【单片机毕业设计】基于 STM32 或 51 单片机的按键可调恒温控制系统设计基于 STM32 或 51 单片机的温度采集与风扇加热片协同控制系统设计（022808）

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原创最新推荐文章于 2026-11-10 16:37:35 发布 7 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

情系淮思：五款车规MCU横向对比与VCU选型本文对比五款车规MCU中的S32K312与S32K324，聚焦核心架构、存储、通信及安全特性。S32K324为双核160MHz Cortex-M7，内存、外设（如以太网、QuadSPI、SAI）全面升级，支持高实时并行处理与复杂应用；而S32K312为单核120MHz，适用于中端车身控制。两者均满足ASIL B功能安全，具备完整安全引擎。选型建议：中端用S32K312，高端复杂系统优选S32K324。阅读详情

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项目研究背景

随着嵌入式技术与物联网感知技术持续普及，小型嵌入式温度监测与控制装置在实验室恒温箱、小型仓储保温、设备散热保护等场景得到广泛应用。传统人工值守温度监测方式存在响应滞后、人力成本高、无法实时自动调控温度的缺陷，部分简易温控设备仅支持单一温度报警，缺少加热、降温双向自动控制能力，温度阈值固定不可修改，人机交互功能薄弱，难以适配多样化的温度管控需求。现有商用温控设备大多集成度高，成本昂贵，功能冗余，对于小型场景而言性价比偏低。STM32 或 51 单片机具备成本低、开发简单、外设拓展灵活的特点，搭配数字温度传感器可搭建轻量化的温度管控硬件系统。本课题依托嵌入式技术，设计一套集成温度采集、LCD 显示、阈值设置、声光报警、加热与降温自动控制的嵌入式温控系统，实现温度状态实时监测与双向温度调节，弥补传统温控方案功能单一、参数不可配置的短板，满足小型场景下低成本、可自主配置阈值的恒温管控需求，具备良好的工程实践价值。

摘要

本课题设计基于 STM32 或 51 单片机的温度监测与自动温控报警系统，系统采用 DS18B20 数字温度传感器采集环境温度，利用 LCD1602 液晶模块实时展示当前温度与温度阈值参数。系统搭载设置、增加、减小三个功能按键，支持用户自定义高温报警阈值与低温报警阈值；当采集温度超出设定区间时，蜂鸣器与对应指示灯触发声光报警。系统配置两路继电器，分别驱动风扇与加热片，实现高温自动降温、低温自动加热的双向温控逻辑。系统温度测量范围为 - 25℃~125℃，测量精度可达 ±0.5℃。课题完成硬件电路搭建、底层驱动程序编写、系统功能联调测试，测试结果表明系统能够稳定完成温度采集、参数设置、声光报警与自动控温功能，可应用于小型设备恒温防护、简易仓储环境监测等场景。

总体方案

STM32 或 51 单片机主控芯片：作为系统控制核心，负责读取传感器温度数据、扫描按键输入、驱动 LCD 显示、判断温度阈值、控制继电器与声光报警模块；该类单片机资源充足，指令简单，配套开发资料丰富，适合本科嵌入式项目开发，承担系统整体逻辑调度。
DS18B20 数字温度传感器：用于采集环境温度，支持 - 25℃至 125℃温度测量，精度 ±0.5℃，单总线通信方式，接线简单，无需额外模数转换电路，负责实时获取温度原始数据并传输至主控。
LCD1602 液晶显示屏：作为人机显示外设，用于实时显示当前采集温度、用户设置的高温阈值与低温阈值，字符显示稳定，驱动代码成熟，承担系统参数可视化输出。
独立按键模块：共 3 个按键，分别为设置键、增加键、减小键，用于切换参数设置模式、修改高低温阈值，实现阈值自定义配置，提供人机交互输入通道。
蜂鸣器与 LED 指示灯模块：声光报警单元，当温度超出设定上下限阈值时，蜂鸣器发声，对应 LED 点亮，提示温度异常状态。
继电器模块：两路继电器，一路控制加热片，一路控制散热风扇，由单片机 IO 口控制通断，作为功率驱动器件，驱动加热、降温执行硬件。
加热片与散热风扇：系统执行器件，低温时加热片启动升温，高温时风扇启动散热，完成环境温度调节。
电源模块：为单片机、传感器、继电器、显示模块提供稳定直流供电，保障整套硬件系统持续可靠运行。

核心功能

温度采集与实时显示功能：基础感知功能，由 DS18B20 传感器周期性采集环境温度，单片机读取温度数据并解析，将实时温度数值输出至 LCD1602 液晶屏进行持续刷新显示，用户可直观查看当前环境温度。
温度阈值按键配置功能：核心交互功能，用户通过设置键进入阈值编辑模式，使用增加键、减小键修改高温报警阈值、低温报警阈值；修改完成后保存参数，退出设置模式，支持随时重新调整阈值，适配不同场景温度管控需求。
温度超限声光报警功能：核心报警功能，主控实时对比采集温度与预设阈值，当温度高于高温阈值或者低于低温阈值时，触发对应 LED 指示灯点亮，同时蜂鸣器启动鸣叫，提示温度异常；温度回归正常区间后，报警自动停止。
LCD 参数显示功能：辅助显示功能，LCD1602 屏幕同时展示实时温度值、已设置的高温阈值、低温阈值，界面信息清晰，方便用户查看系统当前配置参数。
自动加热控制功能：核心温控功能，系统检测到温度低于设定低温阈值时，控制加热回路继电器闭合，加热片工作，提升环境温度；当温度回升至正常区间，继电器断开，停止加热。
自动降温控制功能：核心温控功能，系统检测到温度高于设定高温阈值时，控制风扇回路继电器闭合，散热风扇启动，降低环境温度；当温度回落至正常区间，继电器断开，停止降温。

技术路线

C 语言：作为嵌入式程序开发语言，编写单片机底层驱动代码，实现传感器读取、按键扫描、LCD 显示、继电器控制、阈值判断与报警逻辑开发，语法简洁，是单片机开发主流编程语言。
Keil MDK/Keil C51 开发工具：程序代码编写、编译、调试环境，完成工程创建、代码编译、程序烧录至 STM32 或 51 单片机，支持在线调试，方便排查程序逻辑问题。
STM32 或 51 单片机开发板：系统硬件载体，运行嵌入式程序，完成各类外设信号的接收与输出。
Altium Designer：硬件电路原理图绘制工具，设计系统硬件电路，完成元器件引脚连接规划，输出硬件电路图纸。
Proteus 仿真软件：前期电路仿真工具，在硬件实物制作前对电路逻辑进行仿真验证，提前排查硬件设计缺陷，降低实物调试难度。
ST-Link/USB 烧录器：程序烧录硬件工具，将编译完成的程序固件下载到单片机芯片。
万用表、示波器：硬件调试测试工具，检测电路电压信号、通信波形，完成硬件电路故障排查与系统功能测试。
串口调试助手：辅助调试软件，用于打印温度数据、系统状态信息，辅助开发阶段程序逻辑验证。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。