设计一个温度闭环控制系统

Question

任务内容：设计一个简易的温度闭环控制系统，由三极管和功率电阻组成系统的加温电路(温度范围50℃～150℃)；由热敏电阻检测温度；通过显示器（LCD）实时显示设置温度值和测量温度值；用键盘来设置温度。
STM32核心板和显示器已有和加热电路。检测电路需要自行制作 PCB画板 (帮我画出来)

Answer 1

AIGC生成：

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设计一个温度闭环控制系统

你需要设计一个简易的温度闭环控制系统，可以使用 STM32 单片机和相关的电路组件。下面是一个可能的解决方法：

系统架构

1. 加温电路：使用三极管和功率电阻组成的加温电路，可以控制温度在 50℃～150℃ 之间。
2. 温度检测：使用热敏电阻检测温度，输出对应的电压信号。
3. 显示器（LCD）：实时显示设置温度值和测量温度值。
4. 键盘输入：使用键盘输入来设置温度值。

解决方法

1. 使用 STM32 单片机作为控制器，读取键盘输入，控制加温电路和显示器。
2. 使用 ADC 读取热敏电阻的输出电压信号，计算实际温度。
3. 使用 PID 算法控制加温电路，确保温度在设置的范围内。
4. 使用 LCD 显示器显示设置温度值和测量温度值。
5. 使用键盘输入来设置温度值，单片机将其转换为对应的加温电路控制信号。

电路设计

加温电路可以使用以下电路：

• 三极管：使用 NPN 三极管（如 2N3904）作为开关，控制电流通过功率电阻。
• 功率电阻：使用电阻（如 1Ω）作为加温电路的电阻。
• 热敏电阻：使用热敏电阻（如 10kΩ）作为温度检测器，输出对应的电压信号。

软件设计

单片机软件可以使用以下步骤：

1. 读取键盘输入，设置温度值。
2. 使用 ADC 读取热敏电阻的输出电压信号，计算实际温度。
3. 使用 PID 算法控制加温电路，确保温度在设置的范围内。
4. 使用 LCD 显示器显示设置温度值和测量温度值。

总结

设计一个温度闭环控制系统需要考虑多个方面，包括加温电路、温度检测、显示器和键盘输入。使用 STM32 单片机和相关的电路组件，可以实现一个简易的温度闭环控制系统。