本课题选用了意法半导体公司设计的STM32微处理器来作为控制器，结合了大量高性能元器件，设计了一种新型的智能水杯控制系统，在设计过程中搭配成熟设计方案，最终研发出了一款具有多种功能指标的智能水杯控制系统，在工作过程中智能水杯能够对当前水温进行实时检测并通过液晶屏显示给使用者，在使用过程中可以通过按键对目标水温进行快速设置，单片机将通过控制加热器来对水温进行控制，与此同时使用者还能够通过手机APP界面查看到水杯当前的工作状态。智能水杯控制系统软件系统的设计过程借鉴了很多出色设计方案，而且将相关成熟研发方案进行移植，最后能够使系统整体能够表现出多项设计亮点，将程序指令内容下载到STM32微处理器芯片中，搭配硬件驱动架构的设计，使各项预期功能得以实现。经过系统模块划分方法将智能水杯系统硬件框架结构分成STM32微处理器最小系统以及多个功能子模块，微处理器与子电路之间经过高速数据接口总线进行对接，各个预期功能经过各自所对应的功能电路来得以实现，因为可以对子电路进行单独设计和测试，大幅度控制了这款智能水杯系统的研发难度。调试运行环节非常重要，本论文在多个层面分别对系统硬件和软件代码进行了测试，测试过程中发现了一些不符合预期的现象，通过仔细的检查并将其改进，最后使其能够正确运行。
目录
目录 5
一、 引言 1
（一） 智能水杯的发展背景 1
（二） 智能水杯的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 智能水杯的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 智能水杯主控电路设计 4
（二） 水杯显示电路设计 5
（三） 水温检测电路设计 6
（四） 水杯异常报警电路设计 8
（五） 手机APP通信电路设计 9
（六） 加热器驱动电路设计 11
四、 系统软件设计 12
（一） 智能水杯的主程序流程设计 12
（二） 液晶显示子程序设计 13
（三） 水温检测子程序流程设计 14
（四） 水杯异常报警子程序设计 15
（五） 手机APP通信电路子程序流程设计 16
（六） 加热器驱 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072^ 
动子程序流程设计 18
五、 实物制作与调试 19
总结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 PCB图 27
附录三 元件列表 28
附录四 程序 29
引言
智能水杯的发展背景
智能水杯控制系统的各项性能指标需要通过硬件电路和软件程序两个部分的方案构建来完成，处理器存储容量、运行速度，软件算法智能度等一些原因，全是确定一种智能水杯系统指标优劣的关键因素，在这类产品的完整发展历程中，设计者最关心的参数要属系统对数据的处理速度，最近伴随着一些优良软件程序算法以及极致性能硬件芯片的出现，丰富研发人员将其进行打包处理，生成可供移植的算法包，使智能水杯控制系统设计师能够轻易地获取到使用权限，这样就在一定程度上促进了智能水杯系统的快速发展。在这类智能水杯系统产品的市场竞争中，一些中低端产品早已越来越未取得较大市场竞争力，该级别的产品不单单指标性能比较低，并且这款器件的每一项成本并没有随着性能指标被控制在很低水平，更麻烦的是目前市面上大量中高档次产品进入市面后，凭着出色的指标以及成本数据，对中低端产品进行取代，这是市场选取的结果，在将来很长时间内，智能水杯控制系统的发展方向肯定是朝着更为高性能指标以及更低的研发成本趋势所发展。发展到当前阶段，智能水杯系统已经摆脱了硬件电路的束缚，市面上有大量方案可供研发人员构建系统框架，在主控芯片方面有十六位的低功耗处理器，如德州仪器公司推出的MSP430系列低功耗处理器，在三十二位高性能微处理器上，如SST研发的STM32系列芯片，数百款型号可以适合各类使用场合的需求量，在实现手持化、便携化、多功能化等一些方面，可以凭着这些芯片容易达到，这是智能水杯系统发展到如今阶段所处的现状。所谓的智能水杯系统是一种内部以主控芯片来担任核心部分的电子控制系统，经过常年累月的市场筛选，使这类系统全面脱离了纯硬件方案架构，取而代之的是微处理器式，这两种方案在过去一段时间内曾广泛存在于这种产品的各级市场，虽然展现出的指标参数特征差距特别大，然而在具体应用场合下，这两种方案所展现出来的适用性有所差别，在一些传统应用场合，对精度和功能多样性等一些方面没有较大要求，出于这种原因用户更青睐于使使用成本价格更低的传统型智能水杯控制系统产品，传统方案架构所表现出的功能性能参数已能够完全符合这些使用者的要求。而采用微处理器进行主控的新型方案，虽然结合了程序等一些全新设计研发元素，使智能水杯控制系统的性能呈现出多样化，而且在精度方面可以达到更高位数，然而这些高性能指标肯定将引入的是更高的成本价格，从而在数字型智能水杯控制系统发展初期，它尚无法得到使用者的青睐，这种状况在随后数十年间才逐渐得到解决，随着各项电子技术的不断发展并走向成熟，各类技术在各个领域取得推广，从而可以大幅度控制成本因素，这就可以使得数字型智能水杯控制系统开始变得大为普及。
智能水杯的国内外发展现状
通过大量资料的调研可以知道，欧美很多发达国家早在数十年前就开始了对智能水杯控制系统的设计，研发成果较为丰硕，经过了长年的发展后已推出了多种成熟研发方案，对于全球各个国家的研究现状来看，各国无论在智能水杯控制系统的开发方案还是研究内容展现出的指标性能参数上，都才有一些显著差异。智能水杯控制系统在国内的发展历史较短，雏形国产系统可以回溯到数十年前，国内研发人员的设计思路大多数参照进口先进产品，在系统架构和模块的选择上，尚不能做到自主可控，与此同时在主控器件和传感模块的选型上，受欧美国家技术的打压，一些高性能芯片越来越难获取，这就给国产智能水杯控制系统的将来发展趋势造成影响。
本文主要研究内容
本课题在在设计智能水杯系统的硬件电路和软件系统之前，搜集了大量相关资料，结合一些优秀产品和当今市场上的中高端级别产品特征，从而对其进行研发设计，最终使得这款智能水杯系统在工作过程中智能水杯能够对当前水温进行实时检测并通过液晶屏显示给使用者，在使用过程中可以通过按键对目标水温进行快速设置，单片机将通过控制加热器来对水温进行控制，与此同时使用者还能够通过手机APP界面查看到水杯当前的工作状态。
智能水杯的方案设计
上一部分对这款智能水杯系统的目标性能需求进行了详细设计，确定了STM32微处理器作为它的主控微处理器，这里需要在系统方案层面来对这款系统进行设计，通过框架结构图形式对各个功能模块进行架构设计，通过合理的设计方法将智能水杯系统整体架构进行了模块分割，形成了微处理器最小系统等一些功能模块。

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