摘要：為了適配物質水平的飛速發展，針對傳統保溫杯的缺陷設計一個智慧型暖暖杯，用戶可以自由設定溫度，實現控溫、恒溫的功能，同時監測并顯示部分環境數據。

本設計基于STM32單片機，包括一個雙層暖杯殼和內部控制電路，電路放置在雙層杯殼的夾層中。OLED顯示屏和觸摸按鍵板貼附在外杯內壁槽，溫度傳感器緊貼內杯外壁，加熱片貼合內部底部固定，其余器件亦合理放置。采用PID增量式控制算法，增強系統恒溫的穩定性。PID算法具有精準的控制效果，通過PID算法調節控制加熱片的加熱時間，使液溫在設定溫度值上下極小幅波動。在暖杯壁上顯示有當前杯內水溫和環境監測數據，對環境情況做出有效提醒，具有較強的智慧性。

關鍵詞：單片機  PID  加熱  環境監測

目錄

摘要

Abstract

1．緒論-1

1.1 課題研究背景和意義-1

1.2 課題研究現狀及趨勢-1

1.3 章節概述-2

2．系統整體設計方案-3

2.1 系統主要功能及設計要求-3

2.2 系統整體設計方案-3

2.3 本章小結-4

3.系統硬件設計-5

3.1 控制模塊-5

3.1.1 MCU-5

3.1.1 觸摸按鍵-5

3.2 加熱模塊介紹-6

3.2.1 雙MOS控制開關-6

3.2.2 陶瓷加熱片-7

3.2.2 DS18B20溫度傳感器-7

3.3 顯示模塊-8

3.4 環境監測模塊-9

3.4.1 DHT11溫濕度傳感器-9

3.4.2 MQ-2煙霧傳感器-9

3.4.3 光敏電阻-9

3.5 硬件模型設計-10

3.6 本章小結-10

4.系統軟件設計-11

4.1 系統總體流程-11

4.2 觸摸按鍵-12

4.3 PID控制算法-12

4.4 加熱模塊-14

4.4.1 加熱片處理-14

4.4.2 PWM波輸出-14

4.5 顯示模塊-16

4.6 環境監測模塊-17

4.6.1 溫濕度監測-17

4.6.2 煙霧監測-19

4.6.3 環境光監測-19

4.8 本章小結-20

5.系統調試與結果分析-21

5.1 系統測試實物圖-21

5.2 系統測試流程-22

5.3 數據與分析-23

5.3.1 環境監測-23

5.3.2 PID恒溫-23

5.4 困難及解決方法-25

6、總結-27

參考文獻-28

致謝-29

附錄-30

1.系統原理圖-30

2.部分核心代碼-31