STM32 51单片机设计半导体制冷片温控设计

前言

一、本设计主要实现哪些很“开门”功能？

二、电路设计原理图

1.电路图采用Altium Designer进行设计：

三、实物设计图

四、程序源代码设计

五、获取资料内容

前言

基于STM32与51单片机的半导体制冷片温控设计前言

随着现代工业、医疗和科研领域对温度控制精度的要求日益提高，半导体制冷片（TEC）因其高效、灵活的特点而得到广泛应用。然而，要充分发挥TEC的性能，设计一个精确、稳定的温控系统至关重要。本文将探讨基于STM32和51单片机的半导体制冷片温控设计，旨在为相关领域提供一种高效、可靠的解决方案。

半导体制冷片（TEC）以其独特的帕尔贴效应原理，能够实现制冷和加热的双重功能。然而，TEC的温控系统在设计上存在一定的挑战，如温度调节过程中的惯性大、环境温度影响显著等。为了克服这些挑战，本文将采用PID控制算法，并结合模糊自适应控制方法，实现对TEC的精确温度控制。

基于STM32和51单片机的半导体制冷片温控系统的实现过程。硬件设计部分将包括温度传感器选型、STM32和51单片机的电路设计、TEC驱动电路设计等；软件设计部分则将重点介绍PID控制算法和模糊自适应控制方法的实现，以及温度采集、控制输出和通信等模块的软件编程。

一、本设计主要实现哪些很“开门”功能？

1）大功率供电，实现零度以下制冷
       2）实时温控检测，PID温控算法程序
       3）蓝牙APP调节温度控制发送指令执行
       4）多模式控制，手动模式与自动模式
       5）PID温控算法实现实时温控
       6）半导体制冷器设计，与散热设计

二、电路设计原理图

1.电路图采用Altium Designer进行设计：

1、通过STM32F103C8T6单片机作为系统主控，最小系统电路是整个电路的核心。

2、设计了大功率稳定制冷机系统

3、使用无线蓝牙模块，模块与单片机进行通讯解析串口连接。

4、通过DS18B20防水模块采集温度数据，模块与单片机采样单总线通讯连接

5、使用PID算法，程序内部运行

6、通过继电器做电源保护设置，模块与单片机使用数据总线控制连接

7、使用风扇进行散热，模块与单片机通过MOS官控制连接

三、实物设计图

四、程序源代码设计

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "LED.h"
#include "ds18b20.h"

int main(void)
{
   u16 t = 0;//时间
   u8 i = 0;
u8 F_mode = 1;//默认自动模式
   u8 maxtemp = 0,mintemp = 0;
   u8 tempdate[] = {30,20};//默认温度达到30度开启制冷,20度关闭制冷
   u16 len = 0;
   float temperature;
   float Temp = 0;
   c
   delay_init();       //延时函数初始化
   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
   uart_init(9600);                              //串口初始化为9600,语音播报
   Relay_Init();
   LED_Init();
   DS18B20_Init(); //温度采集初始化
   delay_ms(800);
   temperature = DS18B20_Get_Temp();//读取温度值
   delay_ms(800);
// RelayContro = 1;
   while(1)
   {
       if(USART_RX_STA&0x8000)
       {
           len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
           if(len>3)
           {
               maxtemp = (USART_RX_BUF[0]-'0')*10 + (USART_RX_BUF[1]-'0');
               mintemp = (USART_RX_BUF[2]-'0')*10 + (USART_RX_BUF[3]-'0');
               tempdate[0] = maxtemp;
               tempdate[1] = mintemp;
               USART_RX_STA=0;
           }
       }

       temperature = DS18B20_Get_Temp();//读取温度值
       Temp = temperature/10;//计算温度值，准备蓝牙传输数据

       //自动模式
       if(Temp>=tempdate[0]&&F_mode)
       {
           RelayContro = 1;//当温度高达30度开启制冷
       }
       else if(Temp<=tempdate[1]&&F_mode)
       {
           RelayContro = 0;//关闭制冷
       }

       if(F_receive == 1)
       {
           F_receive = 0;
           //默认自动模式
           if(Res == 0xff)
           {
               i++;
               //手动模式
               if(i == 1){F_mode = 0;LED = 1;}
               //自动模式
               else if(i == 2){i= 0;F_mode = 1;LED = 0;}
           }
           else if(Res == 0xfe)//手动开启制冷
           {
               if(F_mode == 0){ RelayContro = 1;}
           }
           else if(Res == 0xfc)//手动关闭制冷
           {
               if(F_mode == 0){ RelayContro =0;}
           }
       }
       if(t==200)
       {
           t = 0;
           printf("Temp:%.1f---maxtemp:%d mintemp:%d\r\n",Temp,tempdate[0],tempdate[1]);
       }
       delay_ms(5);
       t++;

   }

}