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无线温度控制系统毕业设计

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目录III

第一章引言1

1.1课题的研究目的和意义1

1.2课题背景2

1.3课题来源3

1.4短距离无线通信技术的现状与发展趋势3

1.5本章小结5

第二章系统方案的总体设计6

2.1系统方案构想6

2.2系统方案的确定6

2.2.1传感器方案6

2.2.2短距离无线通信模块方案7

2.2.3系统控制及数据处理模块方案8

2.3器件的选用9

2.3.1数字式温度传感器的选择9

2.3.2无线收发芯片的选择11

2.3.3键盘显示模块的选择[21]13

2.3.4温度控制模块的选择13

2.4本章小结14

第三章电路的硬件设计15

3.1温度采集部分电路设计15

3.1.1温度数据采集硬件接口电路15

3.1.2数字式温度传感器DS18B2016

3.2无线收发电路的设计21

[15]

3.2.1nRF401芯片的介绍21

3.2.2典型应用电路说明21

3.3单片机的选择24

3.4键盘显示电路的设计24

3.4.1键盘硬件电路的设计24

III

目录

3.4.2显示电路的设计25

3.5温度控制部分电路设计26

3.5.1D/A转换电路26

3.5.2比例积分电路26

3.5.3半导体制冷器驱动电路30

3.6相关控制电路设计32

3.7本章小结32

第四章系统的软件设计33

4.1主程序设计33

4.1.1上位机主程序33

4.1.2下位机主程序33

4.2子程序设计35

4.2.1nRF401的通信子程序35

4.2.2温度测量子程序36

4.2.3PID控制子程序36

4.3本章小结40

第五章结论与展望41

5.1结论41

5.2展望41

参考文献42

致谢44

附录1总体电路图45

附录2系统源程序46

IV

第一章引言

第一章引言

1.1课题的研究目的和意义

温度是人们日常生活中接触比较多的一个物理量，人们的日常生活、动植

物的生存繁衍和周围环境的温度息息相关，石油、化工、冶金、纺织、机械制

造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温度也有着较高的

要求。例如：烟叶和纸张是吸湿性极高的材料，卷烟生产的每一个阶段对温度

都有非常特别的要求，以确保所使用材料的水分，保证生产的效率和产品质量；

印刷车间的温度控制水平对印刷质量有很大的影响；为防止库存武器弹药、金

属材料等物品霉烂、生锈，必须保持环境温度不能过高；而水果、种子、肉类

等的保存又需要保证一定的温度。随着科学技术的发展，许多新兴产业对环境

提出了更高的要求：制造大规模集成电路需要极高的空气洁净度，生物化学制

药需要精确的温度控制。因此，对温度的监测和控制已成为生产过程中非常重

要的技术要求。目前，温度传感器已广泛应用于气象、农林、冶金、化工、纺

织、食品、家用电器、仓储等许多领域。一些领域对温湿度控制的要求如表1-1

所示。

表1-1各种行业温湿度要求范围

行业工序温度（℃）行业工序温度（℃）