基于stm32的室内温度控制系统设计与实现.docx

基于stm32的室内温度控制系统设计与实现摘要：随着社会的飞速进步，温度的测量和控制变得越来越重要；温度在人们的生活和工作上都发挥很重要的作用，在生活上，温度的变化会影响着人们的身体和情绪。不同的环境会有着不同的温度，对于每个人的影响都是不一样的。有些人会随着温度的变化产生不同的情绪，人会因为情绪对身体造成一定的伤害。人的基本情绪包括喜、怒、哀、惧。积极的情绪能够使人体健康，有利于身体成长。消极情绪会对人体的五脏六腑造成坏影响：如果长期处于消极情绪会不利于身体的生长。生理学家研究表示，合适的室内环境有利于人体健康。夏季时室内温度范围在22到28摄氏度，冬季时室内温度范围在16到24摄氏度。室内温度过低，会不利于人们的身体健康；室内温度过高，会使人的体温调节系统处于高负荷状态，容易患上疾病。在工作上，温度的变化会影响人们的工作效率和工作完成情况。在炎热或者是寒冷的环境下工作，人们的工作效率会大大降低；在舒适的环境下工作，人们的工作效率会大大提升。本设计采用以STM32单片机为主来开发室内温度控制系统，通过采用传感器收集室内温度，对收集的室内温度进行处理并通过ILI9341液晶屏显示。用户可以通过按键调节可控制的最高温度，来对室内温度进行定的控制。该系统具备温度采集、温度显示以及温度控制功能。关键词：温度控制，DTHll,slm32单片机，室内温度Designandimplementationofindrtemperaturecontrolsystembasedonstm32Abstractwiththerapidprogressofsociety,temperaturemeasurementandcontrolbecomemoreandmoreimportant;Temperatureplaysaveryimportantroleinpeople'slifeandwork.Inlife,thechangeoftemperaturewillaffectpeople'sbodyandmood.Differentenvironmentswillhavedifferenttemperatures,whichwillhavedifferenteffectsoneveryone.Somepeoplehavedifferentemotionsdependingonthetemperature,anddifferentemotionshavedifferenteffectsonthebody.People'sbasicemotionsincludejoy,anger,sorrowandfear.Positiveemotionskeepthebodyhealthyandconducivetophysicalgrowth.Negativeemotionscanhaveabadeffectonthebody,sinternalorgansjfyouareinanegativemoodforalongtime,itwilldoharmtothegrowthofyourbody.Physiologistsstudythattherightindoorenvironmentisgoodforhumanhealth.Indoortemperaturesrangefrom22to28degreesCelsiusinsummerand16to24degreesCelsiusinwinter.Indoortemperatureistoolow,willbebadforpeople'shealthjndoortemperatureistoohigh,canmaketheperson'sbodytemperatureregulationsystemisinthehighloadcondition,easytosufferfromdisease.Atwork,temperaturechangescanaffectpeople'sworkefficiencyandworkperfbrmance.Workinginhotorcoldenvironment,people,sworkefficiencywillbegreatlyreduced;Workinginacomfortableenvironment,people,sworkefficiencywillbegreatlyimproved.ThisdesignadoptsSTM32microcontrollerasthemaintodeveloptheindoortemperaturecontrolsystem,throughtheuseofsensorstocollectindoortemperature,thecollectedindoortemperatureprocessingandthroughtheIL19341LCDdisplay.Userscanpressthebuttontoadjustthemaximumtemperaturetocontroltheindoortemperature.Thesystemhasthefunctionsoftemperaturecollection,temperaturedisplayandtemperaturecontrol.Keywords:temperaturecontrol,DTH1l,stm32SCM,indoortemperature第1章绪论11.1 课题的背景分析11.2 课题研究的意义1第2章系统需求分析22.1 系统功能模块分析22.2 系统目标22.3 系统开发环境2第3章系统设计33.1 系统构成33.2 控制模块33.2.1 STM32简介43.2.2 STM32的主要优点43.3 温度采集模块43.3.1 DHTIl的介绍53.3.2 DHTIl的工作原理53.4 显示模块63.4.1 液晶显示器简介63.4.2 IL19341液晶简介63.5 风机模块73.6 按键模块8第4章系统实现94.1 系统实现分析94.2 主程序设计94.3 温度测量子程序104.4 温度显示子程序11第5章系统测试121.1.1 硬件测试121.1.2 软件测试125.2 实验现象135.3 故障分析135.4 测试分析14参考文献15结束语16致谢17第1章绪论11课题的背景分析温度是人们生活和工作中不可缺少的一个重要因素，没有了温度，人们的生活会变得很不方便。在工作上，温度在很多领域上都扮演着很重要的角色。比如，工业冶金方面需要温度的测量，才能判断金属的熔点。在医学方面，温度是一个好帮手，医生可以通过温度计来判断一个人是否发烧。在人们的生活中，不同的温度会影响的人们的身体和心情。人们在炎热的温度下，人们会变得很暴躁，不利于人们的工作和身体调养。在寒冷的温度下，人们身体会发生颤抖，很容易使人们发烧感冒。所以说，不同的温度对人们有着很大的影响。我国经济发展起来了，许多的智能家居被用于人们的生活中。人们更好地享受生活，往往会对温度特别重视。以前，人们进行降温都是使用扇子扇风或者是树下乘凉。现在不少家庭都有着风扇或者是空调，能帮助人们进行降温。在北方，还有暖气进行室内的升温，使得室内外温度相差极大。1.2课题研究的意义课题研究的意义主要是让生活在信息时代的学生，将所学知识应用于生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择、实现与完善。在实现系统的过程中，更好地提升自己的能力。第2章系统需求分析2.1 系统功能模块分析室内温度控制系统是一个通过DHTII传感器进行温度测量来控制电机进行降温的系统，该系统包含以下几个模块：(1)温度采集模块通过利用DHTIl传感器读取室内的温度(2)温度显示模块将通过DHTlI传感器测量的温度进行处理，通过处理的数据显示在显示屏屏幕上，同时显示设置好的最低温度和最高温度(3)温度控制模块用户可以通过按下按键Kl、K2来设置最高温度的数值，当室内温度大于最高温度时，电机则转动从而进行降温；当室内温度小于最高温度和最低温度时，电机则停止转动。系统功能模块图如图2-1所示。施JBKl示幅址，海盛控制核S图2-1系统功能模块图2.2 系统目标该系统是以STM32单片机为主来开发的系统，该系统主要开发的对象是生活水平不是很高的人们，通过该系统，可以让他们享受热冷舒适的生活。2.3 系统开发环境该系统采用KeilUViSion5软件配合STM32单片机及仿真器Fire-Debugger进行开发，Keil提供了一个可以编辑程序、编译程序、调试和仿真的开发环境，还提供丰富的库函数，方便开发时调用。在KeiI调试完后，可以通过仿真器下载到单片机开发板上运行。第3章系统设计3.1系统构成该系统有三个功能模块，分别是温度采集、温度显示、温度控制功能模块。不同的功能需要不同的元器件构成。温度采集模块需要DHTll传感器。温度显示模块需要ILI9341液晶屏。温度控制模块需要电机驱动模块。3.2控制模块该模块的主要任务是完成将DHTll温湿度传感器搜集的数据经过处理，处理后向执行温度显示模块的程序，将已处理的数据显示在屏幕上，并设定好最低温度和调控的最高温度。当用户通过按键调节最高温度大小时，可以通过判断改变电机的转动的状态。控制模块有五个GPIO端口，分别是GPK)A、GPIOB>GPIoC、GPIOD和GPIOE0其中，GPIOA有13个引脚，GPlOC有M个引脚，GPIoD、GPloB、GPIOE都有16个引脚。不同的GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成输入或输出模，输入模式可以分为四类。输出模式可以分两类，一类是通用输出，另一类是复用功能输出；不管是通用输出还是复用功能输出，都只有推挽输出模式和开漏输出模式。控制模块原理图如3-1图所示。st;xewsws就给.1 汇生通-c AsslsaNs= IKdiS器Sllxlg2lI=lsH=ls;ZIs:Fi¾lslsls”北KSTM32是高性能、低成本、低功耗、可载剪的嵌入式应用设计的嵌入式单片机。STM32按照性能来分类，可以分为极端低功耗系列、主流系列和高性能系列。不同的系列又有不同的型号，用户可以根据自己的需求选择不同系列的不同型号的STM32单片机来完成功能。STM32VET6单片机是一个三十二位的处理器，内核为CorteX713。内核和外设之间由四个驱动单元和四个被动单元连接。驱动单元可以理解为CPU部分，被动单元可以理解为外设。内核用ICOde读取指令来执行程序。驱动单元包括DCode总线、系统总线、DMA总线。DCode总线用来读取数。系统总线主要是访问外设的寄存器。DMA总线主要是用来传输数据。内部的闪存存储器是FlaSh,内部的SRAM是RAM;FSMC是静态的存储器控制器，通过FSMC,可以扩展内存。AHB到AHPB的桥是指从AHB总线延伸出来的两条APB2和APBl总线。STM32VET6单片机内置嵌套向量式中断控制器，可以处理多个中断屏蔽通道和优先级。该单片机有四个可同步运行的标准定时器和两个基本定时器以及两个高级定时器，每个定时器功能或多或少都是有差别的。3.2.2STM32的主要优点STM32的主要优点如下：(1)高性能、低成本、可载剪(2)易开发，有着方便调用的库函数(3)集成了十分丰富的接口，通信模块以及其余功能模块。(4)开发工具相当齐全，开发材料比较丰富。(5)可选择的型号非常多，实时性强。3.3温度采集模块该模