基于wifi遥控的数字温度计设计(附件)【字数：8219】
摘 要本文以数字温度计作为研究对象，设计了一款能够完成对环境温度进行快速检测并能够完成温度检测结果进行液晶显示、超温报警等功效的电子系统，与此同时它能够将检测到的温度等数据通过WIFI无线通信的形式发送到用户手机APP上进行显示和监控。在硬件层面上以STM32微处理器担任主控核心，在底层驱动电路上构建了LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度传感器电路、蜂鸣器电路和WIFI通信电路等电路模块，通过STM32微处理器对每一个模块电路的稳定有序的控制，确保了硬件系统的正常工作。在本课题的测试优化环节，通过了对这款数字温度计控制系统的大量测试，使得研发成果取得多次的改进和优化，最终使得这种系统表现出了非常高的性能，运行现象完美符合预期指标。
目 录
一、 引言 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 数字温度计的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 3
（四） DS18B20型温度传感器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 4
（六） ESP8266型WIFI模块简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 温度检测电路设计 7
（四） 温度异常报警电路设计 8
（五） 手机APP遥控通信电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 数字温度计的主程序流程设计 10
（二） 显示屏驱动子程序设计 11
（三） 温度采集子程序流程设计 11
（四） 有源蜂鸣器子程序设计 12
（五） WIFI驱动子程序流程设计 12
五、 实物制作与安装 15
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
本设计提出了“基于wifi遥控的数字温度计设计”的课题， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
将主要围绕对这种系统的研发方案以及软件和硬件系统进行着重设计，本论文拟将构建的该款数字温度计控制系统是基于微处理器开发平台来完成的，在对这款智能型的数字温度计进行配置之前，这里有必要对这类控制系统和当前市面上的相关产品的发展历程进行简介，以此可以使本设计更加清晰地介绍本课题的目的和意义。伴随着半导体技术和电子控制技术在国外的兴起，此时最早的数字温度计早已登上了历史舞台，虽然根据资料记载最初的一款数字温度计能够溯源到这一时期，尽管如此，此时的数字温度计无论是在功能上还是在性能指标上都与如今市场上数字温度计有着巨大的差别，通过简单的分析很明显知道其中的原因，第一步那时电子科学技术刚刚发展起来，无论是在简单元件的效果还是设计人员的自身水平上，都处于萌芽阶段，从而在这种环境条件下还无法开发出性能较佳的数字温度计系统，通过详细的资料查阅之后我们可以清晰地知道，这种技术之所以可以促进数字温度计功效迅速发展大致分为以下几个原因，首先是大规模集成电路技术使数字温度计软硬件内部所使用的芯片得到了高度集成，在单片硅片上可以集成的基本元器件和半导体器件愈来愈多，这样在单片芯片上就能够实现非常复杂的控制功能，大大降低了数字温度计软硬件内部电路板的面积，使数字温度计可以非常容易实现嵌入式化。与此同时高度集成的芯片降低了内部芯片相互之间的元器件空隙，使得外界信号不易对电路造成干扰，数字温度计在工作过程中能够更加稳定的执行各条指令，大幅度提升了数字温度计的系统稳定性，另外一个很重要的作用则是对系统成本的减少，因为丰富的复杂电路都能够通过集成技术进行批量生产，所以过去很多电路框架都被集成到了芯片中，这样就基本上降低了系统设计成本，最后能够使系统的整体造价得到控制,本论文将根据数字温度计发展历程以及现如今的国内外现状，制定出适应此次毕业设计的设计内容，旨在提升这款系统的性价比，使得本毕业设计具有较高的研发意义。
在当今市场上国内外的数字温度计都具有各自不同的用户群体，纵观国内外研发现状，尽管海外某些研发单位对数字温度计的研发开始的早，而国内对这类系统的研发时间较短，但是近几年国内数个研发单位对此引起重视并且使用者的巨大需求，所以数字温度计在近几年取得了较大的进步，中高端级别的数字温度计正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具有竞争实力的低端数字温度计来说，由于中高端产品的设计经费正在不断降低，所以在价格方面，低档次产品越来越没有优势，与此同时随着技术水平的不断提升，使用者早已愈来愈不能满足于低档次产品的功能匮乏。
本章将确立各项设计内容，考虑到各项功能指标以及需要实现的性能，采用了意法半导体公司研发的STM32微处理器来担任微处理器控制器，通过对参数显示电路、DS18B20温度传感器电路、有源蜂鸣器电路和WIFI无线通信电路的操控，实现这款数字温度计控制系统的各项功能，为了方便下文的设计过程，制订了下列各项设计内容：
1、实现将数字温度计系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
2、实现数字温度数据的快速获取，通过STM32微处理器的控制，使得DS18B20温度传感器能够实现稳定的温度采集；
3、配置蜂鸣器驱动电路，使得STM32微处理器能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
4、设计WIFI无线数据通信电路，通过ESP8266型WIFI通信模块的硬件电路配置，使得STM32微处理器能够通过UART接口预期进行对接，实现数字温度计系统的无线数据收发功能；
方案设计及元器件选择
数字温度计的方案设计
为了更加清晰的对这种系统的实现方法进行描述，配置了图中的系统结构框图，可以看到每个电路模块和STM32微处理器相互间的信号流通关系，各个电路的功能作用为：蜂鸣器模块负责报警，当前温度超过设置温度时单片机将驱动该电路发出蜂鸣报警信号；液晶屏采用LCD1602，负责对当前温度、设置温度以及加热器的工作状态显示；温度检测模块采用DS18B20传感器，负责对温度的检测；WIFI电路采用ESP8266模块，用于实现将检测到的温度值发送给手机，并接收手机发来的温度控制指令；按键电路负责对温度设置值的调节。
图1 数字温度计系统框图设计
STM32微处理器简介
目 录
一、 引言 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 数字温度计的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 3
（四） DS18B20型温度传感器简介 4
（五） 有源蜂鸣器简介 4
（六） ESP8266型WIFI模块简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 温度检测电路设计 7
（四） 温度异常报警电路设计 8
（五） 手机APP遥控通信电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 数字温度计的主程序流程设计 10
（二） 显示屏驱动子程序设计 11
（三） 温度采集子程序流程设计 11
（四） 有源蜂鸣器子程序设计 12
（五） WIFI驱动子程序流程设计 12
五、 实物制作与安装 15
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
本设计提出了“基于wifi遥控的数字温度计设计”的课题， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
将主要围绕对这种系统的研发方案以及软件和硬件系统进行着重设计，本论文拟将构建的该款数字温度计控制系统是基于微处理器开发平台来完成的，在对这款智能型的数字温度计进行配置之前，这里有必要对这类控制系统和当前市面上的相关产品的发展历程进行简介，以此可以使本设计更加清晰地介绍本课题的目的和意义。伴随着半导体技术和电子控制技术在国外的兴起，此时最早的数字温度计早已登上了历史舞台，虽然根据资料记载最初的一款数字温度计能够溯源到这一时期，尽管如此，此时的数字温度计无论是在功能上还是在性能指标上都与如今市场上数字温度计有着巨大的差别，通过简单的分析很明显知道其中的原因，第一步那时电子科学技术刚刚发展起来，无论是在简单元件的效果还是设计人员的自身水平上，都处于萌芽阶段，从而在这种环境条件下还无法开发出性能较佳的数字温度计系统，通过详细的资料查阅之后我们可以清晰地知道，这种技术之所以可以促进数字温度计功效迅速发展大致分为以下几个原因，首先是大规模集成电路技术使数字温度计软硬件内部所使用的芯片得到了高度集成，在单片硅片上可以集成的基本元器件和半导体器件愈来愈多，这样在单片芯片上就能够实现非常复杂的控制功能，大大降低了数字温度计软硬件内部电路板的面积，使数字温度计可以非常容易实现嵌入式化。与此同时高度集成的芯片降低了内部芯片相互之间的元器件空隙，使得外界信号不易对电路造成干扰，数字温度计在工作过程中能够更加稳定的执行各条指令，大幅度提升了数字温度计的系统稳定性，另外一个很重要的作用则是对系统成本的减少，因为丰富的复杂电路都能够通过集成技术进行批量生产，所以过去很多电路框架都被集成到了芯片中，这样就基本上降低了系统设计成本，最后能够使系统的整体造价得到控制,本论文将根据数字温度计发展历程以及现如今的国内外现状，制定出适应此次毕业设计的设计内容，旨在提升这款系统的性价比，使得本毕业设计具有较高的研发意义。
在当今市场上国内外的数字温度计都具有各自不同的用户群体，纵观国内外研发现状，尽管海外某些研发单位对数字温度计的研发开始的早，而国内对这类系统的研发时间较短，但是近几年国内数个研发单位对此引起重视并且使用者的巨大需求，所以数字温度计在近几年取得了较大的进步，中高端级别的数字温度计正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具有竞争实力的低端数字温度计来说，由于中高端产品的设计经费正在不断降低，所以在价格方面，低档次产品越来越没有优势，与此同时随着技术水平的不断提升，使用者早已愈来愈不能满足于低档次产品的功能匮乏。
本章将确立各项设计内容，考虑到各项功能指标以及需要实现的性能，采用了意法半导体公司研发的STM32微处理器来担任微处理器控制器，通过对参数显示电路、DS18B20温度传感器电路、有源蜂鸣器电路和WIFI无线通信电路的操控，实现这款数字温度计控制系统的各项功能，为了方便下文的设计过程，制订了下列各项设计内容：
1、实现将数字温度计系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
2、实现数字温度数据的快速获取，通过STM32微处理器的控制，使得DS18B20温度传感器能够实现稳定的温度采集；
3、配置蜂鸣器驱动电路，使得STM32微处理器能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
4、设计WIFI无线数据通信电路，通过ESP8266型WIFI通信模块的硬件电路配置，使得STM32微处理器能够通过UART接口预期进行对接，实现数字温度计系统的无线数据收发功能；
方案设计及元器件选择
数字温度计的方案设计
为了更加清晰的对这种系统的实现方法进行描述，配置了图中的系统结构框图，可以看到每个电路模块和STM32微处理器相互间的信号流通关系，各个电路的功能作用为：蜂鸣器模块负责报警，当前温度超过设置温度时单片机将驱动该电路发出蜂鸣报警信号；液晶屏采用LCD1602，负责对当前温度、设置温度以及加热器的工作状态显示；温度检测模块采用DS18B20传感器，负责对温度的检测；WIFI电路采用ESP8266模块，用于实现将检测到的温度值发送给手机，并接收手机发来的温度控制指令；按键电路负责对温度设置值的调节。
图1 数字温度计系统框图设计
STM32微处理器简介
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