LangFlow镜像对话策略引擎：智能决定下一步动作
2025/12/22 11:59:38
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编号：
T5392305M
设计简介：
本设计是基于STM32的恒温箱控制系统，主要实现以下功能：
1、可通过温度传感器监测温度
2、可以通过按键设置温度阈值
3、通过加热片实现加热，风扇实现降温
4、WiFi连接手机，远程检测和控制
5、采用12V电压供电，采用恒温箱模型
电源： 12V
传感器：热敏电阻（NTC B3950）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：加热器（N-Mos）、散热器（N-Mos）
人机交互：独立按键
通信模块：WIFI模块（ESP8266-12F）
标签：STM32F103C8T6、OLED12864、NTC B3950、N-Mos、加热器、散热器、独立按键、ESP8266-12F
题目扩展：基于单片机的智能空调系统设计，基于单片机温度控制系统，基于单片机的恒温孵化器
基于PID的恒温箱控制系统：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：
中控部分：
中控部分是本设计的核心，采用了STM32F103C8T6单片机。作为整个恒温箱控制系统的“大脑”，它负责接收来自输入部分的各类数据，包括通过热敏电阻获取的温度信息、独立按键设置的目标温度阈值等。在接收到这些数据后，STM32F103C8T6单片机利用内置的PID（比例-积分-微分）控制算法对这些数据进行分析和处理，以计算出最合适的控制策略。然后，根据计算结果，单片机通过控制输出部分的执行器来实现对恒温箱温度的精确调节。
输入部分：
热敏电阻：作为温度传感器，热敏电阻能够实时检测恒温箱内的温度，并将温度信息转换为电信号传输给STM32F103C8T6单片机。这样，单片机就能实时掌握恒温箱内的温度状况，为后续的温度控制提供依据。
独立按键：独立按键用于用户与恒温箱控制系统的交互。用户可以通过按键切换设置界面，设置并调整恒温箱的目标温度阈值。这些设置信息同样会被传输给STM32F103C8T6单片机，以便单片机根据用户的指令进行温度控制。
供电电路：供电电路是整个系统的能量来源，它负责为STM32F103C8T6单片机、热敏电阻、独立按键、OLED显示屏、N-MOS管控制以及WIFI模块等提供稳定的12V电压供电。
输出部分：
OLED显示屏：OLED显示屏用于实时显示恒温箱内的当前温度以及用户设置的目标温度阈值。这样，用户就能直观地了解恒温箱的运行状态，并根据需要调整温度设置。
N-MOS管控制：两个N-MOS管分别用于控制加热器和制冷器的运行。STM32F103C8T6单片机根据PID控制算法的计算结果，通过控制N-MOS管的通断来调节加热器和制冷器的功率，从而实现对恒温箱温度的精确控制。
WIFI模块：WIFI模块用于实现恒温箱控制系统的远程监控和控制。它能够将恒温箱内的实时温度信息上传至云端服务器或用户的手机APP上，同时允许用户通过手机APP远程设置和调整恒温箱的目标温度阈值。这样，用户就能随时随地掌握恒温箱的运行状态并进行控制。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是按键。第五部分为LED灯。第六部分是WIFI模块。第七部分是热敏电阻。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2信息显示
如图5-2，根据不同显示界面显示不同的内容，对实时温度和目标温度显示。获取流程主要是通过IIC通信，写入从设备地址和控制信息，然后再写入命令参数后，得到信息后停止IIC通信。
图5-2 信息显示图
5.3 按键功能测试
如图5-3，在独立按键中，如果按键1被按下，切换设置界面；如果按键2被按下，设置维持温度+1；如果按键3被按下，设置维持温度-1。
图5-3 按键功能测试显示图
5.4 云智能APP测试
如图5-5所示为云智能APP测试。
图5-4 云智能APP测试显示图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、按键、蜂鸣器、热敏电阻、WIFI模块。
图6-1 仿真设计总图
6.2 信息显示
如图6-2所示，根据不同显示界面显示不同的内容，对实时温度和目标温度显示。获取流程主要是通过IIC通信，写入从设备地址和控制信息，然后再写入命令参数后，得到信息后停止IIC通信。
图6-2信息显示图
6.3 按键功能测试
如图6-3，在独立按键中，如果按键1被按下，切换设置界面；如果按键2被按下，设置维持温度+1；如果按键3被按下，设置维持温度-1。
图6-3按键功能测试图
6.4 WIFI串口测试
如图6-4所示 为WIFI串口测试。
图6-4WIFI串口测试显示图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
恒温箱在众多领域如医疗、实验室和工业生产中起着至关重要的作用。基于 PID 的恒温箱控制系统是一种广泛应用的精确温度控制方案。
PID 控制由比例、积分、微分三部分组成。比例控制根据温度偏差快速输出控制信号，但不能消除静态误差。积分控制通过对偏差进行积分来消除静态误差，不过响应速度较慢且可能导致超调。微分控制依据偏差变化率调整控制信号，能预测系统变化趋势减少超调量，但对噪声敏感。
该控制系统主要由温度传感器、控制器、执行机构和人机界面组成。温度传感器测量箱内温度并转换为电信号，控制器根据 PID 算法计算控制信号输出给执行机构（加热器或制冷器）调节温度，人机界面用于设置参数和显示状态。
PID 参数整定可采用试凑法或 Ziegler-Nichols 法。系统性能方面，稳定性取决于参数选择，响应速度受比例系数和微分时间常数影响，静态误差与积分时间常数相关。
基于 PID 的恒温箱控制系统具有结构简单、控制精度高和稳定性好等优点。未来，随着技术发展，可能会有更多先进控制算法应用于恒温箱控制，同时智能化传感器和无线通信技术也将进一步提升系统性能和便利性。
关键词：单片机；热敏电阻；人机交互；OLED12864；WIFI模块
字数：13000+
目录：
设计说明书
合肥特纳斯科技有限公司
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 WIFI模块
3.6热敏电阻
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程图
4.4 显示函数流程图
4.5 WIFI上传数据函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2信息显示
5.3 按键功能测试
5.4 云智能APP测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 信息显示
6.3 按键功能测试
6.4 WIFI串口测试
结 论
参考文献
致 谢