自动加热及散热系统

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1、自动加热及散热系统摘要本系统基于STM32F103RBT6单片机，实现程控温控器基本控制功能。系统中的温度传感器和实时时钟芯片釆集外部温度和时钟时间，系统还可以采集风扇的转速，并将数据显示在LCD12864上。通过按键预设的温度与实际温度不断比较，系统内部风扇装置和水泥电阻加热装置会进行加热和散热。当温度达到设定温度、上下限温度时，系统将会通过蜂鸣器和LED灯进行声光报警，并在LCD12864显示屏上显示警报符号。本系统采用两个自制电源供电。系统的创新点在于可以通过比较简单、廉价、常用的电子元器件实现温度控制，精确度较高。由于系统资源丰富，还可以方便的扩展其应用。关

2、键词自动加热散热，水泥电阻，STM32F103RBT6—V系统方案1.1MCU选择方案一：MSP430F149。MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（MixedSignalProcessor）。优点是低功耗。方案二：ATMEGA16相对于出现较早的AT89C52芯片，AUR系列单片机片内资源更为丰富,接口也更为强大，具有A/D转换等电路，有功能强大的计数器/定时器及通讯接口。方案三：选择STM32F103单片机。例如STM32F103RBT6有128KFLASH、20KSR

3、AM>2个SPI、3个串口、1个USB、1个CAN、2个12位的ADC、RTC、51个可用10脚，性价比咼。方案选择：由于本系统需要控制的引脚较多，如矩阵键盘、液晶控制、且对RAM的和单片机的运行速度提岀了较大的要求，所以选择STM32F103RBT6（中容量）作为辅助控制单片机。1.2自制电源设计由题FI的要求可知：要求自己制作12V和5V直流电源，12V直流电源建议为2Ao12V的电压维持风扇工作，5V的电压给主机和其他外围设备供电。方案一：将220V交流电压利用变压器转变为24V电压，再将24v电压用LM2596芯片分別降压成5v与12v电压，电流需整流成肓流

4、。方案二：将220V交流电压利用变压器转变为12V电压，12V电压给风扇供电，用MC34063芯片将12V的电压降为5V,电流需整流成直流后输出。方案三：自制电源是通过将220v交流电压先通过变压器转成24v交流电压，然后通过整流桥（即电桥）将24v交流电压转换成30v直流电压，直流电压30v最后通过7805降成5v育•流电压，通过7812降成12V肓流电压。其中30V直流电压用于水泥电阻加热供电，5V电压用于单片机提供电源。综合性价比考虑选择方案一。1.3液晶显示方案一：用LCD1602液晶显示屏显示。1602（带字库）的市场价格约为14元，1602（不带字库）的

5、市场价格约为10元，需自制转接板。它具有有微功耗、体积小、显示指令形式丰富、超薄轻巧的诸多优点，操作指令少等优点。但是其缺点是无法清楚地显示各种汉字，而且指令执行过程对于时间的延迟有严格要求。第三，1602只有16X2个字符，显示字符太少不符合题目的要求。方案二：用5110诺基亚液晶显示屏进行显示。裸屏市场价格约为15元，转接板的价格在5元左右，是84X48的点阵LCD,可以显示4行汉字，采用串行接口与主处理器进行通信,接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有9条。支持多种串行通信协议,传输速率高达4Mbps,可全速写入显示数据，无等待时间。但是其缺点

6、是只有黑白两色，色彩不丰富，显示不稳定，以及显示时亮度不够。方案三：用12864液晶显示屏进行显示。12864（带字库）的市场价格约为，15元，需自制转接板。采用并行方式传输数据，优点是12864显示的文字大缺点是12864T0口占用多。方案选择：由于在整体方案设计屮需要显示汉字、数字、字符、字母等多种符号。综合考虑选择方案三。1.4功率调节控制方案一：加热的装置用多个水泥电阻串联而成，通过控制PWM波的占空比实现功率的调To方案二：加热的装置用多个水泥电阻串联而成，通过外部的开关控制水泥电阻接入电路的个数，从而达到功率调节的控制。方案一的功率调节控制的可调档位远多

7、于方案二，性能的实现远优于方案二。除此之外,为了达到恒温加热的效果，给水泥电阻罩一个金属模块，有利于热量的均衡传达。1.5风扇转速采集方案一：采用普通风扇，通过在风扇以及外部分别安装激光接收管和激光发射管来测定转过一圈风扇所需要的时间。其优点是测量精确，缺点是风扇上的激光接收管安装困难，且该方案成木较高。方案二：采用一种特定的风扇，该风扇有三根引线，分别为VCC,GND,另一条线可以不间断地产生脉冲，由此来计数。优点是计数准确，缺点是价格稍贵。综合考虑选择方案二。1.6实时温度采集由于题目规定有上限温度70°C和下限温度30°C,而数字式温度传感器DS18B20