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基于stm32f103的数字湿度计控制系统设计(附件)【字数:7657】

2023-12-02 17:28编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要本次毕业设计以“基于STM32F103的数字湿度计控制系统设计”作为研究内容,选用了STM32微处理器作为主控核心部分,配置了一种数字湿度计系统,实现了对周围环境温度湿度高精度检测的功能,当检测到湿度超标时自动启动风机进行除湿,系统可以将检测到的温湿度参数显示在液晶屏上供用户查看。在硬件系统设计方面,这种类型的数字湿度计控制系统以STM32微处理器最小系统作为关键,结合了LCD1602显示电路、DHT11温湿度传感器电路、有源蜂鸣器电路和风机驱动电路等一系列电路,通过电路之间的完美对接,构建成了该款数字湿度计控制系统的硬件框架结构。本次毕业设计还实现了对该款数字湿度计系统的工作测试,将该款系统进行长时间工作,行使各项功能后,系统表现出了应有的现象,将每一个测试数据进行记录后进行总结梳理,每一向指标数据符合设计要求。
目录
一、 引言 1
(一) 数字湿度计的发展背景 1
(二) 数字湿度计的国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
(一) 数字湿度计的方案设计 3
(二) STM32微处理器简介 3
(三) LCD1602液晶显示屏简介 4
(四) DHT11型温湿度传感器简介 4
(五) 有源蜂鸣器简介 5
三、 系统硬件设计 6
(一) 最小系统电路设计 6
(二) 液晶屏显示电路设计 7
(三) 环境温湿度采集电路设计 7
(四) 报警信号生成电路设计 7
(五) 风机驱动电路设计 8
(六) 参数设置电路设计 8
四、 系统软件设计 10
(一) 数字湿度计的主程序流程设计 10
(二) 液晶驱动子程序设计 10
(三) 温湿度采集子程序流程设计 12
(四) 有源蜂鸣器子程序设计 12
(五) 风机控制子程序流程设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072

附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
数字湿度计的发展背景
数字湿度计指的是一种能够完成高清显示参数、温湿度检测、蜂鸣式报警和风机驱动等目标的电子控制系统,它如今处于一种快速发展阶段下,这主要得益于当前技术水平的快速发展,在数字湿度计控制系统的发展历史中,半导体集成技术的发展也在很大程度上起到了对其发展的促进作用,最初的数字湿度计系统内部芯片主要以分离式的简单元件作为基础,而丰富使用这些基本元器件则引发了电路板结构庞大,模块分散安插焊接,各元器件之间的空隙大,当数字湿度计里面运算数据特别多时,高效率通信的信号受这种电路焊接方式的影响,非常容易出现不良的工作运行现象,所以数字湿度计系统不能展现出特别高的指标性能,这在很大程度上管制了该器件的发展脚步。另一方面传感器设计技术的飞速发展也在不断地促进着数字湿度计系统的发展,以前的智能传感器虽然已经符合了将各类外界信号转换为电量信号,但内部模块特别繁杂,呈现给使用者的外形体积庞大,把它植入到数字湿度计中之后使完整系统过大,而当今的传感器技术已经满足了嵌入式的期望,使智能式数字湿度计设计技术获得了极大的改善。本论文拟将设计的这种型号的数字湿度计系统将选用意法半导体企业研发的STM32微处理器来作为主控核心,结合KEILIDE以及智能传感器等技术,实现一款性能较高的电子控制系统,通过整个研发过程来对大学期间所学知识进行一次整体总结。
数字湿度计的国内外发展现状
这些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,目前已经取得了较为明显的成果,市面上一些比较盛行的数字湿度计,既有来自欧美等发达国家的,也有内地设计的,也就是说国际上都已经能够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,在这一些高档数字湿度计关联产品中,内部的大多数关键器件都需要进口,尤其是主控器件部分,这一些关键部分仍然需要国外提供,而国产芯片虽然在近几年中进行了大量的研发,由于起步较晚,投入市场的国产芯片类别很少,另外多数是借鉴国外芯片进行复制,在性能方面还无法和类似功能的进口芯片相媲美,这是现如今国内设计数字湿度计所遇到的关键问题。
本文主要研究内容
本文拟将研发的是一种采用STM32微处理器来担任微处理器控制器的数字湿度计系统,本论文对它的设计内容主要分为硬件电路和软件程序代码两个部分,将采用模块设计法将完整系统分割为多个功能模块,实现各项预期功能指标,下边为本课题将要实现的各项设计内容:
1、能够实现高清晰的显示效果,通过微处理器的控制控制,实现快速的显示内容更新;
2、设计DHT11温湿度传感器驱动控制电路,能够实现温湿度的高精度采集,采集结果能够直接被STM32微处理器使用;
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、设计风机驱动电路,通过STM32微处理器对高低电平信号的输出,能够实现对风机的闭合和启动动作进行灵活控制;
方案设计及元器件选择
数字湿度计的方案设计
根据课题的各项预期功能指标来看,为了能够将这款数字湿度计系统的性能可以达到瓶颈,这里需要设计一个最佳的实现方案,经过了反复的资料查阅和推敲,本课题拟将根据下图中的框图架构来实现数字湿度计系统的配置,将STM32微处理器作为主控部分,通过LCD1602显示器、DHT11温湿度传感器、有源蜂鸣器和风机来搭建液晶屏显示电路、温湿度检测电路、报警电路和风机驱动电路等电路部分。数字湿度计控制系统在对环境温湿度两项参数进行检测时采用图中的温湿度传感器模块,DHT11传感器将温湿度数据转换为数字信号送入微处理器。除湿功能通过图中的风机输出风力进行除湿,通过图中的微处理器将控制信号送入驱动电路随后驱动风机实现除湿。液晶屏部分采用LCD1602液晶屏模块,实现对温湿度以及其他重要参数的显示;报警输出电路采用有源蜂鸣器,实现当湿度出现异常时进行报警。参数设置电路采用机械按键,实现对除湿湿度阀值的设置。

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