STM32单片机恒温箱系统概述

该系统以STM32单片机为核心，通过温度传感器实时监测环境温度，结合2路继电器控制加热/制冷设备，实现恒温调节。蓝牙模块用于无线通信，支持用户通过手机APP远程监控和调整温度参数。

硬件组成

STM32主控芯片
通常选用STM32F103系列，具备丰富的外设接口（如ADC、PWM、UART）和低功耗特性，适合嵌入式控制场景。

温度传感器
常用DS18B20（单总线通信）或DHT11（数字输出），精度需满足恒温需求（如±0.5℃）。

继电器模块
2路继电器分别控制加热（如电热丝）和制冷（如半导体制冷片），需注意继电器负载电流与设备匹配。

蓝牙模块
HC-05或HC-06模块，通过串口（UART）与STM32通信，支持AT指令配置，传输温度数据及接收控制指令。

电源管理
为继电器和单片机提供独立电源，避免大电流干扰。

软件设计

温度采集与处理
传感器数据通过ADC或数字接口读取，采用滑动平均滤波算法减少噪声。

floatRead_Temperature(){uint16_tadc_value=ADC_Read();// 假设使用ADC读取returnadc_value*3.3/4096*100;// 转换为温度值（示例）}

PID控制算法
通过比例-积分-微分调节输出，实现精准控温。

voidPID_Control(floattarget_temp){floaterror=target_temp-current_temp;integral+=error*dt;floatoutput=Kp*error+Ki*integral+Kd*(error-last_error)/dt;last_error=error;Set_Relay(output);// 根据输出值控制继电器}

蓝牙通信协议
定义简易协议格式，如：T:25.5（当前温度）、S:26.0（设置目标温度）。

voidBluetooth_Handler(){if(UART_Receive()=='S'){target_temp=atof(received_data);// 解析设置值}}

继电器控制逻辑

• 加热模式：当温度低于设定值时，闭合加热继电器，断开制冷继电器。
• 制冷模式：当温度高于设定值时，闭合制冷继电器，断开加热继电器。
• 安全保护：加入超温断电功能，通过软件或硬件看门狗实现。

蓝牙功能扩展

• APP设计：使用MIT App Inventor或Android Studio开发简易界面，支持温度曲线显示、阈值设置。
• 低功耗模式：蓝牙模块可配置为休眠状态，STM32通过中断唤醒降低功耗。

调试与优化

• 温度校准：通过硬件补偿或软件偏移修正传感器误差。
• 抗干扰设计：继电器触点并联RC吸收电路，减少电磁干扰。
• 通信稳定性：蓝牙模块添加数据校验（如CRC），避免误码。

通过上述设计，系统可实现高精度恒温控制与便捷的无线操作，适用于实验室、农业孵化等场景。

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