基于ARM的頻率計設計

1、 電控學院課程設計（論文） 課程名稱： ARM課程設計 題 目： 基于ARM的頻率計系統(tǒng)設計 院 （系）： 電xxxxxxxxxxxxxxx 專業(yè)班級： 測控技術(shù)與與儀器xxxx班 姓 名： xxxxxxxxxxxx 學 號： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指導教師： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 2017 年 1 月 6 日摘 要隨著移動設備的流行和發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為一個熱點。它并不是最近出現(xiàn)的新技術(shù)，只是隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，微控制芯片功能越來越大，而嵌入微控制芯片的設備和系統(tǒng)越來越多，從而使得這種技術(shù)越來越引人注目。它對軟硬件的體

2、積大小、成本、功耗和可靠性都提出了嚴格的要求。嵌入式系統(tǒng)的功能越來越強大，實現(xiàn)也越來越復雜，隨之出現(xiàn)的就是可靠性大大降低。最近的一種趨勢是一個功能強大的嵌入式系統(tǒng)通常需要一種操作系統(tǒng)來給予支持，這種操作系統(tǒng)是已經(jīng)成熟并且穩(wěn)定的，可以是嵌入式的Linux，WINCE等等。本文所要研究的就是基于ARM嵌入式系統(tǒng)的頻率計系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。本設計采用了32位ARM微處理器STM32F103作為核心處理器和ARM Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)。實現(xiàn)了單位周期的頻率計數(shù)，采用串口與基于Labview的上位機實現(xiàn)通信，將實時結(jié)果顯示在上位機的界面。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)，ARM ，STM32F103 ，嵌入式l

3、inux ， Labview前 言在電子技術(shù)各參數(shù)中,頻率測量的精確度是最高的，因而人們常利用某種確定的函數(shù)關(guān)系把其他電參數(shù)的精確測量轉(zhuǎn)換為頻率的測量。目前,測量頻率方法主要有低頻測周期、高頻測頻率、多周期同步測量法以及多周期完全同步測頻法。采用低頻端測周、高頻端測頻時,存在中界頻率測量誤差大即測量死區(qū)問題,因此頻率的測量準確度很難提高到較高的數(shù)量級;采用多周期完全同步測頻法，則閘門控制時間必須是被測信號與時標信號周期個數(shù)的最大公約數(shù)，因此進行一次完全同步測量需要很長的時間,不適于對實時性要求較高的場合，多周期同步測頻法,其最大優(yōu)點就是與被測信號頻率大小無關(guān),測量速度快,精度高。但多周期同步測

4、量法存在同步電路結(jié)構(gòu)復雜,易造成誤觸發(fā),可靠性不高,且此方法雖在原理上消除了±1量化誤差,但在實際應用中,經(jīng)過同步電路之后,只消除了-1量化誤差,仍不能保證完全消除+1量化誤差,因此測量精度會間歇性的出現(xiàn)較大偏差等問題。集成數(shù)字頻率計由于所用元件少、投資少,體積小,功耗低,且可靠性高,功能強,易于設計和研發(fā),使得它具有技術(shù)上的實用性和應用的廣泛性。不論從我們用的彩色電視機、電冰箱，DVD，還有我們現(xiàn)在家庭常用到的數(shù)字電壓表數(shù)字萬用表等等都包含有頻率計?，F(xiàn)在頻率計已是向數(shù)字智能方向發(fā)展，即可以很精確的讀數(shù)也精巧易于控制。數(shù)字頻率計已是現(xiàn)在頻率計發(fā)展的方向,它不僅可以很方便的讀數(shù),而且還

5、可以使頻率的測量范圍和測量準確度上都比模擬先進.而且頻率計的使用已是很多的方面,數(shù)字衛(wèi)星、數(shù)字通訊等高科技的領(lǐng)域都有應用。所以頻率計的發(fā)展是一個整體的趨勢。一、系統(tǒng)概述1、STM32F103簡介ARM 公司是專門從事基于RISC 技術(shù)芯片設計開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權(quán)供應商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設計許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片，世界各大半導體生產(chǎn)商從ARM公司購買其設計的ARM 微處理器核，根據(jù)各自不同的應用領(lǐng)域，加入適當?shù)耐鈬娐?，從而形成自己的ARM 微處理器芯片進入市場。目前，全世界有幾十家大的半導體公司都使用ARM 公司的授權(quán)，因此既使得ARM 技術(shù)獲得更多的第三方工具、制

6、造、軟件的支持，又使整個系統(tǒng)成本降低，使產(chǎn)品更容易進入市場被消費者所接受，更具有競爭力。STM32F103xx增強型系列由意法半導體集團設計，使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC內(nèi)核，工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲器(高達128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的SRAM)，豐富的增強I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設。所有型號的器件都包含2個12位的ADC、4個通用16位定時器和2個高級定時器，還包含標準和先進的通信接口：多達2個I2C和SPI、3個USART、一個USB和一個CAN。2、總體方案設計本次頻率計系統(tǒng)設計采用以STM32F103xx系列芯片為核心，由于F103

7、系列芯片的內(nèi)部資源較多，本次設計充分利用芯片內(nèi)部資源，設計出高精度的頻率計系統(tǒng)。STM32F103待測信號發(fā)生模塊定時器上位機顯示結(jié)果圖：系統(tǒng)整體框圖系統(tǒng)的主體功能是充分利用定時器，用32內(nèi)部的通用定時器3的復用功能-輸入捕獲。通過輸入捕獲對外部輸入STM32芯片內(nèi)部的脈沖上升沿計數(shù)，輸入捕獲功能可以實現(xiàn)每一次外部脈沖輸入的上升沿引發(fā)一次中斷，再通過通用定時器4定時一秒，通過定時一秒鐘計算輸入捕獲中斷次數(shù)來判斷鐘外部脈沖輸入的頻率，最后將這個數(shù)據(jù)傳送給上位機通過虛擬儀器LABVIEW來顯示出頻率。設計中考慮到采用STM32F103開發(fā)板作為硬件基礎，板子承受的最大電壓為3.3V，而且程序調(diào)試中

8、如果接入外部脈沖輸入，不能夠立即查詢出問題所在，所以通過芯片內(nèi)部資源通用定時器5的復用功能輸出PWM波來模擬外部脈沖輸入，這樣也可以更加簡化硬件設計，所以本次系統(tǒng)充分利用32芯片內(nèi)部定時器資源來設計系統(tǒng)。圖：系統(tǒng)設計流程圖二、整體功能設計1、STM32 通用定時器簡介STM32 的通用定時器是一個通過可編程預分頻器（ PSC）驅(qū)動的 16 位自動裝載計數(shù)器（ CNT）構(gòu)成。 STM32 的通用定時器可以被用于：測量輸入信號的脈沖長度(輸入捕獲)或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較和 PWM)等。 使用定時器預分頻器和 RCC 時鐘控制器預分頻器，脈沖長度和波形周期可以在幾個微秒到幾個毫秒間調(diào)整。 STM

9、32 的每個通用定時器都是完全獨立的，沒有互相共享的任何資源。STM3 的通用 TIMx (TIM2、 TIM3、 TIM4 和 TIM5)定時器功能包括： 1)16 位向上、向下、向上/向下自動裝載計數(shù)器（ TIMx_CNT）。 2)16 位可編程(可以實時修改)預分頻器(TIMx_PSC)，計數(shù)器時鐘頻率的分頻系數(shù)為 165535 之間的任意數(shù)值。 3） 4 個獨立通道（ TIMx_CH14），這些通道可以用來作為： A輸入捕獲 B輸出比較 C PWM 生成(邊緣或中間對齊模式) D單脈沖模式輸出 4）可使用外部信號（ TIMx_ETR）控制定時器和定時器互連（可以用 1 個定時器控制另外

10、一個定時器）的同步電路。 5）如下事件發(fā)生時產(chǎn)生中斷/DMA： A更新：計數(shù)器向上溢出/向下溢出，計數(shù)器初始化(通過軟件或者內(nèi)部/外部觸發(fā)) B觸發(fā)事件(計數(shù)器啟動、停止、初始化或者由內(nèi)部/外部觸發(fā)計數(shù)) C輸入捕獲 D輸出比較 E支持針對定位的增量(正交)編碼器和霍爾傳感器電路 F觸發(fā)輸入作為外部時鐘或者按周期的電流管理 2、定時器功能簡介本次設計系統(tǒng)中需要利用通用定時器產(chǎn)生一秒定時。STM32F103中的通用定時器可以由向上計數(shù)、向下計數(shù)、向上向下雙向計數(shù)多種計數(shù)模式。向上計數(shù)模式中，計數(shù)器從0計數(shù)到自動加載值(TIMx_ARR計數(shù)器內(nèi)容)，然后重新從0開始計數(shù)并且產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件。

11、在向下模式中，計數(shù)器從自動裝入的值(TIMx_ARR)開始向下計數(shù)到0，然后從自動裝入的值重新開始，并產(chǎn)生一個計數(shù)器向下溢出事件。而中央對齊模式（向上/向下計數(shù)）是計數(shù)器從0開始計數(shù)到自動裝入的值-1，產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件，然后向下計數(shù)到1并且產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件；然后再從0開始重新計數(shù)。系統(tǒng)中采用向上計數(shù)模式，并打開定時中斷功能，當定時一秒進入中斷后后，讀取輸入捕獲進入中斷的次數(shù)并將數(shù)據(jù)通過串行口發(fā)送到上位機顯示。圖：系統(tǒng)整體硬件3、PWM簡介 PWM 是 Pulse Width Modulation 的縮寫，中文意思就是脈沖寬度調(diào)制，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路

12、進行控制的一種非常有效的技術(shù)，其控制簡單、靈活和動態(tài)響應好等優(yōu)點而成為電力電子技術(shù)最廣泛應用的控制方式，其應用領(lǐng)域包括測量，通信，功率控制與變換，電動機控制、伺服控制、調(diào)光、開關(guān)電源，甚至某些音頻放大器，因此研究基于 PWM 技術(shù)的正負脈寬數(shù)控調(diào)制信號發(fā)生器具有十分重要的現(xiàn)實意義。PWM 是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM 信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通

13、的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM 進行編碼。本次設計系統(tǒng)中利用通用定時器的復用功能輸出比較輸出PWM波，系統(tǒng)中通過調(diào)節(jié)PWM波的輸出周期來改變模擬輸出的脈沖頻率。4、輸入捕獲簡介輸入捕獲模式可以用來測量脈沖寬度或者測量頻率。STM32 的定時器，除了 TIM6 和 TIM7，其他定時器都有輸入捕獲功能。 STM32 的輸入捕獲，簡單的說就是通過檢測 TIMx_CHx 上的邊沿信號，在邊沿信號發(fā)生跳變（比如上升沿/下降沿）的時候，將當前定時器的值（ TIMx_CNT）存放到對應的通道的捕獲/比較寄存器（ TIMx_CC

14、Rx）里面，完成一次捕獲。同時還可以配置捕獲時是否觸發(fā)中斷/DMA 等。接下來，我們介紹我們需要用到的一些寄存器配置，需要用到的寄存器有： TIMx_ARR、TIMx_PSC、 TIMx_CCMR1、 TIMx_CCER、 TIMx_DIER、 TIMx_CR1、 TIMx_CCR1 這些寄存器在前面全部都有提到(這里的 x=5)，我們這里就不再全部羅列了，我們這里針對性的介紹這幾個寄存器的配置。首先 TIMx_ARR 和 TIMx_PSC，這兩個寄存器用來設自動重裝載值和 TIMx 的時鐘分頻，再來看看捕獲/比較模式寄存器 1： TIMx_CCMR1，這個寄存器在輸入捕獲的時候，非常有用，有

15、必要重新介紹，該寄存器的各位描述如圖所示：當在輸入捕獲模式下使用的時候，對應圖的第二行描述，從圖中可以看出，TIMx_CCMR1 明顯是針對 2 個通道的配置，低八位7： 0用于捕獲/比較通道 1 的控制，而高八位15： 8則用于捕獲/比較通道 2 的控制，因為 TIMx 還有 CCMR2 這個寄存器，所以可以知道CCMR2 是用來控制通道 3 和通道 4。本次頻率計設計系統(tǒng)中采用TIM5_CH1 來捕獲上升沿脈沖信號，也就是要先設置輸入捕獲為上升沿檢測，記錄發(fā)生上升沿的時候 TIM5_CNT 的值。當上升沿到來時，發(fā)生捕獲，并記錄得到一次脈沖信號值。這樣，定時一秒鐘捕獲到上升沿的次數(shù)，就是每

16、秒測量到的脈沖次數(shù)，即捕獲的脈沖頻率，這就是我們所需要的結(jié)果，然后通過串口連接到上位機，將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機labview顯示結(jié)果。5、串口通信設計通用同步異步收發(fā)器(USART)提供了一種靈活的方法與使用工業(yè)標準NRZ異步串行數(shù)據(jù)格式的外部設備之間進行全雙工數(shù)據(jù)交換。USART利用分數(shù)波特率發(fā)生器提供寬范圍的波特率選擇。它支持同步單向通信和半雙工單線通信，也支持LIN(局部互連網(wǎng))，智能卡協(xié)議和IrDA(紅外數(shù)據(jù)組織)SIR ENDEC規(guī)范，以及調(diào)制解調(diào)器(CTS/RTS)操作。它還允許多處理器通信。接口通過三個引腳與其他設備連接在一起。任何USART雙向通信至少需要兩個腳：接收數(shù)據(jù)輸入(RX

17、)和發(fā)送數(shù)據(jù)輸出(TX)。 RX：接收數(shù)據(jù)串行輸入。通過采樣技術(shù)來區(qū)別數(shù)據(jù)和噪音，從而恢復數(shù)據(jù)。 TX ：發(fā)送數(shù)據(jù)輸出。當發(fā)送器被禁止時，輸出引腳恢復到它的I/O端口配置。當發(fā)送器被激活，并且不發(fā)送數(shù)據(jù)時，TX引腳處于高電平。在單線和智能卡模式里，此I/O 口被同時用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。串口做為ARM的重要外部接口，同時也是軟件開發(fā)的重要調(diào)試手段。對于 單片機學習來說，非常重要。而我們開發(fā)板使用的 STM32F103 最多可以提 供 5 路串口。那么 STM32 的串口操作步驟是怎么樣的呢？ 1) 打開 GPIO 的時鐘使能和 USART 的時鐘使能。 2) 設置串口 IO 的 IO 口模式。

18、 （一般輸入是模擬輸入， 輸出是復用推挽輸出） 3) 初始化 USART。 （包括設置波特率、數(shù)據(jù)長度、停止位、效驗位等） 4) 如果使用中斷接收的話，那么還要設置 NVIC 并打開中斷使能。串口總線在發(fā)送或接收前應處于空閑狀態(tài)，發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)包括一個起始位、一個數(shù)據(jù)字(8或9位)、校驗位和1或2個的停止位。由此表明數(shù)據(jù)幀的完整和數(shù)據(jù)準確行。圖：串口發(fā)送配置流程圖6、上位機顯示界面設計上位機的顯示界面通過labview軟件設計。上位機Labview的設計主要是串口配置設計和結(jié)果顯示，其整體設計后的界面如下圖所示：圖：上位機顯示界面三、系統(tǒng)總體調(diào)試本次設計系統(tǒng)中的主要軟件設計就是對STM32F1

19、03芯片內(nèi)部定時器的充分利用并綜合調(diào)用，由于32芯片的設計采用庫函數(shù)開發(fā)方式編寫程序，大大簡化了程序的設計難度。本次設計系統(tǒng)中也遇到了一些問題，在老師和同學的幫助下最后都一一解決了，在此也謝謝幫助過我的老師和同學們。1.設計中的捕獲中斷在幾次調(diào)試中都沒有得到正確的數(shù)據(jù)，最后通過前前后后的軟件檢查發(fā)現(xiàn)了問題的所在，原來是在程序沒有對通用定時器的捕獲功能映射到相應的GPIO端口，因此IO口不能相應的識別上升沿，就不能產(chǎn)生中斷并返回正確的數(shù)據(jù)。改正方案：打開STM32的GPIO口配置，并使定時器輸入捕獲功能到相應的IO口，改正之后，通過串口助手調(diào)試可以得到正確的捕獲到的脈沖頻率。2. 下位機程序整體

20、設計之后檢查沒錯，并可以正確的在串口助手顯示正確的結(jié)果，后邊在上位機設置完成后串口通訊，但在labview界面中不能正確顯示結(jié)果，后來多次查詢，發(fā)現(xiàn)是STM32F103板子沒有232模塊，因此不能正確的進行串口通訊。改正方案：在硬件設計中重新設計硬件通信模塊，改正之后就可以正常的通信，上位機可以正確的顯示結(jié)果。當然，在調(diào)試中還遇到很多細節(jié)問題，這些錯誤相信只要能夠稍微認真一點就能夠避免的。四、設計心得這次的課程設計是基于 STM32F103的頻率計，實現(xiàn)的主要功能用ARM的定時器/計數(shù)器的定時和計數(shù)功能，外部擴展基于LABVIEW的上位機，實現(xiàn)實時顯示，求累計每秒進入ARM的外部脈沖個數(shù)用上位

21、機顯示。 在做數(shù)字頻率計的設計時，開始是遇到不少的問題，比如我們想如此微弱的信號是怎樣被數(shù)字頻率計檢測的呢，頻率計到底是什么設計原理呢，畢竟還沒有接觸過實際設計和開發(fā)，所以在考慮問題的時候往往是不全面的，也就是說這次設計還有不少的方面沒有考慮周全，也一定存在著這樣那樣的問題。在調(diào)試工作時，我們要注意認真檢查設備連接是否正確。采用單片機智能控制，結(jié)合外圍電子電路，得以高低頻率的精度測量，編程簡單，精度高。自己學習ARM已經(jīng)有一段的時間了，這次我又一次利用它來完成課程設計，現(xiàn)在深深地感受ARM的適用性強、應用面廣、功能完善。ARM技術(shù)發(fā)展已經(jīng)很成熟，在電子控制系統(tǒng)應用上仍然占有很重要的地位，作為一

22、名測控專業(yè)的學生，學習好ARM嵌入式就顯得很有必要。在學習ARM時，不能只滿足于課本以及軟件仿真，更為重要的是注重它在實際生活中的應用，多思考、多動手搭建電路，這樣我們才能將所學的東西內(nèi)化，為今后在系統(tǒng)設計中打下一個堅實的基礎確保各個部件都在正常工作，再進行軟件調(diào)試工作。調(diào)試過程，按照步驟進行操作，切記自己隨意妄為。總之，這次課程設計還是學習到了很多東西，耐心，團隊合作等等。感謝我們組員的配合以及老師的耐心指導。實際的操作總是比理論的學習困難更多，有很多問題是我們沒有遇到過的，學習了一學期的ARM，無論理論知識學的如何，如果不動手操作，我們永遠不會解決這些問題，因為我們也不會碰到這些問題，發(fā)現(xiàn)

23、問題解決問題，這才是求學求知的途徑。ARM嵌入式的內(nèi)容很豐富，我們現(xiàn)在知道的不過是鳳毛麟角，但是這一學期的學習加上這一周的課程設計，使我對ARM的興趣更加濃烈。實踐出真知，這句話用在學習ARM身上最適合不過，理論與實踐結(jié)合才能夠創(chuàng)新。我覺得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解了。 我次的課程設計是基于 STM32F103的頻率計，實現(xiàn)的主要功能用ARM的定時器/計數(shù)器的定時和計數(shù)功能，外部擴展基于LABVIEW的上位機，實現(xiàn)實時顯示，求累計每秒進入ARM的外部脈沖個數(shù)用上位機顯示。當老師在之前讓我們選題目時，我就開始在網(wǎng)上

24、、在圖書館找資料，當接觸到基于ARM的頻率計這個題目時，我很迷茫，不知從何下手，雖說這學期已經(jīng)開ARM課了，但是自認為學的一點都不好。隨后我們?nèi)ド暇W(wǎng)查找資料，去圖書館查文獻，但是都沒有找到類似的課題，最后經(jīng)過我與組員的努力，勉強有些許思緒，雖說最后我們沒能很完善的做出課題，但這個過程是值得高興地。在模擬硬件電路部分，我們查了相關(guān)的資料，其中遇到了很多的繁瑣問題，但經(jīng)過同學幫助都得以解決；在軟件方面，我們按照書上的資料，逐步學習，逐步推敲，最終寫出了部分程序，雖然功能沒有完全表現(xiàn)出來，但是我們都很認真的去動手做了。事實上，我們遇到的問題遠不止這些，但是，無論怎樣的挫折，無論怎樣的想要放棄，最后都

25、堅持了下來。有困難就查資料，有困難就請教同學，有困難就解決困難!本著這樣的信念和心態(tài)，我們解決了一個個的困難，雖說結(jié)果不能達到預期結(jié)果，但從中我們也學到了很多知識，從原來不太熟悉的STM32F103、ARM各個部件到最后的的每一部分都有所了解，我覺得這就是我們堅持到最后的最大成果，其實在很多事情來臨時，我們不僅僅關(guān)心的是最后的結(jié)果，更重要的是擁有其中的過程。在整個動手過程，既加深了我們對ARM的理論認識，又通過STM32F103這個很有意思的載體，實現(xiàn)了對ARM的應用。同時，對我而言，這次課程設計還有更重要的意義，那就是我開啟了對ARM制作的興趣，個人希望在以后的工作學習中，加強這方面的訓練，

26、多制作出自己感興趣的ARM作品。書本上的知識很多都是理想化后的結(jié)論，忽略了很多實際的因素，或者涉及的不全面，可在實際的應用時這些是不能被忽略的，我們不得不考慮這方的問題，這讓我們無法根據(jù)書上的理論就輕易得到預想中的結(jié)果，有時結(jié)果甚至很差別很大。通過這次實踐使我更深刻的體會到了理論聯(lián)系實際的重要性，我們在今后的學習工作中會更加的注重實際，避免成為只會紙上談兵的趙括。在做本次課程設計的過程中，我感觸最深的當屬查閱大量的設計資料了。為了讓自己的設計更加完善，查閱這方面的設計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在做單片機課程設計，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開實際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們

27、一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠只能是構(gòu)想，永遠無法升級。參考文獻1徐千洋.Linux C函數(shù)庫參考手冊.M中國青年出版社.2002   2陳堅，孫志月.MODEM通信編程技術(shù)M.西安電子科技大學出版社.1998 3李現(xiàn)勇.Visual C+串口通信技術(shù)與工程實踐M.人民郵電出版社.2004 4何小平.選擇適合ARM的嵌入式操作系統(tǒng)J.BMRfech Inc.2003  5馬忠梅，馬廣云，徐英慧，田譯.ARM嵌入式處理結(jié)構(gòu)與應用基礎M.北京航空航天大學出版社.2002 6周立功,ARM嵌入式

28、系統(tǒng)基礎教程（第二版）M.北京：北京航空航天大學出版社.2008.97 Ren Yafie,Ke Xizheng,Liu Yijie.MEMS Gyroscope Performance Estimate Based on Allan VarianceA.InProceedings of 2007 8th International Conference on Electronic Measurement & InstrumentsC. Xi'anChina.Vol.1, 260-263.8 邵貝貝.單片機嵌入式應用的在線開發(fā)方法M.北京:機械工業(yè)出版社,2004.9 薛濤.單

29、片機與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法M.北京:清華大學出版社,2009.10.附錄：附錄一：系統(tǒng)電路原理圖附錄二：主程序圖#include "public.h"#include "printf.h"#include "systick.h"#include "input.h"#include "key.h"#include "time.h"#include "pwm.h"int main()u8 fx=1;u32 ti=0;time_init();key_init();

30、 input_init(); printf_init(); pwm_init(); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);while(1)delay_ms(345);TIM_SetCompare2(TIM3, 400);void input_init()/input_initTIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_A

31、PB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE); TIM_ClearITPendingBit(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1); TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 0xffff; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TI

32、M_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseInitStructure);TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1

33、; TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00; TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM5_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1; NVIC_InitStruct

34、ure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd(TIM5,ENABLE); TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1, ENABLE );void key_init() /key_initGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;SystemInit();RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);GPIO_InitS

35、tructure.GPIO_Pin=K_UP; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=K_DOWN|K_LEFT|K_RIGHT;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO

36、_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);GPIO_ResetBits(GPIOA,K_UP);void time_init()/time_initTIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_P

37、eriod = 999;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 35999;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE );NVIC_Prio

38、rityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM4_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);void pwm_init()/ pwm_initGPIO_

39、InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pi

40、n=GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);/TIM3定時器初始化TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;TIM_T

41、imeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM3, & TIM_TimeBaseInitStructure);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3,ENABLE);TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolari

42、ty=TIM_OCPolarity_Low;TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);void TIM4_IRQHandler() /定時器4中斷函數(shù)static u8 i=0;TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);i+; if(i>=2)i=0;printf("一秒鐘出現(xiàn)上升沿次數(shù)為:%d rn",count);count=0;#include "printf.h"int fputc(int ch,FILE *p) USART_SendDat