温控自动烘焙系统的研究与实现
温控自动烘焙系统的研究与实现
茶叶自动烘焙系统的研究与实现，研究了茶叶自动烘焙系统的基本原理和系统框图，通过温度检测模块，能实时检测三个不同温度数据，并将数据通过蓝牙模块传输到电脑。利用温度控制电路，采用PID算法、51单片机进行控制及数据处理，能精确实时控制温度。系统主要51单片机最小系统、蓝牙模块、温度传感模块、驱动显示电路、输出控制电路、电源电路、储存电路、报警电路和按键电路输出等组成。利用所设计出的茶叶自动烘焙系统，对烘焙中的茶叶采集温度，当时温度过高时能自动控制停止加温。此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时检测、控制。
关键词：温度检测，温度控制，PID算法，数据传输
Research and implementation of automatic tea baking system
Automatic tea baking system research and implementation introduces the automatic tea baking system basic principle and system block diagram.The system can real-time monitoring three different temperature data and transmits the data to a computer thought by Bluetooth module.The system is use the temperature control circuit and PID algorithm and 51 single-chip microcomputer control and data processing to accurately control the temperature. The system is mainly composed of 51 single chip microcomputer system, Bluetooth module, temperature sensor module, driver display circuit, output control circuit, power circuit, storage circuit, alarm circuit and key circuit output. The tea automatic baking system is used to collect the temperature of the tea in the baking process. This system has the advantages of easy control, reliable operation, high measurement accuracy, real-time detection and control.
Key Words: Temperature measurement, temperature control, PID algorithm, data transmission
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目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 1
1.3 研究内容 2
第2章 系统硬件电路设计 3
2.1 电路总体方案 3
2.2 单片机最小系统 3
2.2.1 STC89C51芯片 3
2.2.2 复位电路 3
2.2.3 晶振电路 4
2.3 驱动显示电路及报警电路 4
2.3.1 LCD液晶屏显示电路 4
2.3.2 蜂鸣器和LED指示 6
2.4 DS18B20温度传感器 7
2.5 AT24C01存储芯片 8
2.6 G5LA-14 继电器 8
2.7 HC-05蓝牙模块 9
第3章 系统程序设计 11
3.1 主程序 11
3.2 状态显示子程序 13
3.3 温度设定子程序 14
3.4 温度比较子程序 15
3.5 PID控制器 16
3.6 串口数据传输部分程序 1
第4章 系统测试 1
4.1 模块测试 1
4.2 系统功能 1
结论 2
参考文献 3
致谢 4
附录1 部分关键源码及解释 5
附录2 系统原理图 23
附录3 英文文献翻译 28
电路总体方案
电路总体框图。在设计时我发现蓝牙模块适合传输小数据，相对Wifi来说，使用蓝牙不需要使用网络，因此采用蓝牙模块设计。与电脑和手机的连接都很方便。
主程序
主程序的主要功能是负责读出温度值、处理温度值、在LCD液晶屏上显示温度值和并控制子程序输出。按键设定温度，当温度传感器故障时，蜂鸣器发声报警，如果没有故障则正常显示，控制继电器开关。如图3.1主程序流程图。
温度设定子程序
温度设定子程序用于处理按键，用于设定想要设置的温度值
系统测试
4.1 模块测试
温度采集模块的测试：当实际温度值变化时，LCD同步显示实际温度，采集模块正常工作。
LCD显示测试：首先观察LCD有无外部损坏，接着上电，LCD液晶屏会显示温度1、温度2、温度3的温度，按下按键，观察显示屏上显示出的设置set1是否变换set2、set3。经测试可LCD显示屏正常工作。
按键测试：按键长按时，数据变动一次，按键短按时数据根据按按键的次数改变，经检测按键正常工作。
蜂鸣器发声测试：将温度传感模块拔掉模拟温度传感器故障，蜂鸣器发出报警的声音，蜂鸣器正常工作。
温度控制模块的测试：设置好设定温度，当茶叶实际温度低于设定温度，继电器打开，模拟开始加热茶叶温度，当茶叶实际温度等于或高于设定温度，继电器关闭，结果说明温度控制模块工作正常。
蓝牙模块测试：通过串口能将数据传输到电脑和手机上，蓝牙模块正常工作。
4.2 系统功能
开机后再液晶屏上显示当前的状态，包括实际温度与状态。通过独立按键设置需要达到的温度值，s3是加键，s4是减键，s5是确定键，s6是设置键，按确定键后，当实际温度小于设置温度时，屏幕显示加热与实际温度，并打开加热管控制继电器，当实际温度高于设置温度时，显示恒温与实际温度，并关闭加热管。当温度传感器故障时，在屏幕上显示液位异常，并蜂鸣器报警。不管在任何时候都可以对温度值进行设置，设置后马上更新状态。该毕业设计是一个硬件，里面有包括了单片机最小系统、蓝牙模块、温度传感模块、驱动显示电路、输出控制电路、电源电路、储存电路、报警电路和按键电路输出等各个系统和电路。因此，系统功能还包括复位功能，储存功能，报警功能，显示功能等各项。外部继电器控制好连接了一个加热管，实际上是由热得快做出来的，把热得快剪成两份，一份带着插头，另一份带着加热管，分开装进输出控制电路里，加热管由继电器控制开关，插头插在220V电源上，给加热管提供能量，由于安全原因，并没有直接测试加热功能。
部分代码
#include "LCD1602.h"
#include "UART.H"
#include电路图
系统设计图和电源模块：
温度控制模块
