PID温控实验平台搭建（三）——从零开始搭建STM32温控实验平台

PID温控实验平台搭建

（一）PID基础知识介绍

（二）PID进阶知识介绍及源码分享

（三）从零开始搭建STM32温控实验平台

（四）PID温控系统代码讲解

（五）最终实验现象与总结

---

文章目录

前言

一、实验目的

二、实验前期准备

1、实验硬件部分准备

2、实验所需软件知识

三、实验步骤及硬件连接

1、实验步骤

2、实验原理图

总结

---

前言

最近，我突发奇想去翻阅了一些我本科期间所做的一些小项目，发现都挺有意思的！当年做这些项目的时候可走了很多弯路，所以想着可以将它们上传到网络上，并通过我的讲解文章可以帮助你们少走一些弯路！

今天，我要分享的是一个PID温控实验平台的搭建，因为我想要讲的详细一点，所以打算做成一个系列，手把手地教你学习和认识PID算法，了解这种算法在温度控制中的应用。由于我知识有限，如果出现一些错误，希望大家可以帮助我指出来，我们一起学习进步！！！

---

从这节开始将会从零开始搭建出一个STM32温控实验平台，控制算法采用的是位置式PID算法，关于PID算法的基本概念和整定，我在前面两节应该已经讲得非常清楚了。控制核心是野火STM32 F103VET6，如果你手头有STM32 F103板子的话，基本稍微移植一下就可以用！下面我们开始介绍实验平台搭建的前期准备！

一、实验目的

1）研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响；

2）针对温度变化这种大惯性系统，了解学习特定场景下PID算法的整定；

---

二、实验前期准备

1、实验硬件部分准备

下面是搭建整个温控实验平台所需的电子器件，除去核心板的购买，其余大约花费50元，大家可以依据自己手头上的器材，酌情购买！不一定要和我买同款，只要型号买对即可，在这里就不放购买链接了。

表1 实验器材购买清单

序号	电子器件	描述	图片
1	野火STM32 F103VET6 开发板	整个系统的核心控制部分
2	DS18B20	经典的温度测量传感器
3	12V 40W单头加热棒	加热模块
4	双MOS开关驱动模块	输出PWM波
5	0.96寸 7针SPI接口OLED显示屏（黄蓝）	显示信息
6	12V 2A 电源适配器	给实验平台供电
7	DC母头插头线	DC转2脚
8	杜邦线	连接传感器
9	面包板	方便调试

2、实验所需软件知识

1）STM32嵌入式软件的编程基础；

2）USART通讯；

3）SPI通讯；

4）单线通讯（DS18B20）；

5）定时器模块（PWM输出）；

---

三、实验步骤及硬件连接

1、实验步骤

1）通过DS18B20温度传感器来不断捕获加热棒的温度，并作为整个系统的输入与反馈；

2）根据温度反馈与期望值之间的偏差，并采用PID算法实时输出电压值，从而驱动加热棒的加热幅度；

3）将系统中变化的信息通过OLED显示屏展示出来；

4）最终的目标：使温度控制在期望值附近，控制精度达到要求值。

2、实验原理图

图1 PID温控实验原理图

表2 硬件连接图

【0.96寸 OLED显示屏】	【STM32 F103VET6】
D0	A5
D1	A7
RES	A4
DC	E6
CS	E5
【DS18B20】	【STM32 F103VET6】
DQ	B9
【双MOS开关驱动模块】	【STM32 F103VET6】
PWM	C6

   

图2 PID温控实验平台整体图

---

总结

本节重点讲述了从零开始搭建温控系统的详细步骤，既然硬件部分搭建完毕，那么下一节就重点针对代码部分进行讲解！敬请期待！