单片机的踢脚线取暖器控制设计【字数：11599】
近年来，随着社会的发展与人们生活水平的提高，电加热取暖器逐渐成为人们生活必备的家电之一。本次设计的主要研究和目标是，如何以STM32F103单片机为核心设计一个取暖器，利用温度采集模块对当前室内温度进行采集，并且在显示屏上显示当前室内温度，然后通过单片机控制加热管功率，使当前室内温度等于设定的目标温度。踢脚线取暖器一种以STM32F1032单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器检测温度,同时将当前室内温度显示与LCD液晶屏上，在用户通过按键模块设定目标温度后，单片机利用PID算法通过可控硅对加热管功率进行控制，从而实现对室内温度的精准控制的温度控制系统。整体系统设计由硬件设计与软件设计两部分组成，系统硬件设计包含温度采集模块，温度控制模块，显示模块，报警模块以及按键模块。软件部分的设计主要有，按键扫描程序、液晶屏显示程序、温度信号采集程序、温度控制程序、报警模块程序。
目 录
1．绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 发展现状及研究概况 1
1.3 本文的主要工作和内容安排 2
1.4系统方案选择 2
2．系统硬件电路设计 4
2.1 STM32单片机 4
2.1.1STM32单片机介绍 4
2.1.2单片机最小系统设计 5
2.2温度检测模块 7
2.2.1设计思路 7
2.2.2器件选型 7
2.2.3电路原理图 8
2.3温度控制模块 8
2.3.1设计思路 8
2.3.2器件选型 9
2.3.3电路原理图 10
2.4显示模块 10
2.4.1设计思路 10
2.4.2器件选型 10
2.4.3电路原理图 11
2.5按键模块 12
2.5.1设计思路 12
2.5.2器件选型 12
2.5.3电路原理图 13
2.6报警模块 13
2.6.1设计思路 13
2.6.2器件选型 13
2.6.3电路原理图 14
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3．系统程序设计 15
3.1主程序设计 15
3.1.1设计思路 15
3.1.2程序框图 15
3.2温度读取程序设计 16
3.2.设计思路 16
3.2.2程序框图 16
3.3显示模块程序设计 16
3.3.1设计思路 16
3.3.2程序框图 17
3.4键盘扫描程序设计 17
3.4.1设计思路 17
3.4.2程序框图 17
3.5温度控制程序设计 18
3.5.1PID算法介绍 18
3.5.2 PID算法程序框图 19
3.6报警程序设计 20
3.6.1设计思路 20
3.6.2程序框图 20
4．系统调试 21
4.1 编程软件的简介 21
4.2 调试方案 21
4.3 调试结果 22
4.4调试问题与解决 24
5．总结与展望 25
5.1 总结 25
5.2 对环境及社会可持续发展的影响 25
参考文献 25
致谢 27
附录一 电路原理图 28
附录二 系统主程序 29
1．绪论
课题的背景和意义
随着社会的发展与进步，温度测量仪器在各个领域的使用越来越广泛，取暖器的使用进入了家家户户，于是设计一个用于取暖器的智能温度控制系统便成了一个与人们息息相关，具有重要意义的实际问题，对于改善住所的舒适度具有重要意义。
温度是科学与技术中所使用的最基本的物理量，科学领域中的各个学科都离不开温度的使用。在工业生产和实验研究中，温度一般是描述对象和过程状态的重要的参数。大多数的化学反应的工艺过程必须在合适的温度下才能完成；在精炼的过程中，原油的分馏一定要在各个不同的温度和压力条件下才能得到汽油、柴油、煤油以及其他产品。如果没有适当的温度环境，大多数的电子设备将无法正常工作，粮仓的粮食储存就会恶化，也就无法保证葡萄酒的质量。因此，各行业对温度控制的要求正在逐步提高。由此可见，温度的测量和控制是非常重要的。
发展现状及研究概况
室内电加热器作为一种季节性家用电器，并未成为媒体，商店以及消费者关注的焦点。然而，相对于加热器目标的巨大市场需求，加上小家电的巨大利润吸引力，许多公司都在竞争进入这个市场。过去，不重视小家电行业的家电巨头在日趋成熟，品牌构成日趋合理的情况下，整体行业利润薄弱。战略投资的重点大多已经转移到小家电行业，包括加热器在内的发展势头强劲。家电巨头的参与带来的技术和销售能力的前沿，给包括加热器在内的小家电的营销，技术和设计带来了新的挑战。与此同时，它也加剧了室内取暖器市场的激烈竞争。
从近年来的市场发展趋势来看，消费者对电加热取暖器的需求正在从单一的温暖发展到对健康，安全和时尚的多样化需求。 加热器产品也已发展成为了一种结合了取暖，时尚和健康的高科技产品。因为消费者对现代城市生活质量的要求越来越高，家用取暖器的功能逐渐超越了简单的取暖范围，成为室内装饰和智能化生活的一部分。消费者越来越倾向于获得更“温馨”的温暖。所以，与大多数家电行业的竞争发展趋势一样，加热器行业的竞争不仅仅是价格竞争或技术能力竞争。它是设计，品牌营销和客户服务等综合优势的竞争。
本文的主要工作和内容安排
本次项目是对踢脚线取暖器控制系统的设计，以STM32f系列单片机为控制主体。此次设计是分为硬件电路的设计、软件设计部分以及软硬件联合调试三个部分来讲述驱动控制系统设计。
全文大致分为六个部分，各个章节的主要内容分布如下所示：
目 录
1．绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 发展现状及研究概况 1
1.3 本文的主要工作和内容安排 2
1.4系统方案选择 2
2．系统硬件电路设计 4
2.1 STM32单片机 4
2.1.1STM32单片机介绍 4
2.1.2单片机最小系统设计 5
2.2温度检测模块 7
2.2.1设计思路 7
2.2.2器件选型 7
2.2.3电路原理图 8
2.3温度控制模块 8
2.3.1设计思路 8
2.3.2器件选型 9
2.3.3电路原理图 10
2.4显示模块 10
2.4.1设计思路 10
2.4.2器件选型 10
2.4.3电路原理图 11
2.5按键模块 12
2.5.1设计思路 12
2.5.2器件选型 12
2.5.3电路原理图 13
2.6报警模块 13
2.6.1设计思路 13
2.6.2器件选型 13
2.6.3电路原理图 14
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3．系统程序设计 15
3.1主程序设计 15
3.1.1设计思路 15
3.1.2程序框图 15
3.2温度读取程序设计 16
3.2.设计思路 16
3.2.2程序框图 16
3.3显示模块程序设计 16
3.3.1设计思路 16
3.3.2程序框图 17
3.4键盘扫描程序设计 17
3.4.1设计思路 17
3.4.2程序框图 17
3.5温度控制程序设计 18
3.5.1PID算法介绍 18
3.5.2 PID算法程序框图 19
3.6报警程序设计 20
3.6.1设计思路 20
3.6.2程序框图 20
4．系统调试 21
4.1 编程软件的简介 21
4.2 调试方案 21
4.3 调试结果 22
4.4调试问题与解决 24
5．总结与展望 25
5.1 总结 25
5.2 对环境及社会可持续发展的影响 25
参考文献 25
致谢 27
附录一 电路原理图 28
附录二 系统主程序 29
1．绪论
课题的背景和意义
随着社会的发展与进步，温度测量仪器在各个领域的使用越来越广泛，取暖器的使用进入了家家户户，于是设计一个用于取暖器的智能温度控制系统便成了一个与人们息息相关，具有重要意义的实际问题，对于改善住所的舒适度具有重要意义。
温度是科学与技术中所使用的最基本的物理量，科学领域中的各个学科都离不开温度的使用。在工业生产和实验研究中，温度一般是描述对象和过程状态的重要的参数。大多数的化学反应的工艺过程必须在合适的温度下才能完成；在精炼的过程中，原油的分馏一定要在各个不同的温度和压力条件下才能得到汽油、柴油、煤油以及其他产品。如果没有适当的温度环境，大多数的电子设备将无法正常工作，粮仓的粮食储存就会恶化，也就无法保证葡萄酒的质量。因此，各行业对温度控制的要求正在逐步提高。由此可见，温度的测量和控制是非常重要的。
发展现状及研究概况
室内电加热器作为一种季节性家用电器，并未成为媒体，商店以及消费者关注的焦点。然而，相对于加热器目标的巨大市场需求，加上小家电的巨大利润吸引力，许多公司都在竞争进入这个市场。过去，不重视小家电行业的家电巨头在日趋成熟，品牌构成日趋合理的情况下，整体行业利润薄弱。战略投资的重点大多已经转移到小家电行业，包括加热器在内的发展势头强劲。家电巨头的参与带来的技术和销售能力的前沿，给包括加热器在内的小家电的营销，技术和设计带来了新的挑战。与此同时，它也加剧了室内取暖器市场的激烈竞争。
从近年来的市场发展趋势来看，消费者对电加热取暖器的需求正在从单一的温暖发展到对健康，安全和时尚的多样化需求。 加热器产品也已发展成为了一种结合了取暖，时尚和健康的高科技产品。因为消费者对现代城市生活质量的要求越来越高，家用取暖器的功能逐渐超越了简单的取暖范围，成为室内装饰和智能化生活的一部分。消费者越来越倾向于获得更“温馨”的温暖。所以，与大多数家电行业的竞争发展趋势一样，加热器行业的竞争不仅仅是价格竞争或技术能力竞争。它是设计，品牌营销和客户服务等综合优势的竞争。
本文的主要工作和内容安排
本次项目是对踢脚线取暖器控制系统的设计，以STM32f系列单片机为控制主体。此次设计是分为硬件电路的设计、软件设计部分以及软硬件联合调试三个部分来讲述驱动控制系统设计。
全文大致分为六个部分，各个章节的主要内容分布如下所示：
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