【Proteus仿真】【STM32单片机】便携式恒温箱设计

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一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真STM32单片机控制器，使用报警模块、LCD1602显示模块、DS18B20温度模块、加热制冷模块、按键模块、HC05蓝牙模块等。

主要功能：
系统运行后，LCD1602显示传感器检测的温度值；
可通过按键K3设置恒定温度，K1和K2进行加减调节，恒定温度范围是0-10，设定好后可再次按下K3保存。系统会根据当前温度与目标温度比对，通过PID算法控制加热或制冷工作。若温度高于报警上限或低于报警下限值则蜂鸣器报警。检测温度会实时将数据通过串口传输到手机终端显示。

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二、软件设计

/*
作者：嗨小易（QQ：3443792007）

*/


//系统数据显示
void sys_data_show(void)
{
	u8 buf[6];
	u16 temp=sys_ctrl.temp;
	static u8 i=0;

	while(1)
	{
		//温度显示
		if(sys_ctrl.temp>=0)
		{
			buf[0]=' ';	
		}
		else 
		{
			temp=-sys_ctrl.temp;
			buf[0]='-';	
		}
		buf[1]=temp/100+0x30;
		buf[2]=temp%100/10+0x30;
		buf[3]='.';
		buf[4]=temp%100%10+0x30;
		buf[5]='\0';
		lcd1602_show_string(5,0,buf);

		//温度阈值显示
		lcd1602_show_nums(8,1,sys_ctrl.temph,2,0);

		//阈值闪烁指示
		if(sys_ctrl.mode!=0)
		{
			lcd1602_show_string(8,1,"  ");
			delay_ms(50);
			lcd1602_show_nums(8,1,sys_ctrl.temph,2,0);
		}

		//串口终端输出
		i++;
		if(i%20==0)
		{
			USART1_SendString("\r\n当前温度：");
			USART1_SendString(buf);
			USART1_SendString("°C\r\n");
		}	

		break;			
	}
}


//系统数据设置
void sys_data_set(void)
{
	u8 key=0;
	
	key=KEY_Scan(0);
	//阈值模式设置
	if(key==KEY3_PRESS)
	{
		sys_ctrl.mode=!sys_ctrl.mode;
	}
	//阈值设置模式下，K1和K2加减
	if(sys_ctrl.mode!=0)
	{
		//加
		if(key==KEY1_PRESS)
		{
			sys_ctrl.temph++;
			if(sys_ctrl.temph>10)sys_ctrl.temph=0;
			pid.target_val=sys_ctrl.temph;
		}
		//减
		else if(key==KEY2_PRESS)
		{
			sys_ctrl.temph--;
			if(sys_ctrl.temph<0)sys_ctrl.temph=10;
			pid.target_val=sys_ctrl.temph;
		}	
	}
}

//系统功能控制
void sys_fun_ctrl(void)
{
	float duty;
//	u8 buf[4];
//	u8 temp=0;
	
	
	//在正常运行模式下
	if(sys_ctrl.mode==0)
	{
		sys_ctrl.pid_val=(float)sys_ctrl.temp/10;
		//PID调节
		sys_ctrl.pid_val=pid_realize(sys_ctrl.pid_val);
		
		if(sys_ctrl.pid_val>=0)
		{
			sys_ctrl.flag=0;
			duty=sys_ctrl.pid_val;
		}
		else 
		{
			sys_ctrl.flag=1;
			duty=-sys_ctrl.pid_val;	
		}
//		//观察PID调节值
//		temp=duty;
//		buf[0]=temp/100+0x30;
//		buf[1]=temp%100/10+0x30;
//		buf[2]=temp%100%10+0x30;
//		buf[3]='\0';
//		USART1_SendString("\r\nPID值：");
//		USART1_SendString(buf);
//		USART1_SendString("\r\n");
		//升温PWM调节
		if(sys_ctrl.flag==0)
		{
			TIM_SetCompare2(TIM2,duty);
			TIM_SetCompare3(TIM2,0);
		}
		//降温PWM调节
		else
		{
			TIM_SetCompare3(TIM2,duty);
			TIM_SetCompare2(TIM2,0);
		}

		//如果温度高于报警上限，或低于报警下限，蜂鸣器报警
		if(sys_ctrl.temp>=ALARM_TEMP_MAX*10 || sys_ctrl.temp<=ALARM_TEMP_MIN*10)
		{
			beep_alarm(1,1000);
		}
	}	
}

//应用控制系统
void appdemo_show(void)
{
	u8 i=10;
	sys_parm_init();//系统参数初始化
	KEY_Init();
	BEEP_Init();
	DS18B20_Init();
	lcd1602_init();//LCD1602初始化
	pwm_init(100-1,800-1);
	//读取温度数据，等待稳定
	while(i--)
	{
		sys_ctrl.temp=DS18B20_GetTemperture()*10;
		delay_ms(100);	
	}
	USART1_Init(9600);
	sys_open_show();//系统开机界面显示

	while(1)
	{
		sys_data_get();//系统数据获取
		sys_data_show();//系统数据显示
		sys_data_set();//系统数据设置
		sys_fun_ctrl();//系统功能控制		
	}
}

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三、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619

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联系作者

视频地址：https://space.bilibili.com/444388619/video
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