STM32F103单片机小型苗圃温度控制系统设计
1、绪论 3
1.1 温室温度控制系统的发展 3
1.2 项目简介 4
1.3项目方案 4
2、小型苗圃温控系统介绍 4
2.1系统整体介绍 4
2.2硬件介绍 5
2.3软件介绍 5
3、主要模块介绍及其设计方法 7
3.1 MCU介绍 7
3.1.1 STM32介绍 7
3.1.2 STM32F103性能介绍 7
3.1.3 STM32F103系统作用 9
3.2时钟模块 11
3.2.1 STM32时钟源介绍 11
3.2.2 STM32时钟硬件设计 13
3.2.3 STM32时钟配置 13
3.3 TFT电阻式触摸屏模块 13
3.3.1触摸屏介绍 13
3.3.2 ILI9341显示控制器结构 14
3.3.3 LCD像素点控制原理 15
3.3.4 ILI9341通讯时序 15
3.3.5 TSC2046触摸屏控制器 16
3.3.5 STM32控制触摸屏 17
3.3.6 TFT触摸屏硬件设计 20
3.3.7 TFT触摸屏软件设计 20
3.4 STM32串口通讯模块 21
3.4.1 STM32串口介绍 21
3.4.2 串口配置方法 21
3.4.3 串口硬件设计 23
3.4.4 串口软件设计 23
3.5 温度传感器DS18B20 23
3.5.1 DS18B20介绍 23
3.5.2 DS18B20的主要特性 24
3.5.3 DS18B20内部结构 24
3.5.4 DS18B20工作时序 25
3.5.5 DS18B20指令说明 27
3.5.6 DS18B20硬件设计 29
3.5.7 DS18B20软件设计 29
3.6 电源模块 29
3.6.1 电源模块介绍 29
3.6.2 AMS1117介绍 29
3.6.3 AMS1117极限参数 30
3.6.4 AMS1117电气特性 30
3.7 加热模块 31
3.7.1 加热模块介绍 31
3.7.2 继电器原理介绍 31
3.7.3 加热坐垫介绍 32
3.7.4 加热坐垫控制硬件设计 32
3.8 PID算法 33
3.8.1 PID算法介绍 33
3.8.2 PID算法类型 33
3.8.3 PID算法软件设计 34
4、操作及结果分析 36
4.1 硬件连接 36
4.2 操作界面显示 36
4.3 触摸屏实验 36
4.4 整体系统数据分析 36
5 总结 37
1、绪论
1.1 温室温度控制系统的发展
现代化温室设施应用先进的科学技术, 采用连续生产方式和管理方式, 高效、均衡地生产各种蔬菜、水果、花卉、药材等。它可以不受地点和气候的影响, 设置在包括寒冷地区或不毛之地的各个地区。它能够有效地改善农业生态、生产条件, 促进农业资源的科学开发和合理利用, 提高土地产出率、劳动生产率和社会、经济效益。因此, 在世界范围内得到了广泛的应用, 温室设施的关键技术是环境控制。5812
温室环境控制是在不受外界气候的影响条件下,通过改变温室内部环境因子(温度、湿度、光照等) 来获得作物最适宜的成长发育环境, 其控制技术包括硬件结构和控制算法两部分。
自20世纪70年代末, 我国陆续从以色列、美国、荷兰、日本等国引进现代化温室, 在吸收国外环境控制的高新技术的基础上, 我国科研人员对温度、湿度、光照等环境因子的控制技术进行了综合研究。温室环境控制系统经历了从1987年引进的FELIXC - 512系统到20世纪90年代初计算机开始用于温室的管理和控制领域的单片机或PLC 时代。