基于STM32的温度控制实验-毕业论文.pdfVIP

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摘要:请设计一个基于STM32的单片机的具有高精度温度控制的实验，温度

范围为10~140℃，实验模块包含控制，测温，加热器和人机交互等，并使用

DB18B20温度传感器测量温度的大小，选用搭载ARMCortex-M内核的

STM32F429的单片机作为控制的核心部分，人机交互部分采用TFT显示屏显示

温度，使用PWM的脉冲宽度调制波驱动加热器。该实验能够实现温度的测量，

数据存储，控制和分析功能。为实现三个控制参数的在线修正，使用自适应性

强的模糊PID算法。不用建立被控对象的精确模型就能保证加热器功率的实时控

制，实现较稳和较快的性能。实验结果表明了该方法的有效性和实用性。

关键字：温度实时显示，控制；模糊PID算法；脉冲宽度调制

BasedonSTM32temperaturecontrolexperiment

Peishunli,Departmentofelectronics

Abstract:PleasedesignabasedontheSTM32MCUhasahighprecision

modulecontainscontrol,temperature,heaterandhuman-computerinteraction,etc.,

andthesizeoftheDB18B20temperaturesensorisusedtomeasurethetemperature,

theuseofcarryingtheARMarchitecture(MSTM32F429singlechipmicrocomputer

ascontrolcorepartofthekernel,thehuman-computerinteractionpartadoptsTFT

displayshowsthetemperature,usingPWMpulsewidthmodulationwavetodrivethe

heater.Theexperimentcanrealizetemperaturemeasurement,datastorage,control

andanalysisfunction.Inordertorealizetheonlinecorrectionofthreecontrol

parameters,aself-adaptivefuzzyPIDalgorithmisused.Theaccuratemodelofthe

controlledobjectcanguaranteethereal-timecontrolofthepoweroftheheaterand

andpracticabilityofthismethod.

Keywords:temperaturereal-timedisplay;control;FuzzyPIDalgorithm;Pulse

widthmodulation

1系统的整体设计

在本次实验中电路总体上可以分为几个模块：人机交互的模块，温度采集的

模块，STM32的系统模块，驱动加热的模块。实验中我们以STM32作为主控制器

控制电路，传感器采集温度作为STM32的输入，驱动模块，显示屏，以及按键作

为STM32的输出。温度采集方面由DS18B20温度传感器，可与单片机直接连接。

经过单片机的处理将温度的数据传给显示屏进行显示，利用按键进行设置温度阙

值。如果温度超过设定的界限，则通过STM32单片机发出的指令来控制驱动的模

块，调节温度值。

实验中系统的整体图如下图1所示：

图1

1.1人机交互模块的设计

温度控制系统经常是用来保证温度的变化稳点或按照某种规律进行变化。但

是通常温度具有惯性大，滞后性严重的特点，所以很难建立很好的数学模型。所

以在本次实验中我们采用了性能高又经济的搭载ARMCortex-M内核的

STM32F429的单片机作为它的微控制处理器。人机交互模块主要是有普通的按

键和一块彩色液晶屏幕所组成。该实验中采用