STM32F103RBT电热恒温箱测控系统的设计

基于STM32F103RBT6电热恒温箱测控系统的设计摘要温度是工业控制中主要的被控参数之一，在工业控制领域，温度控制的应用非常广泛，控制精度的高低直接影响到产品的质量及使用寿命，研究和设计高性能的温度控制系统具有非常重要的意义。

为保证恒温质量，本设计从低耗能、控制温度精度出发，主控部分采用的是以ARM的温度测量系统STM32F103系列的设计。

而STM32是ARM的的Cortex-M3 CPU的内核,也是首款基于ARMv7-M体系结构的32位标准处理器,具有低功耗、少门数、短中断延迟、低调试成本、测温精度高等优点。

实现了以STM32F103微控制器为核心的电热恒温箱测控系统的硬件设计和软件设计,并配合外围器件组成一个恒温箱测控系统。

硬件方面采用了ST公司的STM32F103作为系统的主控芯片,温度测量系统采用单线式温度传感器DS18B20、将采集温度值通过LCD1602显示器显示、由键盘进行温度值设定、同时利用固态继电器构建开关功放调节加热器工作状态,并配置报警系统模块等能够同PC机进行串口通信,同时通过nRF24L01无线模块将测量值远距离传输至液晶显示屏1602显示，实现了对粮仓温度值的实时监控，解决了监控室离工作现场较远的问题。

整个测控模块具有体积小、精度高、处理能力强等特点。

软件方面使用ST公司官方提供的固件库进行底层驱动设计,实现串口、温度等驱动程序，实现本地或远程控制,以及安全报警等基本功能。

关键词电热恒温箱，STM32F103芯片，温度控制Based on STM32F103RBT6 electric heat of the measure and control system in the constant temperature box designAbstractTemperature is the main accused in the industrial control one of the parameters, in the field of industrial control, temperature control is used widely, control precision will directly affect the quality of products and service, research and design of high performance of the temperature control system has very important significance.In order to ensure the quality of the design of constant temperature, low energy consumption, high accuracy of temperature control from the start, the main control part is used in the temperature measurement system with ARM STM32F103 series design.While the STM32 ARM Cortex-M3 CPU kernel, it is the first system structure based on ARMv7-M 32 standard processors, with low power consumption, less the number of gates, short interruption delay, low cost, high precision of temperature adjustment.In order to realize the STM32F103 microcontroller as the core of the electric thermostat control system hardware design and software design, and with peripheral devices composed of a thermostatcontrol system.Hardware using ST's STM32F103 system as the main control chip, temperature measurement system using single line type temperature sensor DS18B20, will collect the temperature value through the LCD1602 display, a keyboard, temperature setting and using solid state relay switch power construction put regulating heater working state, and the configuration of alarm system module can be the same as the PC machine serial communication, and through nRF24L01 wireless module of measured transmission to 1602 LCD display, realize the granary temperature real-time monitoring, solves the control room from the worksite farther problems.The control module has the advantages of small volume, high precision, strong processing ability and other characteristics.The software using the ST official firmware library driver design, serial, temperature and other driver, to achieve local or remote control, and security alarm and other basic functions.Key words electric heating constant temperature box, STM32F103 chip, temperature control1绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2课题的提出及研究的意义 (1)1.3本文的设计思路及预期结果 (2)1.3.1本文设计思路 (2)1.3.2 预期结果 (3)2 粮仓温度监测系统总体方案设计 (4)2.1 系统功能的定义和描述 (4)2.2 硬件电路的设计 (4)2.3 系统主要单元的选择与论证 ..................................................... 错误！未定义书签。

2.3.1 主控芯片的选择与论证 .................................................. 错误！未定义书签。

2.3.2 温度传感器的选取 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.3.3 液晶显示器的选取与论证 .............................................. 错误！未定义书签。

2.3.4无线传输模块的选取 ....................................................... 错误！未定义书签。

2.4 各硬件电路模块的设计及I/O口说明...................................... 错误！未定义书签。

2.4.2 液晶显示器LCD1602的设计 ........................................ 错误！未定义书签。

2.4.3 nRF24L01无线收发模块的设计.................................. 错误！未定义书签。

2.4.5 按键的设计 ...................................................................... 错误！未定义书签。

2.4.6 蜂鸣器报警电路的设计 .................................................. 错误！未定义书签。

2.5 测控工作总说明 ......................................................................... 错误！未定义书签。

2.6 电路原理图及PCB板的设计 ................................................... 错误！未定义书签。

2.6.1微控制器电路 ................................................................... 错误！未定义书签。

2.6.2 PCB板设计 ...................................................................... 错误！未定义书签。

3控制模块软件设计与接口配置 ............................................................. 错误！未定义书签。

3.1 软件设计 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.1编译工具 ........................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2库函数 ............................................................................... 错误！未定义书签。