基于STM32的室内温度控制系统(5)

2019-03-09 15:50

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流程图如图3.3所示。 3.4 按键子程序

在本设计中利用键盘设置温度阈值阈值。按键子程序程序设计如下:首先进行按键I/O口初始化即配置STM32单片机I/O口,其次调用按键扫描函数,如果有相应的按键按下,则执行相应的动作,最后结束按键子程序。

按键一般都存在抖动问题,为了去抖动采用软件方法,它是在检测到有键按下时,执行一个10ms的延时程序后,再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平,如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态,从而消除了抖动影响。按键检测子程序流程图如图3.4所示。

开始按键I/O口初始化配置输入I/O口按键扫描函数按键消抖结束 图3.4 按键流程图

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4 系统调试

由于温度控制系统有几个部分组成,需要由现象来进行调试,采用排除法和替换法综合找到问题,通过分析现象的原因来解决问题,所以系统调试是由局部到整体,由硬件到软件再到软硬件联合调试的过程。首先是搭建电路,并编写各模块软件程序,调通各单独模块。保证各单独模块均正常工作时,再将各模块放一个系统中让其都能正常工作。通过在调试的途中发现问题、解决问题,而达到系统稳定、高效工作的目的。 4.1 硬件调试

其调试步骤如下:

(1) 首先借助proteus、multisim将电源等基础电路仿真出来,确定达到各指标后,再在电路板上展开焊接工作。

(2) 当上述步骤完成后,再对比电路图检查连接是否正确,同时利用万用表检测各焊点之间导通情况,尤其要注意电源正负极连接是否正确。当确保连接都正常时再接通电源,检测各模块供电电压是否正常,同时用手轻轻触摸各模块,检查是否有芯片发热等异常情况。如出现异常应该及时断电,设法找到故障原因并排除故障。

(3) 当上述步骤完成后,接通电源,让电路各模块运转起来,然后各模块逐个检查看是否正常工作,最后再整体测试,看整个电路是否正常。

通过以上几个步骤完成对硬件的检查确保硬件电路正确无误为后续软件调试打下良好基础。 4.2 软件调试

软件调试就是将各模块的的程序跟硬件结合起来,通过调试让各模块成功实现其功能。具体如下:

(1)开发工具:MDK KEIL、串口助手、、FlyMcu下载软件、CH340串口。 (2)设计中软件调试过程如下:

a.在keil开发环境中编写各模块底层驱动。

b利用FlyMcu下载软件、CH340串口将程序烧写到处理器中。 c借助串口助手观察数据、分析数据。

d如遇到问题,通过修改程序,不断重复2、3过程直到所有模块正常为止。 4.3 联合调试

联合调试目的:将所有模块都集合到一起,通过调试让其都能正常工作,最终达到设计所要实现的功能为止。

其过程如下:

(1)将温度采集模块、单片机STM32最小系统模块、按键模块以及显示模块均组合到一起,通过调试让其都能正常运转。如若发现有问题则需要分模块调试。

(2)加入电机驱动模块,分别调节(1)各模块和电机驱动模块。 (4)向电机驱动模块加电机和风机片。 (5)在室内环境下进行系统测试,测试其平衡性与稳定性,并对所出现的问题对参数进行调整。 4.4 故障分析

设计最开始传感器DS18B20每次初始化时LCD液晶都没有显示数据,通过调试发现是因为DS18B20DE的引脚插反。经过纠正后能正常显示,但是显示的字符有问题,不能显示摄氏度单位符号“℃”,经过修改主函数程序才能够成功显示,是因为调用字符串显示函数时少了一个空格符号。室内对系统的稳定性测试时,由于系统没有进行实物焊接,而是用杜邦线连接外围器件,正常该方向不会有问题,但是由于粗心可能导致杜邦线松动,从而导致DS18B20读出数据有问题,或者电机

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没有转动。不过这一切只是推测,具体需要对传感器数据和同事现象分析。DS18B20读出的数据如表4.1所示。

表4.1 DS18B20读出的数据与实际温度比较

实际温度

测量温度

0

7.2 14.3 21.1 28.5 35.3 42.4

0 7 14 21 28 35 42

通过数据表格我们可以发现系统测得温度与实际温度存在一度的误差,原因是因为DS18B20对一度温度变化不太敏感我们只对温度整数部分进行了显示而未显示小数部分造成的。由于我们对室内温度进行调节温度要求不高不要求精确测量。理论上温度能够误差能够控制在-0.05度到0.05度范围内。

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5 总结与展望

5.1 总结

本设计介绍了基于STM32单片机的温度控制系统的设计内容,对整个硬件电路设计和软件程序设计做了分析。主要完成的工作有:硬件电路图的设计、软件的编程以及硬件的制作。

系统以STM32为核心进行系统设计,采用DS18B20芯片完成对温度采集,并将采集的温度转换为数字量传送给单片机进行分析和处理,采用L298N与单片机相连接,从而控制风机的转动,以达到降温的目的。采用TFTLCD液晶显示屏对检测到的温度和设定的温度进行显示。

在设计制作的过程中遇到了不少问题,但是在不断的检测与调整下得到了解决。但由于我个人缺乏对STM32单片机开发的经验以及制作时间有限,使本次设计仍存在缺陷,比如当温度低于设定的温度值时要进行升温操作,但是在这次设计中没有实现。 5.2 展望

其实写完了本篇论文,也仅仅是对温度控制系统做出了一个简单的设计方案,温度控制器应用在很多领域,在一些人不能直接进入的场所,利用单片机控制的温度控制器,可以设置并控制其中的温度,温度控制器利用在温室中,这样就可以方便的控制温室中的温度。我相信在不久的将来温度控制系统肯定会广泛地应用在我们的日常生活及工农业生产中,这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,让温度控制更好的服务于整个社会和人们的生活。总之基于单片机的温度控制器利用在很多领域。本课题只是单片机温度控制系统的一种设计方法。

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致谢

本次设计是在梁老师的悉心指导下完成的。从选择课题到开题报告,从方案选择到具体的设计和调试,从写作提纲到一遍一遍地指出每稿中的具体问题,严格把关,循循善诱,在此我对梁老师表示衷心的感谢。同时,老师严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德,平易近人的人格魅力对本人影响深远。在写论文的过程中,遇到了很多的问题,在老师的耐心指导下,问题都得以解决。所以在此,再次对老师道一声:老师,谢谢您!

同时也要感谢在这次设计中对我提供帮助的同学们,谢谢你们对我不要其烦的讲解与指导,让我可以顺利的完成此次的设计。

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