stm32f103的智能风机设计(附件)【字数：8418】
摘 要本课题以智能风机控制系统作为研究目标，选择了一种中低端级别的STM32微处理器来作为主控芯片，通过一系列高性价比器件的搭配，实现了一款具有较高性能的智能风机系统，完成对周围环境温度检测、高清度参数显示并且实现手动挡和温控自动挡两种运行模式，在手动档下风机的转速通过按键或者红外遥控来控制，在温控自动挡下风机的转速受周围环境温度控制，当温度低于30摄氏度风机自动关闭，处于30~35摄氏度之间时自动调到1档，35~38摄氏度之间时自动调到2档，大于38摄氏度时调到最高档位3档。在实现该款智能风机控制系统的方案上，本次毕业设计选用模块设计法，将系统整体架构分割成STM32微处理器最小系统、LCD1602液晶显示电路、温度检测电路、红外一体接收头电路和风扇驱动电路等电路模块，经过多次优化和改进，最后能够使硬件结构可以高效工作。为了证明本课题的设计成果，通过测试优化环节，进行了大量的测试工作，将得到的运行状态和测试数据进行总结，反映了设计成果符合课题设计目标，与此同时这个系统展现出了特别高的工作性能。
目录
一、 引言 1
（一） 智能风机的发展背景 1
（二） 智能风机的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能风机的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） DS18B20温度检测器简介 4
（五） HX1838接收头简介 5
（六） 直流风扇简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 室内温度检测电路设计 7
（三） 红外遥控电路设计 8
（四） LCD1602液晶显示电路设计 9
（五） 风扇驱动电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能风机的主程序流程设计 11
（二） 室内温度检测子程序设计 11
（三） 红外遥控子程序设计 12
（四） 液晶驱动子程序流程设计 13
（五） 风扇驱动子程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
设计 13
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
智能风机的发展背景
本次毕业设计将要研发的这款智能风机控制系统是一种以数字微处理器当作内部核心的智能电子系统，它的实现是以KEIL开发软件作为场合，通过该平台对符合C99规则标准的软件代码进行构建，从而实现智能风机控制系统的功能。智能风机是指一种能够完成对系统参数的显示、高性能的温度检测、红外遥控操作和直流风扇控制等目标的电子系统，它如今处于一种快速发展阶段下，这关键在于现如今技术水平的快速发展，半导体集成技术的发展使其里面主控器件和各种功能的集成芯片也在持续前进，从而这样就直接促进了当前市面上的智能风机呈现出外观体积微型化、高度智能化和成本低廉化方向发展，虽然智能风机最终呈现的功效较为平庸，尽管如此，能够满足大部分用户的应用要求，这样就使这种中低端的智能风机在市场上非常普遍，用户的认可度极高，而这也将使高端性能智能风机的发展脚步被压制，本论文对图书馆和互联网上大批文献资料进行了查阅，通过对智能风机系统的发展历程进行归纳之后，可以看出这类电子控制系统从最初的减轻不断前进，通过大量新型技术的融入，使智能化程度不断提升，另一方面传感器研发实力的飞速发展也在不断地促进着智能风机控制系统的发展，以前的传感模块虽然已经满足了将各种外界信号转换为电量信号，而内部电路特别繁杂，呈现给用户的外观形状较大，把它嵌入到智能风机中之后使得完整系统过大，而现在的传感器技术已经满足了嵌入式的需求量，使得智能型智能风机生产技术获得了大幅度的优化，本课题将要设计的这款智能风机系统将采用意法半导体企业研发的STM32微处理器来担任主控核心，结合KEIL开发环境以及智能传感器等技术，实现一款性能较高的电子系统，通过全部设计过程来对大学期间所学知识进行一次整体总结。
智能风机的国内外发展现状
通过相关文献的大量调研能够发现，市面上一些较为流行的智能风机，既有来自欧美等发达国家的，也有内地研究的，换言之国内外都已经可以通过现有技术水平给出成熟的设计方案，然而有一个现象却是需要注意的，在这些高档智能风机关联产品中，内部的多数关键器件都需要进口，特别是主控器件部分，这些重要部分仍然需要国外提供，近几年来国家投入了大量的资金开始进行关键芯片的自主研发，当前已经获得了比较显著的成果，非常多新型研发结构和片商亦参与其中，相信在未来几年，国内就能够将全面自主设计的智能风机推向市面并且进行大量生产。
本文主要研究内容
经过上文对这种智能风机系统发展背景的详细介绍，能够看出当今市场上这种系统的分布非常广泛，各个研发单位都在参与中高等级别智能风机系统的研发，本课题的提出，意在研发一款具有较高性能并且研发成本低廉的智能风机系统，因此选用了大量高性价比器件，通过STM32微处理器、LCD1602液晶显示屏、DS18B20温度检测器、红外遥控收发模块和直流风扇等的配合，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项功能指标：
1、能够以较高显示效果将智能风机系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
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、配置红外遥控信号接收电路，结合STM32微处理器构建的NEC解码协议，实现对红外遥控功能的执行；
4、设计直流风扇控制电路，采用PWM波软件生成方式，通过STM32微处理器的GPIO管脚进行转速控制；
方案设计及元器件选择
智能风机的方案设计
为了更加直观的阐述这种型号的智能风机系统的实现方法，选用了Visio软件绘制了图中的系统架构框图，该框图中将整个智能风机系统划分成微处理器最小系统、LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度传感器电路、红外遥控接收电路和风扇驱动电路等部分，这其中STM32微处理器最小系统的功能是运行其FLASH内部的用户程序，根据程序代码内容完成对每个电路模块的控制。显示模块使用了LCD1602液晶屏进行系统参数的显示，提升控制系统的性能；遥控器模块用于发出风扇档位指令，以红外线的光形式将指令传送给HX1838红外一体接收头，接收头在接收到红外线指令后，将光指令转换为电指令，并传送给STM32单片机；风扇风扇模块主要由直流风扇以及N沟道MOS管组成，MOS管作为直流风扇的驱动模块，通过这两个元件的合理搭配，在单片机的控制下，能够发出理想中的风速；温度传感器采用DS18B20，将采集到的温度以单总线的形式传送给STM32单片机。
目录
一、 引言 1
（一） 智能风机的发展背景 1
（二） 智能风机的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能风机的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） DS18B20温度检测器简介 4
（五） HX1838接收头简介 5
（六） 直流风扇简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 室内温度检测电路设计 7
（三） 红外遥控电路设计 8
（四） LCD1602液晶显示电路设计 9
（五） 风扇驱动电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能风机的主程序流程设计 11
（二） 室内温度检测子程序设计 11
（三） 红外遥控子程序设计 12
（四） 液晶驱动子程序流程设计 13
（五） 风扇驱动子程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
设计 13
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
智能风机的发展背景
本次毕业设计将要研发的这款智能风机控制系统是一种以数字微处理器当作内部核心的智能电子系统，它的实现是以KEIL开发软件作为场合，通过该平台对符合C99规则标准的软件代码进行构建，从而实现智能风机控制系统的功能。智能风机是指一种能够完成对系统参数的显示、高性能的温度检测、红外遥控操作和直流风扇控制等目标的电子系统，它如今处于一种快速发展阶段下，这关键在于现如今技术水平的快速发展，半导体集成技术的发展使其里面主控器件和各种功能的集成芯片也在持续前进，从而这样就直接促进了当前市面上的智能风机呈现出外观体积微型化、高度智能化和成本低廉化方向发展，虽然智能风机最终呈现的功效较为平庸，尽管如此，能够满足大部分用户的应用要求，这样就使这种中低端的智能风机在市场上非常普遍，用户的认可度极高，而这也将使高端性能智能风机的发展脚步被压制，本论文对图书馆和互联网上大批文献资料进行了查阅，通过对智能风机系统的发展历程进行归纳之后，可以看出这类电子控制系统从最初的减轻不断前进，通过大量新型技术的融入，使智能化程度不断提升，另一方面传感器研发实力的飞速发展也在不断地促进着智能风机控制系统的发展，以前的传感模块虽然已经满足了将各种外界信号转换为电量信号，而内部电路特别繁杂，呈现给用户的外观形状较大，把它嵌入到智能风机中之后使得完整系统过大，而现在的传感器技术已经满足了嵌入式的需求量，使得智能型智能风机生产技术获得了大幅度的优化，本课题将要设计的这款智能风机系统将采用意法半导体企业研发的STM32微处理器来担任主控核心，结合KEIL开发环境以及智能传感器等技术，实现一款性能较高的电子系统，通过全部设计过程来对大学期间所学知识进行一次整体总结。
智能风机的国内外发展现状
通过相关文献的大量调研能够发现，市面上一些较为流行的智能风机，既有来自欧美等发达国家的，也有内地研究的，换言之国内外都已经可以通过现有技术水平给出成熟的设计方案，然而有一个现象却是需要注意的，在这些高档智能风机关联产品中，内部的多数关键器件都需要进口，特别是主控器件部分，这些重要部分仍然需要国外提供，近几年来国家投入了大量的资金开始进行关键芯片的自主研发，当前已经获得了比较显著的成果，非常多新型研发结构和片商亦参与其中，相信在未来几年，国内就能够将全面自主设计的智能风机推向市面并且进行大量生产。
本文主要研究内容
经过上文对这种智能风机系统发展背景的详细介绍，能够看出当今市场上这种系统的分布非常广泛，各个研发单位都在参与中高等级别智能风机系统的研发，本课题的提出，意在研发一款具有较高性能并且研发成本低廉的智能风机系统，因此选用了大量高性价比器件，通过STM32微处理器、LCD1602液晶显示屏、DS18B20温度检测器、红外遥控收发模块和直流风扇等的配合，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项功能指标：
1、能够以较高显示效果将智能风机系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
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、配置红外遥控信号接收电路，结合STM32微处理器构建的NEC解码协议，实现对红外遥控功能的执行；
4、设计直流风扇控制电路，采用PWM波软件生成方式，通过STM32微处理器的GPIO管脚进行转速控制；
方案设计及元器件选择
智能风机的方案设计
为了更加直观的阐述这种型号的智能风机系统的实现方法，选用了Visio软件绘制了图中的系统架构框图，该框图中将整个智能风机系统划分成微处理器最小系统、LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度传感器电路、红外遥控接收电路和风扇驱动电路等部分，这其中STM32微处理器最小系统的功能是运行其FLASH内部的用户程序，根据程序代码内容完成对每个电路模块的控制。显示模块使用了LCD1602液晶屏进行系统参数的显示，提升控制系统的性能；遥控器模块用于发出风扇档位指令，以红外线的光形式将指令传送给HX1838红外一体接收头，接收头在接收到红外线指令后，将光指令转换为电指令，并传送给STM32单片机；风扇风扇模块主要由直流风扇以及N沟道MOS管组成，MOS管作为直流风扇的驱动模块，通过这两个元件的合理搭配，在单片机的控制下，能够发出理想中的风速；温度传感器采用DS18B20，将采集到的温度以单总线的形式传送给STM32单片机。
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