基于 stm32 智能水壶的设计与实现

收藏关注不迷路文末获取源码数据库感兴趣的可以先收藏起来还有大家在毕设选题免费咨询指导选题项目以及论文编写等相关问题都可以给我留言咨询希望帮助更多的人文章目录一、摘要二、研究内容三、系统总体结构四、 软件系统设计五 、系统效果六 、目录一、摘要在日益忙碌的现代时间成本变得越来越高昂人们时常因为工作忙的不可开交 人们时常为了工作效率而废寝忘食烧水往往需要很长的时间由于人们很注重效率 所以这段时间对于他们非常的宝贵所以减少烧水的步骤和时间有着很大的意义设计一个可以远程烧水的智能水壶可以大大方便我们的生活。本论文说明了如何通过直流电动机esp32wifi 模块控制基于 stm32 的智能水壶的 进水和出水从而能够实现其通过抢占式分配任务的方式进行烧水接水的功能使其控 制稳定、资源利用充分、执行周期短、代码效率快完成对系统的各个任务红外接收 发送装置用于触发智能水壶的外部中断从而控制电机的旋转水壶的加热通过对水 温的实时监测从而实现通过触发外部中断来暂停加热同时外部中断触发主程序的蜂鸣器响应来发出声音提醒用户加热完成三秒钟后停止出声音。本论文中芯片选用 stm32f103zet6系统选用 Freertos 进行多任务的抢占式实时管 理设计了有火牛接口的电源模块、可以驱动直流电动机的驱动模块、用遥控器发出红 外的红外模块红外线的接收模块、基于 ds18b20 的水温监测模块。其中系统的编写 和各个 io 口函数的代码以及中断程序的巧妙利用以及库函数的开发是本论文的主体这 个设计使用Keil uVision5 来进行对源文件和头文件的撰写然后利用ISP 软件通过ch340进行usb 转串口进行源文件和头文件的下载。二、研究内容1选择 keil5 和thonny 作为程序开发的环境加入其他硬件传感器模块 对电源电路下载电路进行选择将 wifi 模块红外模块温度传感器模块代码分别模块化保证工程的可移植性提高系统的稳定性。2引入 cs 架构用 esp32wifi 模块与手机热点进行连接使其在局域网 组网当客户端发送 http 请求时esp32 作为服务器进行响应实现远程对智能水壶的控制。3在 microPython 环境里对 esp32wifi 模块进行编写选择 socket 模块创建tcp socket 套接字为了保证数据的稳定传输选择tcp 协议作为通信手段。4编写手机控制智能水壶开和关的两个 html 文件为减小内存占用页面图片采用超链接的方式让手机浏览器自动在网上搜索并下载。5用 Chrome 浏览器进行对 http 协议的调试配合 microPython 完成对Header 部分的编写。6针对红外传感器的时序对红外时序进行读和写的代码编写在开发板上运行并调试。7针对温度传感器的时序进行对时序的读和写部分进行操作在开发板上运行并调试。8对直流电机通过编写 pwm 函数进行转速的控制。9完成软件模块部分的整合编写 main 函数完成 gpio 的初始化开启端口时钟配置 gpio 模式 。三、系统总体结构本次设计的主要是一种智能水壶的系统共有两个部分对单片机的软件部 分和单片机的硬件部分软件部分采用 c 语言和 python 作为传感器和wifi 模块 程序的编写语言分别用 iic 协议和tcp 和 http 协议进行编写保证了数据传输 的稳定性并将软件部分模块化提高了系统的可移植性为了更方便的控制水 壶 配有遥控器和手机两种方式来进行对智能水壶的控制 硬件部分采用 stm32zet6 作为核心对电源电路下载电路直流电机驱动电路和 gpio 引脚进 行控制引入esp32 作为手机服务的服务器该模块可以通过其自带的wifi 模块 实现远程对手机的交互并且提高了能源的节约性传输的安全性设备的便利性。图 2-1 系统总体设计四、 软件系统设计软件系统我选用 FreeRtos 系统FreeRtos 系统是基于优先级的实时抢占式系 统系统允许多个任务同时运行同时 freetos 提供一个低功耗的 tickless 模式 降低了电量的使用在系统里我设置了三个任务在开启管脚时钟和初始化 gpio 管脚模式后分别用于监测红外接收温度传感器esp32 的wifi 模块连接的管脚。图 4-1 软件系统设计五 、系统效果六 、目录目 录摘 要 IAbstract II1 绪论 11.1 本毕业设计目的 11.2 本毕业设计意义 21.3 本毕业设计国内外研究现状 21.4 本毕业设计研究内容 32 系统总体设计 42.1 硬件系统 53 硬件部分 63.1 Esp32 63.2 Freertos 63.3 阐述时钟系统的工作原理 63.4 阐述 pwm 的基本原理 73.5 阐述中断模块的工作原理 73.6 阐述 ds18b20 模块工作原理 73.7 阐述蜂鸣器模块工作原理 73.8 阐述 USART 工作原理 83.9 阐述红外接收模块工作原理 83.10 继电器的工作原理 93.11 阐述智能水壶遇到的关键问题 94 软件系统设计 114.1 ds18b20 的数据读取 124.2 红外接收器 134.3 Esp32 的数据收发 144.4 I/O 口的定义及解释 16结论 17参考文献 18附录 19致谢 20