基于STM32的教學樓電子打鈴器課程設(shè)計報告

1、-PAGE . z.工業(yè)微控制器課程設(shè)計題目: 教學樓電子打鈴器設(shè)計 院系名稱：電氣工程學院 專業(yè)班級：學生*：*：指導教師：成績：指導教師簽名： 日期： 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc503192964引言 PAGEREF _Toc503192964 h 1HYPERLINK l _Toc5031929651系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc503192965 h 1HYPERLINK l _Toc5031929661.1設(shè)計任務(wù) PAGEREF _Toc503192966 h 1HYPERLINK l _Toc5031929671.2設(shè)計要求 PAG

2、EREF _Toc503192967 h 1HYPERLINK l _Toc5031929682 方案設(shè)計與論證 PAGEREF _Toc503192968 h 1HYPERLINK l _Toc5031929692.1單片機芯片選擇方案 PAGEREF _Toc503192969 h 2HYPERLINK l _Toc5031929702.2 作息時間控制鐘系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc503192970 h 2HYPERLINK l _Toc5031929712.3設(shè)計要求： PAGEREF _Toc503192971 h 2HYPERLINK l _Toc5031929722.4單片

3、機總體設(shè)計思路 PAGEREF _Toc503192972 h 2HYPERLINK l _Toc5031929732.5各功能模塊程序?qū)崿F(xiàn)原理分析 PAGEREF _Toc503192973 h 3HYPERLINK l _Toc5031929743 STM32性能介紹及硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc503192974 h 3HYPERLINK l _Toc5031929753.1 STM32單片機性能介紹 PAGEREF _Toc503192975 h 3HYPERLINK l _Toc5031929763.2電子打鈴系統(tǒng)硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc503192976 h 4HY

4、PERLINK l _Toc5031929774 系統(tǒng)程序 PAGEREF _Toc503192977 h 7HYPERLINK l _Toc5031929784.1主程序設(shè)計如下 PAGEREF _Toc503192978 h 7HYPERLINK l _Toc5031929794.2 主程序內(nèi)容 PAGEREF _Toc503192979 h 8HYPERLINK l _Toc5031929804.3 定時器中斷函數(shù)以及按鍵程序如圖 PAGEREF _Toc503192980 h 10HYPERLINK l _Toc5031929815 調(diào)試仿真 PAGEREF _Toc503192981

5、 h 11HYPERLINK l _Toc503192982心得體會 PAGEREF _Toc503192982 h 14HYPERLINK l _Toc503192983參考文獻： PAGEREF _Toc503192983 h 15-. z.引言 當今時代是一個新技術(shù)層出不窮的時代，在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未有的速度被單片機智能控制系統(tǒng)所取代。單片機具有體積小、功能強、本錢低、應用面廣等優(yōu)點，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機。目前，一個學習與應用單片機的高潮正在工廠、學校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。學習單片機的最有效的

6、方法就是理論與實踐并重，本文用STM32單片機設(shè)計的一個電子打鈴系統(tǒng)。本次設(shè)計中的LED數(shù)碼管電子時鐘電路采用24小時制記時方式,本次設(shè)計采用STM32單片機，使用5V電源供電，并且在按鍵的作用下可以進展調(diào)時，調(diào)分，復位功能。計時數(shù)據(jù)的更新在計算機C語言的驅(qū)動下每秒自動進展一次，但不需程序干預其輸出狀態(tài)。1系統(tǒng)概述1.1設(shè)計任務(wù) 用STM32設(shè)計一個教學樓電子打鈴器。1.2設(shè)計要求1設(shè)置至少3種打鈴模式，例如正常模式、周末模式、考試模式等；2能夠通過按鍵設(shè)置打鈴時間和每種模式的打鈴次數(shù)等參數(shù)；3設(shè)置的參數(shù)能夠掉電存儲；4具有LED顯示接口。2 方案設(shè)計與論證2.1單片機芯片選擇方案 stm32

7、是一個低功耗，高性能32位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器。主要性能有：與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容、全靜態(tài)操作：0Hz33Hz、 三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計數(shù)器、八個中斷源、全雙工UART串行通道、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符、易編程。2.2 作息時間控制鐘系統(tǒng)概述： 本設(shè)計是一個具有打鈴功能的作息時間控制鐘。它利用STM32單片機的自帶的時基計時，進展年歷計算，并用的蜂鳴器驅(qū)動模塊將它打出來；在進展時間計算，分每加一時，都與規(guī)

8、定的作息時間比擬，如果相等則進展相應的控制或動作。由七段顯示驅(qū)動模塊、蜂鳴器驅(qū)動模塊和按鈕控制模塊三局部組成，四個按鍵用于報時及校正時間?，F(xiàn)代機關(guān)企業(yè)，特別是學校要求對時間加以控制，要按時打鈴及播放播送，以保證學習與工作的正常運行。本設(shè)計實現(xiàn)了這些功能，給學校及其他機關(guān)企業(yè)帶來方便，整體性好，人性化強、可靠性高，實現(xiàn)了對時間控制的智能化。2.3設(shè)計要求：利用單片機組成一個電子打鈴器。按照學校上下課鈴聲次序設(shè)定定時間用一個蜂鳴器模擬電鈴，正常模式和周末模式響鈴1.8s考試模式時響鈴3.6s。 通過LED可以正常顯示2.4單片機總體設(shè)計思路 (1)設(shè)計能正常工作的一個單片機最小硬件系統(tǒng)，外圍電路包

9、括設(shè)置鍵盤 (2)進展軟件設(shè)計，利用單片機的系統(tǒng)時鐘先設(shè)計一個高精度的內(nèi)部時鐘系統(tǒng)，最小準確時間為期1秒； (3)在秒計數(shù)器的根底上設(shè)計一個24小時時鐘，并設(shè)計假設(shè)干定時功能； (4)設(shè)計打鈴執(zhí)行機構(gòu)，完成自動打鈴功能。2.5各功能模塊程序?qū)崿F(xiàn)原理分析 該模塊由蜂鳴器驅(qū)動模塊，LED模塊和按鈕控制模塊組成。且都通過STM32來實現(xiàn)。1 蜂鳴器驅(qū)動模塊 采用壓電式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成，當接通電源后1.5-15V直流工作電壓，多諧振蕩器起振,輸出1.52.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。

10、2 按鈕控制模塊 四個按鈕的一端分別接地，另一端接單片機一個端口的四個引腳，當*一個按鈕按下的時候，其對應的引腳就由高電平變成低電平，然后通過單片機掃描讀取引腳的電平來判斷按鈕是否按下。3 LED模塊 題目的要求只需用一個LED燈便可以顯示傳輸是否在運行，故只接兩個LED燈，LED0為顯示傳輸是否運行的指示燈，SYS為系統(tǒng)是否有電源進展供電的指示燈。3 STM32性能介紹及硬件設(shè)計3.1 STM32單片機性能介紹 STM32它擁有的資源包括：48KB SRAM、256KB FLASH、2 個根本定時器、4 個通用定時器、2個高級定時器、2個DMA 控制器共 12 個通道、3 個SPI、2個II

11、C、5個串口、1個USB、1個CAN、3個12位ADC、1個12位DAC、1個SDIO接口及51 個通用IO口，該芯片性價比極高。各個引腳說明如下PA0 作用1，按鍵 KEY_UP 2，可以做待機喚醒腳(WKUP) 3，可以接 DS18B20 傳感器接口(P2 設(shè)置)PA1作用1，NRF24L01 接口 IRQ 信號 2，接 HS0038 紅外接收頭(P2 設(shè)置)PA2 作用 作為W25Q64 的片選信號PA3 作用 作為SD 卡接口的片選腳PA4 作用 作為NRF24L01 接口的 CE 信號PA5 作用 作為W25Q64、SD 卡和 NRF24L01 接口的 SCK 信號PA6 作用 作為

12、 W25Q64、SD 卡和 NRF24L01 接口的 MISO 信號PA7 作用 作為 W25Q64、SD 卡和 NRF24L01 接口的 MOSI 信號PA8 作用 作為 接 DS0 LED 燈(紅色)PA9 作用 作為串口 1 T* 腳，默認連接 CH340 的 R*(P4 設(shè)置)PA10 作用 作為串口 1 R* 腳，默認連接 CH340 的 T*(P4 設(shè)置)PA11 作用 作為接 USB D-引腳PA12 作用 作為接 USB D+引腳PA13作用 作為JTAG/SWD 仿真接口,沒接任何外設(shè)PA14 作用 作為JTAG/SWD 仿真接口,沒接任何外設(shè)PA15 作用 作為1，JTAG

13、 仿真口(JTDI) 2，PS/2 接口的 CLK 信號 3，接按鍵 KEY13.2電子打鈴系統(tǒng)硬件設(shè)計該程序所需要的主電路圖，蜂鳴器電路圖，電源電路圖以及LED電路圖以及LCD外部接線圖依次如下列圖所示圖1.1主電路圖如下列圖圖1.2 蜂鳴器電路圖如下列圖圖1.3電源電路圖如下列圖圖1.4 LED電路圖如下列圖圖1.5 LCD外部接線圖如下列圖4 系統(tǒng)程序4.1主程序設(shè)計如下主程序流程設(shè)計圖如下列圖：開場初始化按鍵檢測有鍵按下？考試模式？YN NY周末模式正常模式打鈴時間比擬打鈴時間比擬打鈴1.8s，執(zhí)行打鈴1.8s,執(zhí)行打鈴3.6s，執(zhí)行顯示圖1.5主程序流程設(shè)計圖如圖1.5所示主程序開場

14、初始化后，如沒有按鍵按下時，則為正常模式，繼續(xù)向下執(zhí)行對打鈴時間的比擬，時間正確的話則打鈴1.8s；假設(shè)有按鍵按下；再次判斷是否為考試模式，是則向下進展時間比擬，時間正確則打鈴3.6s；假設(shè)判斷非考試模式則為周末模式，周末模式打鈴1.8s。繼而循環(huán)，并再次執(zhí)行主程序。4.2 主程序內(nèi)容#include led.h#include delay.h#include sys.h#include usart.h#include lcd.h#include timer.h#include key.he*tern u8 zhou,hour,min,sec; u8 t,i,shijian=0,a=50; u

15、32 zcdlsj5=/30600,36000,37800,43200,52200,57600,59400,64800/1,5,10,20,25/5; u32 zmdlsj3=/30600,43200,64800/; u32 zcksdlsj4=/32400,39600,54000,61200/; int main(void) delay_init(); LED_Init(); KEY_Init(); LED1=0; TIM3_Int_Init(10000,7199); while(1) t=KEY_Scan(0); if(t=KEY_ts_PRES) a=100; if(t=KEYzc_PR

16、ES) if(zhou=5) shijian=(hour*60*60+min*60+sec); for(i=0;i=4;i+) if(shijian=zcdlsji) PDout(2)=1; delay_ms(a*10); delay_ms(a*10); delay_ms(a*10); PDout(2)=0; else shijian=(hour*60*60+min*60+sec); for(i=0;i=2;i+) if(shijian=zczmdlsji) PDout(2)=1; delay_ms(a*10); delay_ms(a*10); delay_ms(a*10); PDout(2)

17、=0; else if(t=KEYks_PRES) shijian=(hour*60*60+min*60+sec); for(i=0;i= 60) sec=0; min+; if(min= 60) min=0; hour+; if(hour= 24) hour=0; zhou+; if(zhou=7) zhou=1; 按鍵程序如下：#define KEYzc GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_5)/讀取按鍵正常模式#define KEYks GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_15)/讀取按鍵考試模式#define

18、KEY_ts GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)/讀取按鍵調(diào)節(jié)時間 #define KEYzc_PRES1/正常模式按下 #define KEYks_PRES2/考試模式按下#define KEY_ts_PRES3/ 調(diào)節(jié)時間按下void KEY_Init(void);/初始化u8 KEY_Scan(u8 mode); /按鍵掃描函數(shù)#endif/KEYzc_PRES正常模式按下/KEYzm_PRES周末模式按下/KEYts_PRES 調(diào)節(jié)時間模式按下u8 KEY_Scan(u8 mode) static u8 key_up=1;/按鍵按松開標志if(mode)key_up=1; /支持連按 if(key_up&(KEYzc=0|KEYks=0|KEY_ts=1)delay_ms(10);/去抖動key_up=0;if(KEYzc=0)return KEYzc_PRES;else if(KEYks=0)return KEYks_PRES;else if(KEY_ts=1)return KEY_ts_PRES; else if(KEY_ts=0|KEYzc=1|KEYks=1)key_up=1; return 0;/ 無按鍵按下5 調(diào)試仿真 為保證程序的正常運行，通過軟件進展仿真，由于正常情況下時間過長所以選用