【单片机毕业设计】【mcuclub-jj-037】基于单片机的电热毯的设计

最近设计了一个项目基于单片机的电热毯系统，与大家分享一下：

一、基本介绍

项目名：电热毯
项目编号：mcuclub-jj-037
单片机类型：STC89C52
具体功能：
1、通过DS1302同步时间，可设定自动开电热毯时间，可通过按键关闭电热毯
2、通过防水式DS18B20进行测温，当温度值大于设置的危险值时，进行声光报警
3、通过MQ-2检测烟雾值，当烟雾值大于设置的最大值时，进行声光报警
4、通过按键可设置保温温度区间，当通过一个按键启动电热毯时，两个加热片同时工作，此时，处于加热模式，当温度加到大于设置的温度区间最大值时，两个加热片停止工作。当温度小于设置的温度区间最小值时，启动一个加热片进行工作，直到大于设置的温度区间最大值，此时为保温模式
5、通过显示屏显示数据
扩展功能：通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端，并可以控制开始和关闭

二、51实物图

单片机型号：STC89C52

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

三、51仿真图

仿真软件版本：proteus8.9

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

四、32实物图

单片机型号：STM32F103C8T6

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

七、系统框图

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计电热毯的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由五部分组成，第一部分是温度检测模块，通过该模块检测当前电热毯的温度；第二部分是烟雾配合A/D转换模块，将检测到的烟雾传输到单片机中；第三部分是时钟模块，通过该模块获取当前时间；第四部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置时间、设置阈值等；第五部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是继电器模块，通过两个继电器分别给电热毯进行加热；第三部分是声光报警模块，检测到温度或者烟雾大于设置的最大值进行声光报警。除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图所示。

八、软件设计流程

系统的主流程图如图4-2所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、定时、设置阈值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令，设备根据用户发送的指令执行对应的处理；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，温度超过危险值，关闭电热毯、温度报警，烟雾超过危险值，关闭电热毯、烟雾报警，加热模式，开启两个加热，温度大于最大值，进入保温，保温模式，开启一个加热，温度低于最小值、进入加热。

九、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

void Manage_function(void)
{if(flag_display == 0)                  //测量界面{if(ds1302_buf[4] == time_shi_on && ds1302_buf[5] == time_fen_on && ds1302_buf[6] == 0 && flag_time == 1){if(flag_mode == 0){flag_mode = 1;}}if(temp_value > temp_danger*10)              //温度超过危险值，关闭电热毯、温度报警{temp_alarm = 1;flag_mode = 0;}else{temp_alarm = 0;}if(smog_value > smog_max)                          //烟雾超过危险值，关闭电热毯、烟雾报警{smog_alarm = 1;flag_mode = 0;}else{smog_alarm = 0;}if(temp_alarm == 1 || smog_alarm == 1){if(time_num % 30 == 0){LED = ~LED;BEEP = ~BEEP;}}else{LED = 1;BEEP = 1;}if(flag_mode == 0)                                     //停止，关闭两个加热{RELAY_JR1 = 1;RELAY_JR2 = 1;}else if(flag_mode == 1)                             //加热模式，开启两个加热{RELAY_JR1 = 0;RELAY_JR2 = 0;if(temp_value > temp_max*10)              //温度大于最大值，进入保温{RELAY_JR1 = 0;RELAY_JR2 = 1;flag_mode = 2;}}else if(flag_mode == 2)                              //保温模式，开启一个加热{if(temp_value < temp_min*10)                //温度低于最小值、进入加热{RELAY_JR1 = 0;RELAY_JR2 = 0;flag_mode = 1;}else{RELAY_JR1 = 0;RELAY_JR2 = 1;}}}else                                                          //设置界面，关闭声光报警、加热片{LED = 1;BEEP = 1;RELAY_JR1 = 1;RELAY_JR2 = 1;}
}

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