基于STM32的室内温度控制系统

题目基于STM32的室内温度控制系统_______学生姓名李枝玲学号1213014137_____所在学院陕西理工学院____________专业班级电子信息工程________________ 指导教师梁芳____________________完成地点物理与电信工程实验室__________

2016 年5 月29 日

基于STM32的室内温度控制系统

李枝玲

（陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程专业电子1205班，陕西汉中723000）

指导教师：梁芳

[摘要] 本设计是以STM32单片机为核心的温度控制系统。采用DS18B20温度传感器实现对温度的采集，并用TFT液晶屏对温度进行显示。通过对元器件的选择，设计系统的硬件电路，从而设计相关应用程序，制作实物，实现温度采集、显示、控制等功能。结果表明，所设计的温度控制系统基本能够完成所需功能，并且具有测量精准高、实时性好、使用方便等特点。

[关键词] 温度控制；DS18B20；STM32单片机

Indoor temperature control system based on STM32

Zhiling Li

（Electronic information engineering, School of physics and telecommunication engineering,

Shaanxi University of T echnology,

Hanzhoung 723000, Shaanxi, 1205）

T utor: Fang Liang

Abstract This design is based on STM32 microcontroller as the core of the temperature control ing DS18B20 temperature sensor to achieve the temperature of the collection, the use of TFT LCD screen to display the temperature. the hardware circuit of the system is designed through the selection of components; So as to design the related application, make the object, realize the function of temperature acquisition, display, control and other functions.The results show that the designed temperature control system can basically complete the required functions, and has the characteristics of high precision, good real-time performance, easy to use, and so on.

Keywords temperature control；DS18B20；STM32 single chip microcompute

目录

绪论 (1)

1 系统总体设计 (2)

1.1系统功能要求 (2)

1.2系统方案论证 (2)

1.3系统设计框图 (2)

1.4 具体控制选择 (2)

1.4.1 控制器选择 (2)

1.4.2 温度传感器 (3)

2 硬件设计 (4)

2.1硬件构成 (4)

2.2 控制模块 (4)

2.2.1 STM32简介 (4)

2.2.2 STM32的主要优点 (5)

2.2.3 STM32开发板 (6)

2.3 最小系统设计 (7)

2.4 温度采集模块 (8)

2.4.1 DS18B20的介绍 (8)

2.4.2 DS18B20工作原理介绍 (8)

2.4.3 DS18B20使用中的注意事项 (9)

2.4.4 DS18B20与STM32单片机的连接电路 (9)

2.5 显示模块 (10)

2.5.1 TFTLCD液晶显示简介 (10)

2.5.2 ALIENTEK 2.8液晶简介 (10)

2.6 按键模块 (11)

2.7 电源模块 (12)

2.8 风机模块 (12)

3 系统软件设计 (13)

3.1 主程序 (13)

3.2 温度采集子程序 (14)

3.4 按键子程序 (16)

4 系统调试 (17)

4.1 硬件调试 (17)

4.2 软件调试 (17)

4.3 联合调试 (17)

4.4 故障分析 (17)

5 总结与展望 (19)

5.1 总结 (19)

5.2 展望 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

附录A 外文及翻译 (22)

原文 (22)

译文 (29)

附录B 系统电路图 (35)

附录C 实物图 (36)

附录D 程序清单 (37)

绪论

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。特别是在冶金、医药、食品制造和化学制造业等行业尤其显得重要。在适当的温度下生产的产品质量、产量和合格率会大大的提高。有些药品的生产和存储要在很低的温度下进行；石油分馏的过程中在不同的温度下才能分离出汽油、柴油、煤油、硫化物；食品的制造和存储也要在特定的温度下才能保证质量。在农业大棚蔬菜和室内圈养牲畜对于环境温度的要求也很高，大棚蔬菜的温度基本上要保证在20～30℃。鸡舍的育雏期温度要控制在36℃左右。随着社会生产力和科学技术的发展，工农业生产和生活中对于温度的要求会越来越高，因此能够检测温度变化的温度检测设备出现在人们的视线中。它能使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示温度变化情况，协助人们及时调整，让温度控制更好的服务于整个社会和人们的生活。

近年来随着电子信息技术的飞速发展，人类的生活发生了很大的变化，尤其是随着大规模集成电路的出现，微型计算机应运而生，让人类社会进入了一个崭新的时代。但是因为微型计算机成本较高，在很多工业控制中并不是最好的选择。所以单片机因为价格低廉、可靠性高，性能稳定以及独特的定时、计数功能而被广泛的应用在工业控制，工业生产，家用电器制造等方面，单片机的应用在不断的走向深处，在实时检测与自动控制的单片机应用系统中，单片机一般是用来做核心部件的，由具体的硬件结构与控制对象的特点，和软件相结合来加以完善[9]。

温度是表示物体冷热程度的物理量，工农业生产过程中温度是一个非常重要的参数。温度测量在产品生产，工业设计，能源节约中发挥到了关键性的作用。随着科学技术的进步和生产的需要，温度传感器不断更新和丰富起来。温度作为一个模拟量，如果采用合适的技术和元件，把模拟的温度量转化为数字量虽然说不难，但电路比较复杂，成本也太高。温度测量中测量温度是重点，本设计中单片机温度测量同样如此[11]。

温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。由于温度自身的一些特点，如惯性大、滞后现象严重、难以建立精确的数学模型等，传统的控制方式由于其控制精度不高、不能及时的跟踪对象特性变化等原因造成控制系统性能不佳。本设计基于这一点，选用具有高性能而又经济的STM32单片机作为控制器，所用算法为位置型PID控制算法，完成了对系统的设计[8]。本课题的设计方案具有可行性和一定的推广性，若能够应用于实际生产生活中，将会对提高企业自动化水平、降低生产成本、减轻工人劳动强度、提高生活质量等方面起到积极的促进作用。