数监测函数,该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值,并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端,用户也可以通过手机端发送指令,设备根据用户发送的指令执行对应的处理;紧接着进入第三个函数显示函数,该函数显示监测值及阈值;最后进入第四个函数处理函数,该函数主要判断当前温度是否在设置的阈值之内,如果温度大于设置的最大值,则声光报警,并且打开制冷继电器进行降温,如果温度小于设置的最小值,则声光报警,并且打开加热继电器进行加热,如果温度在设置的阈值之内,则取消声光报警,并关闭加热和制冷继电器。
四、51单片机实物展示
单片机型号:STC89C52
PCB板是嘉立创打板,板子颜色为绿色,两层板,厚度1.2,上下覆铜接地。元器件基本上为插针式,个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口:TYPE-C,5V电压,使用充电宝供电即可。
五、51单片机仿真展示
仿真软件版本:proteus8.9
电路连线方式:网络标号连线方式
注意:部分实物元器件仿真中没有,仿真中会用其他工作原理相似的元件代替,这样可能导致实物程序和仿真程序不一样
六、32单片机实物展示
单片机型号:STM32F103C8T6
PCB板是嘉立创打板,板子颜色为绿色,两层板,厚度1.2,上下覆铜接地。元器件基本上为插针式,个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口:TYPE-C,5V电压,使用充电宝供电即可。
七、原理图和PCB展示
软件版本:AD2013
电路连线方式:网络标号连线方式
八、部分程序展示
软件版本:keil5
逻辑程序和驱动程序分开,分布于main.c和其他.c文件
/****
*******处理函数
*****/
void Manage_function(void)
{
if(flag_display == 0) //测量界面
{
if(flag_mode == 0) //自动模式下
{
if(temp_value > temp_max*10) //温度大于设置最大值,制冷继电器闭合
{
RELAY_ZL = 0;
RELAY_JR = 1;
flag_alarm = 1;
}
else if(temp_value < temp_min*10) //温度小于设置最小值,加热继电器闭合
{
RELAY_ZL = 1;
RELAY_JR = 0;
flag_alarm = 1;
}
else //温度处于设置的上下限值之间,两个继电器断开
{
RELAY_ZL = 1;
RELAY_JR = 1;
flag_alarm = 0;
}
}
else //手动模式根据按键按下控制继电器
{
flag_alarm = 0;
if(flag_ctrl == 1)
{
RELAY_JR = 0;
RELAY_ZL = 1;
}
else if(flag_ctrl == 2)
{
RELAY_JR = 1;
RELAY_ZL = 0;
}
else
{
flag_ctrl = 0;
RELAY_JR = 1;
RELAY_ZL = 1;
}
}
if(flag_alarm == 1 && time_num %10 == 0) //如果温度有异常,声光报警
{
LED = ~LED;
BEEP = ~BEEP;
}
else if(flag_alarm == 0)
{
LED = 1;
BEEP = 1;
}
}
else //设置界面
{
LED = 1;
BEEP = 1;
RELAY_ZL = 1;
RELAY_JR = 1;
}
}