基于STM32单片机的多路数据采集系统设计The Design Of Multi-channel Data Acquisition System Based
On STM32
中国地质大学（北京）
指导教师
王猛、张启升
组员：李金泽1010102124
梁迪1010102110
张永1010102120
2013.3.31
摘要
本文是基于ARM Cortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器的应用实践，介绍了基于STM32单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间
必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机STM32来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D 模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。输入数据是由现场模拟信号产生器产生，8路被测电压再通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LCD数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用Keil uVision4通过C++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。
关键词：数据采集 89C52单片机 ADC0809 Keil uVision4
Abstract
This article is an application of STM32 series embedded ARM controller based on Cortex-M3 and it describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardware’s core is STM32, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8 roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine.the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with C++ of the Keil uVision4. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect.
Keyword: data acquisition AT89C52 ADC0809 Keil uVision4
目录
TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l _Toc25241 第一章绪论 PAGEREF _Toc25241 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc3762 1.1研究背景及其目的意义 PAGEREF _Toc3762
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HYPERLINK \l _Toc21555 1.2 国内外研究现状 PAGEREF _Toc21555 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc32125 1.3 该课题研究的主要内容内容 PAGEREF _Toc32125 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc20142 第二章数据产生 PAGEREF _Toc20142 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc1189 2.1 现场模拟信号产生器 PAGEREF _Toc1189 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc29710 2.2 基于LM331的电压频率转换 PAGEREF _Toc29710 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc2068 2.3 基于LM331的频率电压转换 PAGEREF _Toc2068 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc8881 第三章数据采集 PAGEREF _Toc8881 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc5759 3.1 数据采集系统 PAGEREF _Toc5759 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc22806 3.2 方案论证 PAGEREF _Toc22806 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc15490 3.2.1 A/D模数转换的选择 PAGEREF _Toc15490 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc16665 3.2.2单片机的选择PAGEREF _Toc16665 错误！
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HYPERLINK \l _Toc21872 3.2.3 显示部分 PAGEREF _Toc21872 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc28579 3.2.4 八路数据采集器PAGEREF _Toc28579 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc18517 第四章硬件部分 PAGEREF _Toc18517 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc5532 4.1 主机部分 PAGEREF _Toc5532 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc17231 4.1.1 单片机 PAGEREF _Toc17231 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc24593 4.1.2 LCD显示器 PAGEREF _Toc24593 错误！
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HYPERLINK \l _Toc9448 4.2 模数转换器ADC0809 PAGEREF _Toc9448 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc7931 第五章软件部分 PAGEREF _Toc7931 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc18735 5.1 简介Keil Uvision4 PAGEREF _Toc18735 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc27328 5.2 本系统所用程序代码 PAGEREF _Toc27328 错误！未定义书签。
HYPERLINK \l _Toc14670 参考文献 PAGEREF _Toc14670 错误！未定义书签。
第一章绪论
1.1研究背景及其目的意义
近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。
数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。
20世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。
20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开
始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多。20世纪80年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，是系统的成本减低，体积变小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。
20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。
尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理采集技术的发展方向得到了迅速的发展，而且组成一个数据采集系统只需要一块数据采集卡，把它插在微机的扩展槽内并辅以应用软件，就能实现数据采集功能，但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响。相较于数据采集板卡成本和功能的限制，单片机具多功能、高效率、高性能、低电压、低功耗、低价格等优点，而双单片机又具有精度较高、转换速度快、能够对多点同时进行采集，因此能够开发出能满足实际应用要求的、电路结构简单的、可靠性高的数据采集系统。这就使得以单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用。
1.2 国内外研究现状
数据采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到应用。
我国的数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震数据采集系统。
近年来，又成功研制了动态范围更大、线性度更高、兼容性更强、低功耗可靠性的TDE-324C型地震数据采集系统。该数据采集对拾震计输出的电信号模拟放大后送至A/D数字化，A/D采用同时采样，采样数据经DSP数字滤波处理后，变成数字地震信号。该数据采集系统具备24位A/D转化位数，采样率有50HZ、100HZ、200HZ。
由美国PASCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：（1）传感器：利用先进的传感技术可实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；（2）计算机接口：将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/S；（3）软件：中文及英文的应用软件。
受需求牵引，新一代机载数据采集系统为满足飞行实验应用也在快速地发展。如爱尔兰ACRA公司2000年研发推出的新一代KAM500机载数据采集系统到了2006年。本系统采用16位（A/D）模拟数字变换，总采样率达500K/S,同步时间为+/-250ns，可以利用方式组成高达1000通道的大容量的分布式采集系统。
1.3 该课题研究的主要内容内容
数据采集技术是信息科学的重要分支之一, 它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制等问题。它是对传感器信号的测量与处理, 以微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术。数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。
尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理技术作为数据采集技术的发展方向得到了迅速的发展,并且适于通用微机(如IBM PC 系列) 使用的板卡级数据采集产品也已大量出现,组成一个数据采集系统简单到只需要一块数据采集卡,把它插在微机的扩展槽内,并辅以应用软件,就能实现数据采集功能,但这并不会对基于单片机为核心的数据采集系统产生影响,因为单片机功能强大、抗干扰能力强、可靠性高、灵活性好、开发容易等优点,使得基于单片机为核心的数据采集系统在许多领域得到了广泛的应用.
传统的基于单片机的数据采集系统由于没有上位机的支持,不管采用什么样的数据存储器,它的存储容量都是有限的,所以不得不对存储的历史数据进行覆盖刷新,这样不利于用户对数据进行整体分析,因而也不能对生产过程的状况进行准确的把握。
本系统采用下位机负责模拟数据的采集,从单片机负责采集八路数据，并应答主机发送的命令，上位机即主机是负责处理接受过来的数字量的处理及显示，主机和从机之间用RS-232进行通信。这样用户可以在上位机上编写各种程序对文件中的数据进行有效查询和分析,有利于工业过程的长期正常运行和检查。该系统采用的是STM32单片机，此芯片功能比较强大，能够满足设计要求。
第二章数据产生
2.1 现场模拟信号产生器
自制一电压转换电路，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化产生方波，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz 对应5V）。
2.2 基于LM331的电压频率转换
LM331是美国NS公司生产的性能价格比高、外围电路简单、可单电源供电、低功耗的集成电路。LM331动态范围宽达100dB，工作频率低到0．1Hz时尚有较好的线性度，数字分辨率达12位。LM331的输出驱动器采用集电极开路形式，因此可通过选择逻辑电流和外接电阻来灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同逻辑电路。LM331可工作在4．0V～40V之间，输出可高达40V，而且可以防止VCC 短路。
输出频率计算：
该转换电路线性良好，抗干扰能力强，输出范围在10Hz～10kHz以上，有利于提高系统的测量范围。电路如图2.1所示
图2.1 电压频率转换电路
2.3 基于LM331的频率电压转换
LM331用作FVC时的原理框如图2.2所示.
图2.2
此时, eq \o\ac(○,1)脚是输出端(恒流源输出), eq \o\ac(○,6)脚为输入端(输入脉冲链), eq \o\ac(○,7)脚接比较电平.电路如图2.3所示
图2.3 频率电压转化电路
第三章数据采集
3.1 数据采集系统
数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。
70年代初，随着计算机技术及大规模集成电路的发展，特别是微处理器及高速A/D转换器的出现，数据采集系统结构发生了重大变革。原来由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统被微处理器控制的采集系统所代替。由微处理器去完成程序控制，数据处理及大部分逻辑操作，使系统的灵活性和可靠性大大地提高，系统硬件成本和系统的重建费用大大地降低。
在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：分辨率、转换时间、转换误差等等。而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。在该系统中采用的是STM32系列的单片机。而数据的显示则采用的是LCD数码管，该器件比较简单，在生活中接触也较多。
数据采集系统一般由信号调理电路，多路切换电路，采样保持电路，A/D,单片机等组成。
完成毕业设计所需要的系统框图如图3.1所示：
图 3.1 系统框图
3.2 方案
3.2.1 A/D模数转换的选择
A/D转换器的种类很多，就位数来说，可以分为8位、10位、12位和16位等。位数越高其分辨率就越高，价格也就越贵。A/D转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不相同。
(1)逐渐逼近式A/D转换器：它是一种速度快、精度较高、成本较低的直接式转换器，其转换时间在几微秒到几百微秒之间。
(2)双积分A/D转换器：它是一种间接式的A/D转换器，优点是抗干扰能力强，精度比较高，缺点是数度很慢，适用于对转换数度要求不高的系统。
(3)并行式A/D转换器：它又被称为flash（快速）型，它的转换数度很高，但她采用了很多个比较器，而n位的转换就需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也很贵，只适用于视频A/D转换器等数度特别高的领域。
鉴于上面三种方案，在价格、转换速度等多种标准考量下，在本设计选用的是逐渐逼近式A/D转换器——ADC0809.
3.2.2单片机的选择
单片机是一种面向大规模的集成电路芯片，是微型计算机中的一个重要的分支。此系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路（I/O口），还有可能包括定时/计数器、串行通信口、显示驱动电路（LCD和LED驱动电路）、脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一个单块芯片上，构成了一个最小但完善的计算机任务。单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序，在用keil uvision4把程序下载到单片机内。
而本设计选用的是STM32F103.
3.2.3 显示部分
LCD HYPERLINK "https://www.doczj.com/doc/c614038789.html,/view/6262.htm" 液晶
HYPERLINK "https://www.doczj.com/doc/c614038789.html,/view/18610.htm" 显示器 是Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。现在LCD已经替代CRT成为主流，价格也已经下降了很多，并已充分的普及。
3.2.4 八路数据采集器
数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。
第四章硬件部分
4.1 主机部分
该系统是一个主从式多路数据采集系统，主机和从机均用单片机实现，它的主机部分负责数据处理和显示。它由STM32、ADC0809和LCD12864显示器组成。
4.1.1 单片机
关于STM32
1.简介
STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM HYPERLINK "https://www.doczj.com/doc/c614038789.html,/view/1833994.htm"Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。
2.STM32F103性能特点
内核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。
存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器。
时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。POR、PDR和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC 振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振。
低功耗：3种低功耗模式：休眠，停止，待机模式。为RTC和备份寄存器供电的VBAT。
调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口。
DMA：12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和USART。
2个12位的us级的A/D转换器（16通道）：A/D测量范围：0-3.6 V。双采样和保持能力。片上集成一个温度传感器。
2通道12位D/A转换器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE独有。
最多高达112个的快速I/O端口：根据型号的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16个外部中断向量。除了模拟输入，所有的都可以接受5V以内的输入。
最多多达11个定时器：4个16位定时器，每个定时器有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器。2个16位的6通道高级控制定时器：最多6个通道可用于PWM输出。2个看门狗定时器（独立看门狗和窗口看门狗）。Systick定时器：24位倒计数器。2个16位基本定时器用于驱动DAC。
最多多达13个通信接口：2个IIC接口（SMBus/PMBus）。5个USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，调试控制）。3个SPI接口（18 Mbit/s），两个和IIS复用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。
ECOPACK封装：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封装形式。
4.1.2 LCD显示器
LCD HYPERLINK "https://www.doczj.com/doc/c614038789.html,/view/6262.htm"液晶HYPERLINK "https://www.doczj.com/doc/c614038789.html,/view/18610.htm"显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。现在LCD已经替代CRT成为主流，价格也已经下降了很多，并已充分的普及。液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。
带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显
著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
基本特性:
（1）、低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）（2）、显示分辨率:128×64点（3）、内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) （4）、内置 128个16×8点阵字符（5）、2MHZ时钟频率（6）、显示方式：STN、半透、正显（7）、驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）、视角方向：6点（9）、背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 （10）、通讯方式：串行、并口可选（11）、内置DC-DC转换电路，无需外加负压（12）、无需片选信号，简化软件设计（13）、工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃
4.2 从机部分
该系统的从机负责A/D模数转换，并应答主机的命令，需要用到ADC0809。4.2 模数转换器ADC0809
在我们所测控的信号中军事连续变化的物理量，而要对这些信号进行处理,则需要将其转换为数字量，A/D转换器就是为了将连续变化的模拟量转换成计算机能接受的数字量。
按模拟量转换成数字量的原理可以分为3种：双积分式、逐次逼近式及并行式A/D转换器。而该系统选用的是ADC0809，下面就具体的介绍一下ADC0809的工作原理。
1、ADC0809的介绍
ADC0809是八通道的八位逐次逼近式A/D转换器。由单一的5V电源供电，片内带有锁存功能的8选1的模拟开关。由C、B、A的编码来决定所选的模拟通道。转换时间为100us。转换误差为1/2LSB。
它的引脚的排列及其功能，其引脚图见4.10
图4.10 ADC0809的引脚图
IN7~IN0 ：八个通道的模拟输入量。
ADDA、ADDB、ADDC：模拟通道地址线。当CBA=000时，IN0输入，当CBA=111时，IN7输入。
ALE：地址锁存信号。
START：转换启动信号，高电平有效。
D7~D0：数据输出线。三态输出，D7是最高位，D0是最低位。
OE：输出允许信号，高电平有效。
CLK：时钟信号，最高频率为640KHZ。
EOC：转换结束状态信号。上升沿后高电平有效。
Vcc：+5V电源。
Vref：参考电压。
2、ADC0809时序图及其接口电路
ADC0809的时序图如图4.11所示：
图4.11 ADC0809的时序图
其工作过程是：ALE的上升沿将A、B、C端选择的通道地址锁存到8位A/D 转换器的输入端。START的下降验启动8位A/D转换器进行转换。A/D转换开始使EOC端输出低电平。A/D转换结束，EOC输出高电平。该信号通常可作为中断申请信号。OE为读出数据允许信号。OE端为高电平时，可以读出转换的数字量。硬件电路设计时，需根据时序关系及软件进行设计。
ADC0809与STM32单片机的接口方式，如图4.12所示：
图4.12 ADC0809与单片机的连接图
由于ADC0809具有输出3态锁存器，其八位数据输出引脚可直接与数据总线相连。地址译码引脚A、B、C分别与地址总线低三位A0、A1、A2相连，以选通IN0~IN7中的一个通道。在启动A/D转换时，由单片机的P3.4控制A/D转换器的地址锁存和转换启动，由于ALE和START连在一起，因此AD0809在锁存通道的同时，也启动了A/D转换器。在读取转换结果时，用低电平的读信号RD，产生的
正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。将转换结果输出。而低电平的写信号WR则表示转换结束状态信号。
第五章软件部分
5.1 简介Keil Uvision4
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（UVISION）将这些组合在一起。
Keil有以下几个特点：
1、全功能的源代码编辑器；
2、器件库用来配置开发工具设置；
3、项目管理器用来创建和维护用户的项目；
4、集成的MAKE工具可以汇编、编译和连接用户嵌入式应用；
5、所有开发工具的设置都是对话框形式的；
6、真正的源代码级的对CPU和外围器件的调试器；
7、高级GDI(AGDI)接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和Monitor-51进行通信
5.2 本系统所用程序代码
第六章调试结果
这个系统是一个主从式的数据采集系统。系统调试以程序为主，硬件调试应先
检测电路的焊接是否正确，然后用万用表检测或通电检测其是否有短路或断路。软件调试包括调试程序和对硬件准确性的调试。
在整个系统中，主机采用了STM32单片机，硬件电路现场产生模拟信号，通过ADC0809转换为二进制数字信号，数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。同时单片机内部软件产生三角波/
正弦波/方波，通过按键切换分别显示在LCD液晶显示屏上。
第七章心得体会
基于STM32单片机的点阵显示设计 一、系统的硬件设计 1.1系统的硬件设计方案 STM32F103x6是基于ARM核心的增强型32位带闪存、USB、ADC和CAN的微控制器。在电机驱动和应用控制、医疗和手持设备、智能仪表、警报系统和视频对讲中有广泛的应用。通过使用 STM32F103x6进行LED点阵显示的设计，学习STM32单片机的使用方法。 1.2 STM32单片机简介 根据本课题需要采用用了STM32F103x6型号单片机 STM32F103XX增强型系列拥有ARM的Cortex-M3核心，它为实现MCU的需要提供了低成本、缩减的管脚数目、降低的系统内耗，同时提供了卓越的计算性能和先进的中断系统响应。它的原理图如图 1-2所示。
图1-2 STM32单片机原理图1.2.1 STM32F103x6单片机的功能 ■核心 --ARM 32位的Cortex-M3CPU --单周期硬件乘法和除法，加快计算 ■存储器 --从32K字节到128K字节闪存程序存储器 --多重自举功能 ■时钟、复位和供电管理 --2.0至3.6伏供电和I/O管脚
--上电/断电复位、可编程电压检测器、掉电检测器 --内嵌4至16MHZ高速晶体振荡器 --内嵌PLL供应CPU时钟 --内嵌使用32KHZ晶体的RTC振荡器 ■低功耗 --3种省电模式：睡眠、停机和待机模式 --VBAT为RTC和后备寄存器供电 ■2个12位模数转换器，1us转换时间 --双采样和保持功能 --温度传感器 ■调试模式 --串行调试和JTAG接口 ■DMA --支持的外设：定时器、ADC、SPI、I2C和USART ■多达80个快速I/O口 --26/36/51/80个多功能双向5V兼容的I/O接口 ■多达7个定时器 --多达3个同步的16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道 --两个看门狗定时器 --系统时间定位器：24位的带自动加载功能的 ■多达9个通信接口
13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器，因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时，设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安)，基本可以实现永不关机，即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv，通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407（STM32F407数据手册），ARM Cortex-M4内核，最高频率可达180Mhz，包含一个单精度浮点DSP，一个DCMI（数字相机接口）。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302（STM32F302数据手册）芯片主控，同时用蓝牙，语音模块，数码管，七彩灯等部件构成，当主持人按下抢答键时，数码管进入倒记时，选手做好准备，当数码管从9变为0时，多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答，同时语音播报抢答结果，显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机，它们同轴相连，分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创） 本系统是以STM32F407（STM32F407数据手册）进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计（有视频，有代码） 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪，就是练手，搞清楚STM32F4（STM32F4系列数据手册）中的USB固件编写，USB驱动的开发，上位机UI开发等一整套流程，过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖（有视频） 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人，在硬件方面主要有OV7670摄像头，LCD，舵机，在软件方面主要有OV7670的驱动，摄像头颜色识别算法，解魔方算法和舵机动作算法。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，制版，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。
单片机课程设计报告 基于STM32单片机的智能家居系统设计 姓名：sssssssssbbbbbbbb 班级：333334444 学号：xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx 指导老师：yyyyyyyyy 日期：2012.05.27～2012.06.07 华南农业大学工程学院
摘要 目前市场上针对普通家庭的智能防盗、防火等产品很多，但基于远程报警系统的智能家居产品价格不菲。本次设计的基于STM32的智能家居报警系统实用性非常强，设计成本低廉，非常适合普通家庭使用,而且随时可以升级。本产品采用的是以意法半导体公司生产的单片机STM32F103RBT6作为主控芯片，AT24C02作为静态存储芯片，4*4 薄膜键盘和红外热式感应作为探测器，GSM和扬声器的家庭报警模块。 随着信息技术的发展，实现家居的信息化、网络化，是当前智能家居系统发展的新趋势。本设计将通信技术与防盗系统紧密结合，为一款便敏小巧，低成本，适合普通室内报警的智能报警系统。本系统通过传感器获取室内人员信息，并将信号发送到单片机微处理器。系统收到报警信息后通过辨认密码的方式确定目标身份，并通过蜂鸣器报警的方式警示入侵者。另外，系统配备具手机通信功能的GSM模块，能将室内安全状况第一时间发送至用户手机终端。不仅大大提高系统安全性及智能性，也方便用户的使用。 经测试，本系统稳定可靠，同时具有友好的人机界面，为用户提供安全服务的同时，实现系统智能化管理。 关键字：智能报警存储器传感器 GSM
目录 1 方案比较与选择 (1) 1.1 方案一：采用数字电路控制 (1) 1.2 方案二：采用双音多频电路与语音电路相结合的控制方案 (1) 1.3 方案三：采用以STM32单片机为核心的控制方案 (2) 2 主要元器件介绍 (3) 2.1 主芯片—STM32 (3) 2.2 显示屏--OLCD12864 (4) 2.3 外部存储芯片--AT24C02 (5) 3 模块分析 (7) 3.1 STM32控制模块 (7) 3.2 密码锁键盘输入及存储模块 (7) 3.3人体热释感应模块 (7) 3.4显示模块 (7) 3.5报警模块 (7) 4 硬件组成部分 (8) 4.1 硬件组成部分 (8) 4.2 仿真分析 (11) 5 电路板的制作，焊接，调试 (13) 5.1电路板制作 (13) 5.2电路板焊接 (14) 5.3电路板调试 (14) 6 讨论及进一步研究和建议 (15) 7 课程设计心得 (16) 附录 (17) 参考文献 (34)
基于STM32单片机开发光学指纹识别模块(FPM10A)全教程 收藏人：共同成长888 2014-05-08 | 阅：25 转：0 | 来源| 分享 基于STM32单片机开发光学指纹识 别模块(FPM10A)全教程 ? 1.平台 首先我使用的是奋斗 STM32 开发板 MINI板 光学指纹识别模块（FPM10A）
2.购买指纹模块，可以获得三份资料 1.简要使用说明 2.使用指纹模块的功能函数 3.FPM10A用户手册. 3.硬件搭建 根据使用说明：FPM 10A使用标准的串口与外界通信，默认的波特率为57600，可以与任何单片机，ARM，DSP等带串口的设备进行连接，请注意电平转换，连接电脑需要进行电平转换，比如MAX232电路。 FPM10A光学指纹模块共有5个管脚 1 为VCC 电源的正极接 3.6V – 5.5V的电压均可。 2 为GND 电源的负极接地。 3 为TXD 串口的发送。 4 为RXD 串口的接收。 5 为NC 悬空不需要使用。 奋斗板上已经有5V的管脚，可以直接供给指纹模块， 这里需要注意的是，指纹模块主要通过串口进行控制，模块和STM32单片机连接的时候，需要进行电平转换， 这样只要把这个转接板插入STM32，接上5V的电，就可以工作了，将模块的发送端接转接板的接收端，接收端接转接板的发送端。 这样，我们的硬件平台就搭建好了！ 4.模块的测试工作 模块成功上电后，指纹采集窗口会闪一下，表示自检正常，如果不闪，请仔细检查电源，是否接反，接错等。指纹模块使用120MHZ的DSP全速工作，工作时芯片有一些热，经过严格的测试，这是没有问题的可以放心使用，在不使用的时候可以关闭电源，以降低功耗。 5.现在我们要进入编程环节了 指纹模块主要是通过串口进行控制，所以这里我们需要用到单片机的串口模块。
7个基于STM32单片机的精彩设计实例，附原理图、代码等相关资料 STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1、STM32与FPGA强强联合，实现完整版信号发生器 话说之前看过作者的另外一个作品，是STM32和FPGA实现的示波器，当然感觉不做。现在作者又推出了信号发生器。重点是TFT触屏来控制波形，相当于一个终端，STM32用来通信，起到了FPGA和TFT之间的纽带作用。最后波形输出作者使用了巴特沃斯滤波器，让输出的波形更加干净。虽然以高端的信号发生器无法比拟，但是用于平时信号输出使用时足够了。 2.采用STM32单片机基于uCOS II系统控制VS1053B语音芯片制作的MP3播放器 一看到uCOS II，就觉得是个高级货，绝对不是一般的小打小闹。该制作耗时半年能完成制作，不得不佩服作者的坚持。这个使用了VC1053B音频模块，TFT液晶显示，还是用了NRF24L01无线模块（暂时没明白这个无线如何使用的），最后作者还很细心的提供了理论指导，方便大家制作。 3.使用OV7670让STM32转身变成照相机（附原理图、代码源文件） 经常使用STM32的同学有没有做过照相机呢？虽说在智能手机遍布的时代，正经相机也要束之高阁了。但是能使用STM32做个相机，拿出去拍个照也是非常拉风的。这个相机使用了ST32F103C8T6（ST32F103C8T6数据手册），摄像头用的是OV7670，带SD卡和触摸屏2.4寸，整体尺寸和卡片机差不多。 4.基于STM32的手机WIFI 控制四轴飞行器设计 我们平时看到的四轴飞行器多是遥控手柄控制的，给你推荐的这个是手机通过wifi就可以控制了，重点在作者还提供了安卓版本的app，直接安装就可以控制飞行器了，当然前提是要根据作者提供的原理图、pcb、代码做出个飞行器了。对APP感兴趣的朋友不妨写写ios 版本的。 5、使用STM32F103RC实现数字万用表设计，具备常用功能 作为电子工程师，最经常用到的就是万用表，可以很少人知道万用表里面的结构、测电压的过程。现在就有人用STM32F103（STM32F103数据手册）做了个数字万用表，只有三个常用功能：测电压（0-50v），测电阻（1k-390k），短路档，使用了LCD5110显示数据，大家不妨动动手开发其他功能。 6、基于RFID技术、以STM32为终端的智能小区管理系统 话说现在高档小区越来越多，对小区的智能化管理也在日渐智能化。这个设计就使用了当下很火的wifi智能控制。系统由多个智能服务终端和系统服务器所组成。智能服务终端就是一个基于STM32的完备系统，涵盖了室内环境监测、高温火警GSM报警、A卡管理助手、天气助手、用户电子账单、万年历、小区意见反馈等功能。
基于STM32单片机的多路数据采集系统设 计 The Design Of Multi-channel Data Acquisition System Based On STM32 中国地质大学（北京） 指导教师 2013.3.31
摘要 本文是基于ARM Cortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器的应用实践，介绍了基于STM32单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机STM32来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。输入数据是由现场模拟信号产生器产生，8路被测电压再通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LCD数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用Keil uVision4通过C++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。 关键词：数据采集89C52单片机ADC0809 Keil uVision4
Abstract This article is an application of STM32 series embedded ARM controller based on Cortex-M3 and it describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine 8051 to carry out. The part of hardware’s core is STM32, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface.
７个基于STM3２单片机的精彩设计实例，附原理图、代码等相关资料 STＭ32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把, 但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM3２的制作,不能说每篇都是经典,但都是在其他地方找不到的,很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习ｓtｍ32单片机的“活生生”的范例。 1、STＭ32与ＦPGA强强联合,实现完整版信号发生器 话说之前看过作者的另外一个作品,是ＳTM32和FPGＡ实现的示波器，当然感觉不做。现在作者又推出了信号发生器。重点是TFT触屏来控制波形，相当于一个终端,STM32用来通信，起到了FＰGＡ和ＴＦT之间的纽带作用。最后波形输出作者使用了巴特沃斯滤波器,让输出的波形更加干净。虽然以高端的信号发生器无法比拟，但是用于平时信号输出使用时足够了。 it/７80#/details 2.采用SＴM32单片机基于uCＯS ＩI系统控制VS1053B语音芯片制作的MP３播放器 一看到ｕCＯS ＩI,就觉得是个高级货，绝对不是一般的小打小闹。该制作耗时半年能完成制作,不得不佩服作者的坚持。这个使用了ＶＣ1053B音频模块,ＴFT液晶显示,还是用了ＮＲＦ24Ｌ0１无线模块（暂时没明白这个无线如何使用的），最后作者还很细心的提供了理论指导，方便大家制作。 cirｃuit/７9６#/ｄetaｉlｓ ３．使用OV76７0让STＭ３２转身变成照相机(附原理图、代码源文件） 经常使用SＴM32的同学有没有做过照相机呢？虽说在智能手机遍布的时代，正经相机也要束之高阁了。但是能使用STM3２做个相机，拿出去拍个照也是非常拉风的。这个相机使用了ST３2F103Ｃ８Ｔ6，摄像头用的是ＯV76７０,带SＤ卡和触摸屏2.4寸，整体尺寸和卡片机差不多。 ｍaｌl.ｃｏｍ／circｕit/７87＃/detａilｓ 4．基于STＭ32的手机WＩＦＩ控制四轴飞行器设计 我们平时看到的四轴飞行器多是遥控手柄控制的,给你推荐的这个是手机通过wifi就可以控制了,重点在作者还提供了安卓版本的aｐｐ，直接安装就可以控制飞行器了，当然前提是要根据作者提供的原理图、pcb、代码做出个飞行器了。对APP感兴趣的朋友不妨写写ioｓ版本的。 5、使用ＳTM32F103RC实现数字万用表设计，具备常用功能 作为电子工程师，最经常用到的就是万用表,可以很少人知道万用表里面的结构、测电压的过程。现在就有人用stm32F103做了个数字万用表，只有三个常用功能:测电压（0-50v），测电阻(1k-39０k),短路档,使用了LCＤ５110显示数据,大家不妨动动手开发其他功能。 .ｃｏm/ciｒｃuit/58１#/dｅｔails
设计报告 基于STM32单片机的智能家居系统设计 姓名： 班级： 学号： 指导老师：yyyyyyyyy 日期：2013.05.27～2013.06.07 华南农业大学工程学院
摘要 目前市场上针对普通家庭的智能防盗、防火等产品很多，但基于远程报警系统的智能家居产品价格不菲。本次设计的基于STM32的智能家居报警系统实用性非常强，设计成本低廉，非常适合普通家庭使用,而且随时可以升级。本产品采用的是以意法半导体公司生产的单片机STM32F103RBT6作为主控芯片，AT24C02作为静态存储芯片，4*4 薄膜键盘和红外热式感应作为探测器，GSM和扬声器的家庭报警模块。 随着信息技术的发展，实现家居的信息化、网络化，是当前智能家居系统发展的新趋势。本设计将通信技术与防盗系统紧密结合，为一款便敏小巧，低成本，适合普通室内报警的智能报警系统。本系统通过传感器获取室内人员信息，并将信号发送到单片机微处理器。系统收到报警信息后通过辨认密码的方式确定目标身份，并通过蜂鸣器报警的方式警示入侵者。另外，系统配备具手机通信功能的GSM模块，能将室内安全状况第一时间发送至用户手机终端。不仅大大提高系统安全性及智能性，也方便用户的使用。 经测试，本系统稳定可靠，同时具有友好的人机界面，为用户提供安全服务的同时，实现系统智能化管理。 关键字：智能报警存储器传感器 GSM
目录 1 方案比较与选择 (1) 1.1 方案一：采用数字电路控制 (1) 1.2 方案二：采用双音多频电路与语音电路相结合的控制方案 (1) 1.3 方案三：采用以STM32单片机为核心的控制方案 (2) 2 主要元器件介绍 (3) 2.1 主芯片—STM32 (3) 2.2 显示屏--OLCD12864 (4) 2.3 外部存储芯片--AT24C02 (5) 3 模块分析 (7) 3.1 STM32控制模块 (7) 3.2 密码锁键盘输入及存储模块 (7) 3.3人体热释感应模块 (7) 3.4显示模块 (7) 3.5报警模块 (7) 4 硬件组成部分 (8) 4.1 硬件组成部分 (8) 4.2 仿真分析 (11) 5 电路板的制作，焊接，调试 (13) 5.1电路板制作 (13) 5.2电路板焊接 (14) 5.3电路板调试 (14) 6 讨论及进一步研究和建议 (15) 7 课程设计心得 (16) 附录 (17) 参考文献 (34)
STM32单片机课程设计 题目：基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器设计指导教师： 所在学院：机械电子工程 专业班级：14自动化2班 姓名： 学号： 联系电话： 实践时间：
目录 一引言 (1) 二系统整体概述设计 (1) 三硬件设计 3.1控制器 (2) 3.2电源 (3) 3.3PCM1770音频播放模块 (4) 3.4 SD卡数据存储模块 (4) 3.5 W25Q32数据存储模块和OLED显示模块 (4) 3.6按键控制 (5) 四软件设计 4.1 软件 (6) 4.2软件设计流程图 (7) 五程序设计 (8) 六课程小结 (12)
摘要：采用具有ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｒ８Ｔ６等芯片进行相关的硬件设计，使用ＫＥＩＬ４．０进行固件程序和驱动程序的开发，设计了一种基于ＳＴＭ３２的ＣＣＩＤ协议的ＵＳＢ读卡器．该读卡器支持符合ＩＳＯ７８１６－３规范的接触式ＩＣ卡。实验表明，该设计可以提高智能卡系统的通信速度和中断响应速度。 关键词：ＵＳＢ；ＣＣＩＤ协议；ＳＴＭ３２；ＩＳＯ７８１６－３ 一.引言 随着社会的快速发展，现今社会生活紧张，而欣赏音乐是其中最好的舒缓压力的方式之一，音乐成了我们生活工作中的一个重要的部分。位次我设计了一个基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器。 二系统总体设计概述 基于PCM1770芯片播放器
三硬件设计 3.1控制器 STM32F105互联型系列微处理器使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核。工作最高频率为72MHZ，内置256K字节的闪存和64K字节的SRAM。丰富的I/O端口和联接到两条APB总线的外设。包含标准的通讯接口（2个IIC接口，3个SPI接口，2个IIS接口，1个USB OTG 全速接口，5个USART接口和2个CAN接口），2个12位的ADC和4个通用的16位定时器。它具有高性能、低功耗、低电压等特性，同时还具有高集成度和易于开发的特点，使该系列产品成为小型项目和作为完整平台的理想选择。STM32的使用需要一个最小系统，包括晶振电路，复位电路。 1)晶振电路的设计：晶振电路用于向处理器提供工作时钟。本系统使用72MHZ无源晶振作为系统的主振荡器。晶振的负载电容应当按照要求选取，电容不正确可能导致晶振起振缓慢甚至不起振，这将影响整个系统的稳定性。 2)复位电路的设计：采用简单的 “RC+按键”复位形式，该复位电路可以实现上电自动复位和手动按键复位。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，按键复位是通过复位端经电阻与电源接通而实现的。
本科生毕业论文（或设计） （申请学士学位） 论文题目基于STM32单片机的万年历设计 作者姓名李杨 专业名称自动化 指导教师王斌 2014年5月
学生：（签字）学号：2010210328 答辩日期：2014年5 月24日 指导教师：（签字）
目录 摘要 (1) Abstract (1) 1绪论 (2) 1.1 研究背景及意义 (2) 1.2 国内外研究现状 (2) 1.3 论文主要内容 (2) 2系统硬件电路设计 (3) 2.1单片机开发板的介绍 (3) 2.2硬件电路总体结构设计 (4) 2.3 硬件电路各单元电路设计 (4) 2.3.1 按键电路的设计 (4) 2.3.2 显示电路的设计 (5) 3系统软件设计 (6) 3.1 RealView MDK3.80简介 (6) 3.2 软件总体设计 (6) 3.3 TFT-LCD显示程序设计 (7) 3.4 时钟程序设计 (8) 3.5 汉字显示程序 (10) 3.6 图片显示程序 (11) 3.7 按键功能程序 (11) 4系统调试 (12) 结论 (14) 参考文献 (14) 附录一 (15) 程序列表 (15) 主程序 (15) TFT-LCD显示程序 (21) 时钟程序 (24) 汉字显示程序 (29) 图片显示程序 (31) 按键程序 (36) 致谢 (39)
基于STM32单片机的万年历设计 摘要：随着现代社会生活和工作节奏的加快，及时准确的掌握时间变得越来越重要。STM32包含Cortex-M3内核，具有低功耗、低成本、丰富的片内外设以及处理速度快等特点。本文采用STM32F103RBT6作为主控制器，利用其内部的实时时钟（RTC）在相应软件的配置下，设计了具有时间显示功能的电子万年历，可提供24小时制的实时时钟和区分平、闰年的日历。测试表明该设计计时准确、界面美观、操作简便。 关键词：万年历；STM32F103RBT6；TFTLCD；Cortex-M3；RTC Calendar Design Based On STM32 Microcontroller Abstract：With the development of modern society, the accelerated pace of life and work,to grasp time timely and accurately becomes more and more important. STM32 contains the Cortex-M3 kernel, with low power consumption, low cost, rich on-chip and high processing speed. This paper uses STM32F103RBT6 as the main controller, using real time clock the internal (RTC) with the corresponding software configuration, designs electronic calendar with the function of time display, and it can provide 24 hour real-time clock and the calendar which can distinguish the flat year or the leap year. The test shows that the design of accurate timing, beautiful interface, and easy operation. Key words: Calendar; STM32F103RBT6; TFTLCD; Cortex-M3; RTC
1 课程设计要求 基于STM32单片机实现一个数据采集系统，具有数据采集、显示、传输、存储、分析这几个功能。 具体为以下几个功能： 一、系统上电启动，4个LED灯闪烁1秒，OLED屏显示学号、姓名和杭电LOGO， 保持1秒后进入主界面，显示系统名称和功能菜单。通过K1/K2上下选择功能，K3确定进入功能界面。在所有功能界面，默认K4返回主界面。 二、功能1为系统测试界面，4个LED灯显示流水灯，OLED屏以图形方式显 示测试内容，内容包括4个LED灯状态、4个按键状态、AD采样数据、陀螺仪传感器原始数据。单页显示不下时通过K1、K2上下翻页。LED与按键状态可用图形或图片进行显示，AD采样数据以及MPU6050数据可使用柱状图结合文字显示。 三、功能2为陀螺仪姿态解算界面，OLED显示内容为解算出的MPU6050姿态 角数据（pitch俯仰角、roll横滚角和yaw航向角），精确0.1°，并能以其中的某个角度控制4个LED灯的亮度（100%-0%亮度可调）。 四、功能3为数据传输界面，除了定时向两个串口发送数据，OLED显示内容 为：定时发送时间间隔（0.01-1秒）、发送数据格式、发送计数（累计发送数据帧）、接收字节计数。可使用K1调整发送时间间隔，K2切换上传数据格式，K3启动或暂停上传数据。 五、设计安卓移动端APP软件，能接受单片机通过蓝牙模块上传的数据，并 提取出数据帧中的有效数据显示在设备界面中。显示内容包括：4个LED灯状态、4个按键状态、AD采样数据或采样电压值、陀螺仪6轴原始数据及解算姿态角度。 六、没有安卓设备的同学，可用PC端自编软件替代，接收单片机通过USB 串口上传的数据，完成第五项内容要求。 2 系统方案设计（框图、原理图） 硬件系统组成： 1.单片机：STM32F103C8T6，8MHz晶振 https://www.doczj.com/doc/c614038789.html,B转串口芯片：PL2303SA 3.LDO电源：AMS1117，5V输入3.3V输出 4.LED×4，加1个电源显示 5.按键×4，加1个复位按键 6.精密可调电阻10KΩ 7.IIC接口6轴陀螺仪传感器：MPU-6050 8.IIC接口0.96寸128x64点阵单色OLED 9.HC05蓝牙2.0通信模块
基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器设计（湖北大学物理学与电子科学技术学院，湖北武汉４３００７４） 摘 要：采用具有ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｒ８Ｔ６等芯片进行相关的硬件设计，使用ＫＥＩＬ４．０进行固件程序和驱动程序的开发，设计了一种基于ＳＴＭ３２的ＣＣＩＤ协议的ＵＳＢ读卡器．该读卡器支持符合ＩＳＯ ７８１６－３规范的接触式ＩＣ卡。实验表明，该设计可以提高智能卡系统的通信速度和中断响应速度。关键词：ＵＳＢ；ＣＣＩＤ协议；ＳＴＭ３２；ＩＳＯ７８１６－３ 1引言 2系统总体设计概述 基于PCM1770芯片播放器 3硬件设计 3.1控制器 STM32F105互联型系列微处理器使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核。工作最高频率为72MHZ，内置256K字节的闪存和64K字节的SRAM。丰富的I/O端口和联接到两条APB总线的外设。包含标准的通讯接口（2个IIC接口，3个SPI接口，2个IIS接口，1个USB OTG 全速接口，5个USART接口和2个CAN接口），2个12位的ADC和4个通用的16位定时器。。它具有高性能、低功耗、低电压等特性，同时还具有高集成度和易于开发的特点，使该系列产品成为小型项目和作为完整平台的理想选择。STM32的使用需要一个最小系统，包括晶振电路，复位电路。 1)晶振电路的设计：晶振电路用于向处理器提供工作时钟。本系统使用72MHZ无源晶振作为系统的主振荡器。晶振的负载电容应当按照要求选取，电容不正确可能导致晶振起振缓慢甚至不起振，这将影响整个系统的稳定性。 2)复位电路的设计：采用简单的 “RC+按键”复位形式，该复位电路可以实现上电自动复位和手动按键复位。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，按键复位是通过复位端经电阻与电源接通而实现的。 3.2电源 本系统所需要的硬件输入电源为3.3V, 采用AS1 l17—3.3稳压芯片来提供,输入电压范围是4.75V-10V,输出电压3.3V。在使用过程中用5V电源供电即可。 3.3PCM1770音频播放模块 DAC芯片选择德州仪器的PCM1770PWR芯片提供音频播放功能，它是具有耳机放大器的24 位低功耗立体声音频DAC(解码器)。可支持工业标准音频数据格式，包括标准模式、I2S 飞利浦标准、MSB对齐标准。可直接驱动耳机，具有软件控制音量大小，芯片模式和模拟语音合成等功能。PCM1770的I2S共4路信号，I2S_SD 串行数据用来接收2路左右声道时分复用通道的数据、I2S_WS 字选（左右声道选择）从模式下作为输入、I2S_CK 串行位时钟从模
基于STM32F103单片机开发介绍 目录 一、IDE安装(MDK) (2) 二、CMSIS 架构简介 (3) 三、标准外设库的外设库结构 (8) 四、Startup文件的选择及文件拷贝 (10) 五、创建工程 (14) 六、配置工程 (24) 七、下载及调试 (32) 八、SourceInght添加技巧 (33)
一、IDE安装(MDK) STM32使用的开发环境是MDK，目前我们使用的版本是MDK5.10。安装步骤请参考《MDK5.10安装手册.pdf》。
二、CMSIS 架构简介 安装完ARM.CMSIS.3.20.4.pack和Keil.STM32F1xx_DFP.1.0.5.pack后，会在Keil的安装路径下生成对应的文件夹： Keil_v5\ARM\Pack\ARM\CMSIS\3.20.4 Keil_v5\ARM\Pack\Keil\STM32F0xx_DFP\1.0.3 Keil_v5\ARM\Pack\Keil\STM32F1xx_DFP\1.0.5 PACK下的文件，将在我们开发和编译时都需要用上。 1.CMSIS ARM Cortex? 微控制器软件接口标准(CMSIS：Cortex Microcontroller Software Interface Standard) 是Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层。
2.Core_cm 3.h 1、内对Lint进行了配置。 2、最重要的是调用了“stdint.h”文件，该文件由编译环境提供，对8位、16位、32位等整数类型的定义及其范围进行了规范，还定义了大数输出如：UINT_LEAST8_MAX。主要用来屏蔽不同编译器之前的差异。这种扩展整数类型的定义非常清晰，从类型名字上就可以看出它的长度，这有利于编写可移植的代码。 3、指示寄存器的访问权限。CMSIS定义以下3种标识符来指定访问权限：_I(volatileconst)、_O(volatile)和_IO(volatile)。其中_I用来指 定只读权限，_O指定只写权限，_IO指定读写权限。 4、对CM3核内的寄存器进行了定义。 定义了NVIC类型结构体NVIC_Type、SCB结构体SCB_Type、SysTick 类型结构体SysTick_Type、ITM类型结构体ITM_Type、MPU类型结构体MPU_Type、InterruptType类型结构体InterruptType_Type、CoreDebug 类型结构体CoreDebug_Type。定义了各种寄存器。 5、对CM3硬件内存地址进行了映射。 6、对硬件抽象层的寄存器进行了定义，包括Cortex_M3核的全局变量声明和定义，并定义一些静态功能函数。。用于C语言文件内调用汇编语句如：__NOP、__ISB()、__DSB()等。其原型在core_m3.c文件内。 此文件在： Keil_v5\ARM\Pack\ARM\CMSIS\3.20.4\CMSIS\Include\core_cm3.h
www?ele169?com | 3电子科技 0 引言 近年来国内雾霾现象日益严重，国内多地受雾霾持续困扰，室内外空气中的微粒、细菌、病毒和其他有害物质对人 体健康构成危害，特别是对长期工作或生活在恶劣环境下的人[1]。本文设计出一种多功能便捷式空气净化器，在检测空气质量的同时还可以利用过滤层及负离子发生器改善人体 吸入空气的质量，通过物联网芯片将实时的空气质量传送给服务器进行分析。本设计可根据环境选取风量调速模式，具有能耗低，维护简单和可随身携带等优点。1 系统整体设计 本设计基于STM32单片机，由负离子发生器、微风扇、空气过滤装置等系统组成。微风扇使空气流动，流动的空气经过装在风口的负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，形成负离子气流，依次通过机内的粗滤棉、活性炭滤芯、PM2.5试纸后将各种污染物过滤或吸附，达到清洁 净化空气的目的。图1 净化空气流程 在雾霾环境下，传感器感知周围空气，通过液晶显示屏显示当前未净化空气的PM2.5值、温度值和湿度值。通过风扇的作用，空气先流过负离子发生器，将空气中带电的大颗粒吸附到铁丝过滤网上，通过粗滤棉进行第一层过滤，活性炭网进行第二层过滤，PM2.5滤纸过滤小微粒，再通过负离子发生器净化空气，使人体可以呼吸到洁净空气。此外，本系统搭配不同类型出风口也可作为车载净化器使用。2 系统硬件组成 ■2.1 系统主控模块本设计选用STM32单片机作为数据处理模块，其对数据的处理速度快，能实时采样PM2.5传感器、温湿度传感 器检测的数据，精确计算出粉尘浓度、温湿度，把实时数据传输给OLED 显示屏，具有性价比高，功耗低等特点。 ■2.2 PM2.5检测模块本设计采用夏普PM2.5粉灰尘传感器GP2Y1010AU0F 检测模块，利用光学空气质量传感器感应空气中的尘埃粒子。内部的红外线发光二极管和光电晶体管，使其能够探测到空气中尘埃反射光，通过检测经过空气中灰尘折射过后的光线来判断灰尘的含量。该传感器输出为模拟电压，其值与 粉尘浓度成正比，通过STM32单片机的采样数据，运用卡 尔曼滤波算法精确计算出粉尘浓度，测量PM2.5的含量。 图2 PM2.5检测模块电路图 ■2.3 风扇模块风扇作为净化器空气流动的动力来源，风量的大小决 定净化速度的快慢。本设计采用DC12V 微型风扇，通过基于STM32单片机的便携式空气净化器设计魏伟，张磊，孙鹏达 （沈阳科技学院，辽宁沈阳，110167） 基金项目：2017年省级大学生创新创业训练计划项目201713621000335。摘要：设计了一种基于STM32单片机为核心的空气净化系统。利用温湿度传感器、PM2.5传感器检测室内外空气质量，将采集到的数据传输给STM32单片机，利用过滤网及负离子发生器净化空气，并将收集的数据通过单片机与cc2530芯片通信，可将PM2.5含量、温湿度数据通过zigbee协议发送给装有cc2530接收芯片的服务器，构成物联网络实时监控区域空气质量。经实验测试，该系统具有高精度、低功耗、抗扰能力强、过滤性能好等优点，实际应用价值高，市场前景广阔。关键词：空气净化器；STM32单片机；PM2.5传感器
基于STM32单片机的多功能智能拐杖设计 针对目前老人出行安全的问题，设计一款在老人出现意外状况时能及时呼救和报警的智能拐杖。设计以STM32单片机为控制核心，结合当前先进的成熟的信号处理算法、传感器技术、无线通信技术，采用MPU6050水平检测模块实时测量拐杖与地面的倾角，在出现突发情况时通过语音模块识别求救，GPS模块实现定位功能，以信息的方式发送给监护人。此外，系统还能显示温湿度、PM2.5浓度等环境信息。测试结果表明，整个系统性能稳定，灵敏度高，操作方便，并且功能易于扩展，满足老年人出行多方面需求。 标签：STM32单片机；水平检测；语音识别；GPS定位 Abstract：Aiming at the problem of safety for the elderly，a smart crutch is designed which can call for help and call the police in time when an accident occurs. The design takes STM32 microcontroller as the control core，combines the current advanced signal processing algorithm，sensor technology，wireless communication technology，and adopts the MPU6050 horizontal detection module to measure the angle between crutches and the ground in real time. In case of emergency，the GPS module realizes the positioning function through the voice module identification and call for help GPS module，and sends the information to the guardian in the way of information. In addition，the system can also display temperature and humidity，PM2.5 concentration and other environmental information. The test results show that the whole system has the advantages of stable performance，high sensitivity，convenient operation，and easy expansion of functions to meet the needs of the elderly in many aspects of travel. Keywords：STM32single chip microcontroller；horizontal detection；speech recognition；GPS positioning 1 概述 21世纪的中国各地人口老龄化现象日益明显，外出出行及运动是新世纪老年人的生活理念，但另一方面摔倒也是老年人经常发生的意外，严重影响了老人的身心健康[1]。考虑到老年人对拐杖的需求，设计了一款基于STM32单片机控制的集环境信息显示、语音识别、短信报警、GPS定位等功能于一体的智能拐杖系统，能够实时监护使用者的行走状态及周边情况，综合采集信息進行多方面显示。系统可适用于居民小区或社会福利站等小型社区的老年人群体，并可以进行功能扩展，应用到单独个体使用，达到应用到日常生活中的作用。 2 系统总体方案设计 系统利用PM2.5传感器、温湿度传感器对室外温湿度以及空气质量等环境信息进行采集，综合使用STM32，将当天室外环境质量信息在LCD显示屏上进