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设计说明书部分资料如下
设计摘要：
恒温箱在众多领域如医疗、实验室和工业生产中起着至关重要的作用。基于 PID 的恒温箱控制系统是一种广泛应用的精确温度控制方案。
PID 控制由比例、积分、微分三部分组成。比例控制根据温度偏差快速输出控制信号，但不能消除静态误差。积分控制通过对偏差进行积分来消除静态误差，不过响应速度较慢且可能导致超调。微分控制依据偏差变化率调整控制信号，能预测系统变化趋势减少超调量，但对噪声敏感。
该控制系统主要由温度传感器、控制器、执行机构和人机界面组成。温度传感器测量箱内温度并转换为电信号，控制器根据 PID 算法计算控制信号输出给执行机构（加热器或制冷器）调节温度，人机界面用于设置参数和显示状态。
PID 参数整定可采用试凑法或 Ziegler-Nichols 法。系统性能方面，稳定性取决于参数选择，响应速度受比例系数和微分时间常数影响，静态误差与积分时间常数相关。
基于 PID 的恒温箱控制系统具有结构简单、控制精度高和稳定性好等优点。未来，随着技术发展，可能会有更多先进控制算法应用于恒温箱控制，同时智能化传感器和无线通信技术也将进一步提升系统性能和便利性。
关键词：单片机；热敏电阻；人机交互；OLED12864；WIFI模块
字数：13000+
目录：
设计说明书
合肥特纳斯科技有限公司
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 WIFI模块
3.6热敏电阻
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程图
4.4 显示函数流程图
4.5 WIFI上传数据函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2信息显示
5.3 按键功能测试
5.4 云智能APP测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 信息显示
6.3 按键功能测试
6.4 WIFI串口测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
一、选题背景
在现代科技和工业生产中，对温度的精确控制需求日益增长。许多领域，如生物制药、化学实验、电子制造等，都需要在特定的温度范围内进行操作，以确保产品质量、实验结果的准确性和生产过程的稳定性。
恒温箱作为一种能够提供稳定温度环境的设备，在这些领域中发挥着关键作用。传统的恒温箱控制方法往往存在精度不高、稳定性差、响应速度慢等问题，难以满足日益严格的温度控制要求。
随着控制理论和技术的不断发展，PID（比例 - 积分 - 微分）控制作为一种经典的控制算法，因其简单、可靠、有效的特点，被广泛应用于各种控制系统中。将 PID 控制应用于恒温箱控制系统，可以有效地提高温度控制的精度、稳定性和响应速度，满足不同领域对温度控制的需求。
此外，随着传感器技术、计算机技术和自动化技术的不断进步，为基于 PID 的恒温箱控制系统的实现提供了更加先进的技术支持。例如，高精度的温度传感器可以实时准确地测量恒温箱内的温度，计算机控制系统可以快速准确地计算 PID 控制参数并输出控制信号，自动化执行机构可以精确地调节恒温箱内的温度。
二、实际意义
提高产品质量
在生物制药领域，许多药品的生产过程需要在特定的温度范围内进行，温度的微小变化可能会影响药品的质量和疗效。基于 PID 的恒温箱控制系统可以提供精确稳定的温度环境，确保药品生产过程的一致性和可靠性，从而提高药品的质量。
在电子制造领域，一些电子元件的性能和可靠性也对温度非常敏感。精确的温度控制可以提高电子元件的生产质量，降低次品率。
保证实验结果的准确性
在化学实验和生物实验中，温度是一个重要的实验参数。精确的温度控制可以确保实验条件的一致性，从而提高实验结果的准确性和可靠性。基于 PID 的恒温箱控制系统可以为实验提供稳定的温度环境，减少温度波动对实验结果的影响。
提高生产效率
在工业生产中，温度控制的精度和稳定性直接影响生产过程的效率和质量。基于 PID 的恒温箱控制系统可以快速响应温度变化，自动调整控制参数，保持恒温箱内的温度稳定，从而提高生产效率，降低生产成本。
推动控制技术的发展
基于 PID 的恒温箱控制系统的研究和应用，可以为控制理论和技术的发展提供实践经验和参考案例。通过对 PID 控制算法的优化和改进，可以提高控制系统的性能和适应性，推动控制技术的不断创新和发展。
总之，基于 PID 的恒温箱控制系统具有重要的选题背景和实际意义。它可以为不同领域提供精确稳定的温度环境，提高产品质量、保证实验结果的准确性、提高生产效率，同时也推动了控制技术的发展。
1.2 国内外研究现状
一、国外研究现状
在国外，基于 PID 的恒温箱控制系统的研究起步较早，并且取得了许多显著的成果。
一方面，在理论研究方面，国外学者对 PID 控制算法进行了深入的研究和改进。例如，通过引入先进的控制理论，如模糊控制、神经网络控制等，与 PID 控制相结合，形成了智能 PID 控制算法。这些算法能够根据系统的运行状态自动调整 PID 参数，提高了控制系统的适应性和鲁棒性。
另一方面，在实际应用方面，国外的恒温箱制造商不断推出采用先进 PID 控制技术的产品。这些产品通常具有高精度的温度测量和控制能力，能够满足各种复杂的应用需求。例如，在一些高端的实验室和医疗设备中，采用了先进的 PID 恒温箱控制系统，能够实现精确的温度控制，保证实验和治疗的效果。
此外，国外还在不断探索新的控制技术和方法，以进一步提高恒温箱控制系统的性能。例如，利用无线传感器网络技术，实现对恒温箱的远程监控和控制；采用自适应控制算法，使恒温箱能够自动适应不同的工作环境和负载变化。
二、国内研究现状
在国内，随着科技的不断进步和对温度控制要求的提高，基于 PID 的恒温箱控制系统也得到了广泛的研究和应用。
在学术研究领域，许多高校和科研机构开展了对 PID 控制算法的研究和改进工作。研究人员通过对传统 PID 控制算法的分析和优化，提出了一些改进的 PID 控制策略。例如，采用参数自整定技术，使 PID 参数能够根据系统的运行情况自动调整，提高了控制系统的性能。
同时，国内的企业也在积极研发和生产基于 PID 的恒温箱产品。这些产品在性能和质量上不断提高，逐渐缩小了与国外产品的差距。一些国内品牌的恒温箱在国内市场上占据了一定的份额，并且开始向国际市场拓展。
此外，国内还在积极开展对恒温箱控制系统的智能化研究。例如，利用物联网技术，实现恒温箱的远程监控和管理；开发具有智能诊断和故障处理功能的恒温箱控制系统，提高了系统的可靠性和稳定性。
三、国内外研究现状对比
与国外相比，国内在基于 PID 的恒温箱控制系统的研究和应用方面还存在一些差距。
首先，在技术创新方面，国外的研究更加前沿和多样化。国外学者不断引入新的控制理论和技术，推动了恒温箱控制系统的发展。而国内的研究相对较为保守，在创新能力上还有待提高。
其次，在产品质量和性能方面，国外的恒温箱产品通常具有更高的精度和稳定性。这主要得益于国外先进的制造工艺和严格的质量控制体系。国内的产品在这方面还需要进一步加强。
然而，国内也有自己的优势。一方面，国内市场需求巨大，为恒温箱控制系统的发展提供了广阔的空间。另一方面，国内在成本控制方面具有一定的优势，能够生产出性价比更高的产品。
综上所述，基于 PID 的恒温箱控制系统在国内外都得到了广泛的研究和应用。国外在技术创新和产品质量方面具有一定的优势，而国内在市场需求和成本控制方面具有潜力。未来，随着科技的不断进步，国内外的研究人员和企业将继续努力，推动恒温箱控制系统向更高精度、更智能化的方向发展。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STM32的恒温箱控制系统，主要实现以下功能：
1、可通过温度传感器监测温度
2、可以通过按键设置温度阈值
3、通过加热片实现加热，风扇实现降温
4、WiFi连接手机，远程检测和控制
5、采用12V电压供电，采用恒温箱模型
