基于stm32无线遥控电水器的设计(附件)【字数：8930】
摘 要本次毕业设计主要对一款采用STM32微处理器担任主控核心的无线遥控电水器控制系统进行了设计和研发，通过对软硬件的独立研发设计，实现了对壶中水温的快速实时检测并且能够将检测到的实时水温值显示在液晶屏上提供给用户观看，与此同时用户可以通过手机蓝牙APP软件对水温进行无线操控。本课题设计的该款无线遥控电水器控制系统能够表现出非常高的性能，完全依赖于本课题的整体框架结构，将STM32微处理器、LCD1602点阵屏幕、DS18B20温度检测器、有源蜂鸣器、蓝牙通信模块和继电器等设计成独立的电路模块，使最小系统、LCD1602液晶屏电路、DS18B20温度传感器电路、报警信号生成电路、HC-05蓝牙电路和继电器驱动电路实现稳定连接和数据传输。本论文还对这款无线遥控电水器进行了调试运行，使得系统在正常运行状态中呈现出来的不足和可优化点进行了修改和完善，最终使得该系统具备较高的性能指标，非常适合进行普及，有利于提升类似产品的工作性能。
目录
一、 引言 1
（一） 无线遥控电水器的发展背景 1
（二） 无线遥控电水器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 无线遥控电水器的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） DS18B20温测器件简介 4
（五） 蜂鸣器简介 5
（六） HC05主从一体蓝牙模块简介 5
（七） HK4100F继电器简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602液晶显示电路设计 8
（三） 水温检测电路设计 8
（四） 温度报警报警电路设计 9
（五） 蓝牙通信电路设计 9
（六） 加热器驱动电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 无线遥控电水器的主程序流程设计 11
（二） 液晶驱动子程序设计 11
（三） 水温检测子程序流程设计 13
（四） 水温报警子程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
序流程设计 14
（五） 蓝牙通信子程序设计 15
（六） 加热器驱动子程序流程设计 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
无线遥控电水器的发展背景
本论文将要设计的是一款能够实现高清晰度液晶显示、高精度的温度检测、发出报警信号、蓝牙通信和继电器控制等功效的无线遥控电水器系统，通过对图书馆和互联网上大量的资料进行查阅后我们可以知道，通常说的无线遥控电水器实际上是一种里面以微型控制器当作控制核心，并且在片外配合大量的必要电路而形成的一种电子系统，它的工作流程受目标代码的严格控制，今日市场上的无线遥控电水器软硬件内部主控器件已普遍的在使用三十二位微型控制器了，这是当前科学技术发展的方向，本次毕业设计拟将研究的该款无线遥控电水器系统，之所以能够实现若干功能，主要是它的里面主控器件的灵活控制功能，通过对这类系统的历史上发展过程进行调阅可以看出，较早期的无线遥控电水器，即是可以实现类似功能的无线遥控电水器，其内部实现方法与现在市面上的相关产品有着明显差别，因为早期微型控制器尚且没有获得格外的重视，此时的技术研发主要是依赖的是传统的模拟电路技术，要想实现诸如此类的功能，需要结合多个模拟电路模块来进行实现，无线遥控电水器在近几年的迅速发展与电子技术有着紧密的联系，随着人工智能、大规模集成技术、传感器技术的快速发展，这些相关的学科在近几年里被大范围的应用在无线遥控电水器等系统中，外形体积不断缩小并且效果更加精确的智能传感器被大量推向市面，使得无线遥控电水器研发者在设计过程中能够有较多的选择，参照产品的不同使用场合和使用需求，来选择更加合适的集成芯片或传感模块等模块，这样使得无线遥控电水器在正常运行状态中就可以表现出更佳的表现。本次毕业设计将要设计的这种类型的无线遥控电水器控制系统，如今在市面上轻松见到，通过对大量的产品进行文献探索能够发现，低端级别的无线遥控电水器在当前市面上已经不具有核心竞争力了，和中高档次产品相比，在价格方面这两者之间相差不大，而中高端无线遥控电水器在性能方面却遥遥领先于低端产品。
无线遥控电水器的国内外发展现状
当今国内外对无线遥控电水器的研究重点内容有所不同，受到贸易战等一系列事件的影响，内地对自主知识产权越来越关注，如今内地研发的很多无线遥控电水器系统内部核心芯片都还需要依赖国外提供，这些核心器件决定了整个无线遥控电水器系统的工作性能和实现与否的关键所在，而问题如果出现这些核心芯片上，假如海外不再提供或者产能不足，那么将确定整个无线遥控电水器系统的研发失败，因此现如今国家投入很多研发经费和精力，很多国外机构将焦点聚焦在了如何提升无线遥控电水器运行效果上，在目前的电路基础上，对算法流程的优化和升级是他们的关注点。
本文主要研究内容
本课题成功设计了一款无线遥控电水器控制系统，选用了意法半导体公司研发的STM32微处理器来担任主控核心，实现了高清晰度液晶显示、温度检测、报警、蓝牙无线通信和继电器控制等功能，本论文是基于STM32微处理器平台而实现的，经过了硬件电路和程序设计代码的构建，最后将各项预期功能指标进行了实现，为了确立下文的设计任务，这里需要对本次毕业设计的各项设计内容进行确立，下列为各项设计指标：
1、能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、实现温度传感器驱动电路设计，通过STM32微处理器单总线的驱动控制，实现对温度数据的快速获取；
3、配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STM32微处理器实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
4、配置蓝牙无线通信电路，能够使得无线遥控电水器系统按照蓝牙3.0版本进行无线数据通信，实现STM32微处理器与HC05型蓝牙模块之间的数据接口；
5、设计继电器及其驱动电路，通过功率MOSFET对微处理器控制信号的功率放大，实现STM32微处理器GPIO管脚对后级大功率器件的启闭控制；
目录
一、 引言 1
（一） 无线遥控电水器的发展背景 1
（二） 无线遥控电水器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 无线遥控电水器的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） DS18B20温测器件简介 4
（五） 蜂鸣器简介 5
（六） HC05主从一体蓝牙模块简介 5
（七） HK4100F继电器简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602液晶显示电路设计 8
（三） 水温检测电路设计 8
（四） 温度报警报警电路设计 9
（五） 蓝牙通信电路设计 9
（六） 加热器驱动电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 无线遥控电水器的主程序流程设计 11
（二） 液晶驱动子程序设计 11
（三） 水温检测子程序流程设计 13
（四） 水温报警子程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
序流程设计 14
（五） 蓝牙通信子程序设计 15
（六） 加热器驱动子程序流程设计 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
无线遥控电水器的发展背景
本论文将要设计的是一款能够实现高清晰度液晶显示、高精度的温度检测、发出报警信号、蓝牙通信和继电器控制等功效的无线遥控电水器系统，通过对图书馆和互联网上大量的资料进行查阅后我们可以知道，通常说的无线遥控电水器实际上是一种里面以微型控制器当作控制核心，并且在片外配合大量的必要电路而形成的一种电子系统，它的工作流程受目标代码的严格控制，今日市场上的无线遥控电水器软硬件内部主控器件已普遍的在使用三十二位微型控制器了，这是当前科学技术发展的方向，本次毕业设计拟将研究的该款无线遥控电水器系统，之所以能够实现若干功能，主要是它的里面主控器件的灵活控制功能，通过对这类系统的历史上发展过程进行调阅可以看出，较早期的无线遥控电水器，即是可以实现类似功能的无线遥控电水器，其内部实现方法与现在市面上的相关产品有着明显差别，因为早期微型控制器尚且没有获得格外的重视，此时的技术研发主要是依赖的是传统的模拟电路技术，要想实现诸如此类的功能，需要结合多个模拟电路模块来进行实现，无线遥控电水器在近几年的迅速发展与电子技术有着紧密的联系，随着人工智能、大规模集成技术、传感器技术的快速发展，这些相关的学科在近几年里被大范围的应用在无线遥控电水器等系统中，外形体积不断缩小并且效果更加精确的智能传感器被大量推向市面，使得无线遥控电水器研发者在设计过程中能够有较多的选择，参照产品的不同使用场合和使用需求，来选择更加合适的集成芯片或传感模块等模块，这样使得无线遥控电水器在正常运行状态中就可以表现出更佳的表现。本次毕业设计将要设计的这种类型的无线遥控电水器控制系统，如今在市面上轻松见到，通过对大量的产品进行文献探索能够发现，低端级别的无线遥控电水器在当前市面上已经不具有核心竞争力了，和中高档次产品相比，在价格方面这两者之间相差不大，而中高端无线遥控电水器在性能方面却遥遥领先于低端产品。
无线遥控电水器的国内外发展现状
当今国内外对无线遥控电水器的研究重点内容有所不同，受到贸易战等一系列事件的影响，内地对自主知识产权越来越关注，如今内地研发的很多无线遥控电水器系统内部核心芯片都还需要依赖国外提供，这些核心器件决定了整个无线遥控电水器系统的工作性能和实现与否的关键所在，而问题如果出现这些核心芯片上，假如海外不再提供或者产能不足，那么将确定整个无线遥控电水器系统的研发失败，因此现如今国家投入很多研发经费和精力，很多国外机构将焦点聚焦在了如何提升无线遥控电水器运行效果上，在目前的电路基础上，对算法流程的优化和升级是他们的关注点。
本文主要研究内容
本课题成功设计了一款无线遥控电水器控制系统，选用了意法半导体公司研发的STM32微处理器来担任主控核心，实现了高清晰度液晶显示、温度检测、报警、蓝牙无线通信和继电器控制等功能，本论文是基于STM32微处理器平台而实现的，经过了硬件电路和程序设计代码的构建，最后将各项预期功能指标进行了实现，为了确立下文的设计任务，这里需要对本次毕业设计的各项设计内容进行确立，下列为各项设计指标：
1、能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、实现温度传感器驱动电路设计，通过STM32微处理器单总线的驱动控制，实现对温度数据的快速获取；
3、配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STM32微处理器实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
4、配置蓝牙无线通信电路，能够使得无线遥控电水器系统按照蓝牙3.0版本进行无线数据通信，实现STM32微处理器与HC05型蓝牙模块之间的数据接口；
5、设计继电器及其驱动电路，通过功率MOSFET对微处理器控制信号的功率放大，实现STM32微处理器GPIO管脚对后级大功率器件的启闭控制；
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