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【单片机毕设案例分享】基于 STM32 的手动自动阈值三模式温控系统设计基于 51 单片机继电器温控自动排风硬件系统开发（011202）

news 2026/8/6 22:35:01

博主介绍：✌️码农一枚，专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于单片机，STM32单片机，51单片机，Java、小程序技术领域和毕业项目实战
✌️技术范围：：单片机，STM32单片机，51单片机，小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。
主要内容：免费开题报告、任务书、全bao定制+中期检查PPT、代码编写、🚢文编写和辅导、🚢文降重、长期答辩答疑辅导、一对一专业代码讲解辅导答辩、模拟答辩演练、和理解代码逻辑思路。
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文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
核心功能
- 一、基础采集与显示功能
- 二、人机交互按键辅助功能
- 三、核心智能自动温控功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
源码获取

20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的温度智能排风控制系统设计与实现
基于 51 单片机的室内温控自动排风监测系统开发
基于 STM32F103 的多模式温度调控硬件控制系统设计
基于单片机的 DS18B20 温度采集与智能风机控制系统
基于 STM32 的 OLED 实时温度显示阈值排风装置设计
基于 51 单片机的手动自动双模式温控通风系统实现
基于单片机的按键可调阈值智能降温硬件平台搭建
基于 STM32 的继电器驱动温控排风监测系统开发
基于单片机的多按键模式切换温度管控装置设计
基于 STM32F103C8T6 的室内温度智能通风控制系统
基于 51 单片机的实时温度采集自动散热系统设计
基于单片机的 OLED 可视化温度阈值排风控制系统
基于 STM32 的三模式温控风机硬件监测平台开发
基于单片机的 DS18B20 传感智能排风调控装置实现
基于 STM32 的手动自动阈值三模式温控系统设计
基于 51 单片机继电器温控自动排风硬件系统开发
基于单片机的按键可调温限智能降温控制系统搭建
基于 STM32F103 的实时温度可视化通风管控装置
基于单片机的多模式切换室内智能散热系统设计
基于 STM32 与 DS18B20 的智能温控排风监测系统开发

项目研究背景

随着物联网嵌入式技术在室内环境管控、工业小型设备散热、家居通风等场景广泛落地，单片机环境监测设备成为低成本智能化改造的主流方案。目前传统温控排风设备普遍存在智能化程度不足的痛点，多数老旧通风装置仅支持单一手动启停操作，无法实时采集并可视化展示环境温度，缺少自动控温、阈值自定义调节等智能逻辑；部分简易温控设备模式单一，不能灵活切换自动、手动、参数设置三种工作状态，温度阈值固定不可调整，适配不同场景温控需求的能力较差。同时市面同类产品部分采用运算能力较弱的基础单片机，数据处理响应缓慢，配套显示模块交互简陋，用户无法直观读取实时温度数据。当下嵌入式、物联网技术持续下沉，低成本 STM32 或 51 单片机具备体积小、功耗低、开发门槛适中的优势，能够结合数字温度传感器、OLED 显示、按键、继电器外设搭建轻量化智能温控排风系统。针对现有温控通风设备功能单一、交互性差、智能化不足的行业痛点，本课题基于 STM32F103C8T6 单片机开发多模式温度智能排风控制系统，集成温度采集、实时显示、多模式切换、自定义阈值、自动散热控制功能，解决传统排风设备管控灵活性不足的问题，可适配机房散热、小型车间通风、居家室内温控等多种落地场景，具备较强实际应用价值与工程研究意义。

摘要

本课题以室内环境智能温控排风需求为研究目标，基于 STM32F103C8T6 单片机设计一套多模式温度管控硬件控制系统。系统采用 DS18B20 数字温度传感器完成环境温度实时采集，通过 OLED 液晶屏幕可视化展示温度数据；搭载四路独立按键实现工作模式切换、排风设备手动控制、温度阈值增减调节功能，区分自动、手动、阈值设置三种运行逻辑。自动模式下系统实时对比采集温度与自定义阈值，温度超标时驱动继电器启动外接风扇完成自动降温；手动模式支持人工独立控制排风设备启停，阈值模式可自由调整温控临界值。课题完成硬件电路搭建、底层驱动程序编写、多模式逻辑算法开发，硬件方案成熟、开发难度适配本科嵌入式学习范畴，系统可稳定应用于小型机房、居家空间、小型生产车间的温度通风管控场景，为轻量化嵌入式环境监测温控设备提供可行设计方案。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机主控模块
- 硬件型号：STM32F103C8T6 最小系统板
- 硬件作用：作为系统核心完成温度数据运算、按键信号解析、屏幕数据刷新、继电器驱动信号输出，统筹全部外设协同工作
- 选型理由：该型号单片机资源充足，内置定时器、GPIO 外设，运算性能优于基础 51 单片机，开发资料丰富，本科嵌入式课程重点教学芯片，开发门槛低，可流畅处理多路外设并行数据
- 使用场景：整套温控排风系统的数据处理与逻辑控制核心，承载全部程序运行
- 架构逻辑：所有传感器、显示屏幕、按键、继电器外设全部通过 GPIO 引脚与主控芯片相连，由单片机统一调度外设工作时序
DS18B20 数字温度传感器模块
- 硬件型号：DS18B20 单总线温度传感器模块
- 硬件作用：实时采集当前环境空气温度，将模拟温度转换为数字信号传输至单片机
- 选型理由：单总线通信仅需一根信号线，硬件接线简单，测温精度满足日常室内温控需求，价格低廉，配套单片机驱动代码成熟易调试
- 使用场景：机房、室内空间空气温度实时检测采集
- 架构逻辑：传感器单总线引脚接入单片机 GPIO，主控周期性读取温度采样数据
0.96 寸 OLED 液晶显示模块
- 硬件型号：I2C 通信 0.96 寸 OLED 显示屏
- 硬件作用：实时刷新展示当前采集温度数值、系统当前运行模式、预设温度阈值等可视化信息
- 选型理由：I2C 通信占用单片机引脚少，屏幕自发光无需背光，功耗低、显示清晰，适合小型嵌入式设备数据可视化，本科嵌入式开发常用显示外设
- 使用场景：人机交互数据可视化，直观反馈温度与设备工作状态
- 架构逻辑：I2C 时钟、数据引脚连接主控，单片机定时推送温度、模式文本至屏幕渲染输出
独立按键模块（四路按键）
- 硬件型号：独立轻触按键 4 路
- 硬件作用：实现模式切换、排风启停、阈值加、阈值减四类人机操作输入
- 选型理由：独立按键信号读取逻辑简单，无需复杂矩阵扫描算法，程序编写难度低，操作反馈直观，适配本系统四类操作需求
- 使用场景：人工交互操作，切换系统工作模式、调整温控参数、手动控制风扇
- 架构逻辑：四路按键分别接入单片机输入引脚，主控循环扫描引脚电平识别按键触发动作
单路继电器驱动模块
- 硬件型号：5V 单路光耦隔离继电器模块
- 硬件作用：接收单片机控制信号，驱动外接风扇排风设备通电、断电，实现自动降温控制
- 选型理由：光耦隔离可保护单片机主控电路，避免大功率风扇反向电流损坏芯片，5V 供电可直接由单片机系统供电，电路搭建简易
- 使用场景：驱动外接散热风扇，完成自动 / 手动模式下排风设备开关控制
- 架构逻辑：继电器信号引脚连接单片机输出引脚，主控输出高低电平控制继电器通断
辅助硬件环境：PC 计算机
- 硬件配置：普通台式 / 笔记本计算机，搭载 Windows 操作系统
- 硬件作用：程序代码编写、编译、烧录、在线调试，电路原理图绘制
- 选型理由：主流计算机均可满足 Keil 开发软件、电路设计软件运行需求，为嵌入式开发必备设备
- 使用场景：系统前期程序开发、硬件调试、代码下载至单片机

核心功能

一、基础采集与显示功能

单片机数据处理功能
- 功能名称：STM32 主控数据运算处理
- 实现效果：单片机持续接收传感器温度数据、按键触发信号，完成数值换算、模式逻辑判断、阈值对比、外设驱动信号计算
- 操作逻辑：系统上电后主控循环执行主程序，轮询读取外设输入信号，根据预设逻辑输出对应控制指令
- 用户使用场景：系统全程后台自动运行，无需人工干预，支撑全部上层温控功能运转
- 核心作用：作为系统运算核心，统筹所有硬件外设协同工作，保障温控逻辑稳定执行
- 实现目标：精准处理温度采集、按键交互、设备驱动的全部数据，无数据延迟、逻辑错乱问题
实时温度可视化显示功能
- 功能名称：OLED 屏幕实时温度数据展示
- 实现效果：OLED 屏幕持续刷新当前采集空气温度、系统当前工作模式、已设置温度阈值，文字数值清晰可见
- 操作逻辑：单片机每完成一次温度采样，同步推送温度、模式参数至显示屏刷新界面
- 用户使用场景：用户随时查看当前室内温度、设备处于自动 / 手动 / 阈值设置哪一种工作模式
- 核心作用：搭建人机可视化交互窗口，直观反馈系统运行状态与环境温度参数
- 实现目标：实时同步温度数据，界面信息区分清晰，无显示卡顿、乱码现象
环境温度检测采集功能
- 功能名称：DS18B20 传感器空气温度检测
- 实现效果：传感器不间断采集室内空气温度，将精确温度数值传输至单片机进行解析
- 操作逻辑：主控定时发送采样指令至传感器，读取单总线返回的温度原始数据并换算为标准摄氏度数值
- 用户使用场景：设备持续监测空间温度，为自动温控、温度展示提供原始数据支撑
- 核心作用：获取环境真实温度数据，是整套温控系统的数据输入源头
- 实现目标：稳定采集 - 10℃~85℃区间温度，测温误差控制在合理家用范围

二、人机交互按键辅助功能

多模式循环切换功能
- 功能名称：一号按键切换系统运行模式
- 实现效果：单次按下一号按键，系统按照自动模式→手动模式→阈值设置模式的顺序循环切换，屏幕同步更新当前模式标识
- 操作逻辑：按键触发后单片机识别电平变化，修改全局模式标记变量，同步更新屏幕显示内容，切换对应程序分支逻辑
- 用户使用场景：用户根据使用需求自由切换设备工作逻辑，自动控温、人工操控、参数调整三种场景灵活切换
- 核心作用：实现系统三种工作状态自由切换，拓展设备使用灵活性，适配不同温控管控需求
- 实现目标：按键触发响应无延迟，模式切换逻辑无冲突，屏幕同步更新状态信息
手动排风设备启停控制功能
- 功能名称：手动模式下三号按键控制风扇开关
- 实现效果：仅在手动模式生效，每按一次三号按键，继电器状态翻转，外接排风风扇交替开启、关闭
- 操作逻辑：系统识别当前为手动模式时，三号按键触发后翻转继电器输出电平，切换风扇供电状态
- 用户使用场景：无需自动温控时，人工自主控制通风风扇启停，实现人为干预室内通风
- 核心作用：提供人工手动管控通道，脱离自动温控逻辑独立操控排风设备
- 实现目标：仅手动模式下按键生效，自动、阈值模式下该按键无响应，避免逻辑冲突
温度阈值参数调节功能
- 功能名称：阈值设置模式下温度阈值增减调整
- 实现效果：仅阈值模式生效，三号按键单次按下阈值数值增加，四号按键单次按下阈值数值减少，屏幕实时更新修改后的阈值
- 操作逻辑：系统识别阈值模式标记后，三号、四号按键分别执行阈值变量自增、自减运算，同步刷新屏幕阈值数值
- 用户使用场景：用户根据场景需求自定义温度临界值，调整自动风扇启动的温度标准
- 核心作用：实现温控参数自定义，适配不同环境、不同设备的差异化散热需求
- 实现目标：阈值数值增减响应稳定，数值范围限制在合理温控区间，修改后实时可视化展示

三、核心智能自动温控功能

超温自动排风降温控制功能
- 功能名称：自动模式下温度阈值联动风扇控制
- 实现效果：系统处于自动模式时，实时对比采集温度与自定义阈值；当实测温度高于设定阈值，继电器导通自动开启风扇降温；温度回落至阈值以下时，继电器断开关闭风扇
- 操作逻辑：主控循环对比实时温度变量与阈值变量，根据数值大小输出高低电平控制继电器通断
- 用户使用场景：机房、密闭空间无人值守自动散热，无需人工操作即可维持空间温度稳定
- 核心作用：实现无人值守智能温控，整套系统核心自动化管控逻辑，降低人工管控成本
- 实现目标：温度超标即时启动风扇，温度回落自动关停，阈值对比判断无逻辑误触发

技术路线

C 语言
- 选型理由：嵌入式单片机开发主流编程语言，语法简洁、执行效率高，Keil 开发环境原生支持，本科计算机嵌入式课程核心教学语言，学习与调试成本低
- 课题用途：编写 STM32 单片机底层驱动、温度采集算法、按键扫描逻辑、屏幕显示程序、继电器控制逻辑、多模式分支程序，整套系统全部业务逻辑代码开发
Keil MDK5 开发工具
- 选型理由：STM32 系列单片机专用编译调试软件，支持代码编译、在线仿真、程序烧录，配套丰富芯片库文件，高校嵌入式实验教学通用开发工具
- 课题用途：完成 C 语言代码编写、语法编译、错误调试，将编译完成的程序固件烧录至 STM32 主控芯片，在线实时调试硬件外设运行状态
STM32 标准库函数
- 选型理由：官方封装底层寄存器操作，简化 GPIO、定时器、I2C 外设驱动开发，无需深入底层寄存器原理，适配本科生开发能力，大幅降低开发工作量
- 课题用途：调用库函数完成 OLED 屏幕 I2C 通信、DS18B20 单总线时序、按键 GPIO 输入、继电器 GPIO 输出等外设驱动开发
Altium Designer 电路设计软件
- 选型理由：电子电路主流绘制工具，可完成原理图绘制、PCB 电路板设计，高校电子信息、计算机嵌入式专业教学软件
- 课题用途：绘制整套温控系统硬件电路原理图，规划单片机、传感器、按键、屏幕、继电器之间硬件接线方案
ST-LINK 仿真下载器
- 选型理由：STM32 专用调试烧录硬件，支持程序下载与在线断点调试，体积小巧、连接稳定，嵌入式开发标准配套工具
- 课题用途：连接 PC 与 STM32 最小系统板，将 Keil 编译完成的程序烧写入单片机，在线调试温度采集、按键交互逻辑漏洞
Windows 操作系统
- 选型理由：主流桌面操作系统，完美兼容 Keil、Altium Designer 等嵌入式开发软件，硬件驱动适配完善
- 课题用途：承载全部开发软件运行，完成代码编写、电路设计、程序烧录、硬件调试全流程开发工作
串口调试助手
- 选型理由：轻量化串口调试工具，可接收单片机串口输出温度、模式日志信息，快速定位程序逻辑问题
- 课题用途：开发阶段打印实时温度、模式切换、阈值数值日志，辅助排查温度采集异常、按键逻辑错乱等程序 bug
万用表硬件测试工具
- 选型理由：基础电子测量工具，可测量电路电压、通断，排查硬件接线短路、断路故障
- 课题用途：硬件电路搭建完成后检测接线是否正常，排查传感器、继电器供电异常等硬件故障

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。