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一．題目要求：

A.基礎部分

（1）能顯示控制溫度和實際工作溫度；

（2）可用鍵盤設置工作溫度，溫控誤差要求誤差±2℃；

（3）溫度低于30℃時，風扇停止散熱，加熱器工作；當溫度高于70℃，切斷加熱器，并且接通風扇開始散熱；

（4）達到預定溫度、上下限溫度時，能聲光報警；

（5）自制直流電源。

B.發揮部分

（1）能顯示加熱功率和風扇轉速；

（2）加熱功率程控可調。

二．解題思路：

通過多途徑了解和多方面考慮之后，決定分塊解題。風扇使用12V的機箱風扇、加熱器使用20W 1.5RJ的水泥電阻、溫度傳感器使用DS18B20、MCU使用STM8 105型號、顯示使用OLED、風扇轉速使用霍爾元件進行測速、除復位外再加三個按鍵。

三．方案論證：

經與軟件討論，所需模塊均可以操作，且將成品分成兩塊板子，即控制板和加熱板。于是將方案大致確定下來。

四．具體設計：

（1）自制直流電源

利用實驗室已有的220V(AC)轉15V(AC)的變壓器作為加熱器和風扇工作電源的來源，但是需要進行整流濾波。考慮實驗室已有器件，決定使用橋式整流電路并進行必要的濾波操作。

為了后期調試方便及電路安全考慮，決定加一個六腳自鎖開關進行控制較大電壓的通斷。

如下圖所示：

（2）穩壓給芯片供電

STM8工作電壓范圍2.9~5.5V，所以決定制作5V電流較小的電壓供芯片使用。決定使用LM系列的7805進行穩壓輸出，因壓降較大，所以使用散熱片進行輔助散熱。經測得輸出電壓為5.012V。

如下圖所示：

（3）溫度和轉速的測量

溫度和轉速的測量電路較為簡單且相差不大，均有使用上拉電阻。如：

（4）加熱板工作與否的控制

控制對象為水泥電阻和風扇，由于二者需要有MCU來控制其所處的工作狀態，但是MCU的輸出電流和電壓均很小，思考之后決定使用MCU輸出信號來控制三極管，通過三極管來控制NMOS管是否導通，這樣便可以達到水泥電阻和風扇可控的要求。由于三極管為流控元件，而NMOS管為壓控元件，故決定采取如下電路(MOS管的靜態工作點沒設計好，需要改進。仿真與AD原理圖)：

（5）聲光報警

聲光報警電路較為簡單，只需要使用MCU控制三極管即可控制電路狀態，如：

（6）按鍵電路

按鍵電路只需要使用電容消抖和上拉電阻即可，如：

（7）MCU控制電路

由于大部分功能已經在工作板上實現，使得MCU控制板較為簡潔，只需要留出下載口、其他模塊的排針和OLED的接口便可。如：

五．測試結果

根據本組自己調試時的結果為：第一次過沖±2.3℃，一分半后穩定值為±0.4℃。預定溫度可調，報警溫度隨之可變，加熱和散熱均可控。

六．附錄

在做好成品之后、驗收之前，利用空余時間做了一份投板的程控加熱器。如圖（原理圖和成品）：

關鍵字：Green hand STM8 程控加熱器引用地址：Green hand_基于STM8的程控加熱器

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