單片機產品設計與調試-基于STM32F1xx機型和HAL庫函數(shù) 課件 任務1.3電路設計與調試

單片機產品設計與制作

（stm32機型）袁秀英石梅香項目1、利用GPIO和位帶操作實現(xiàn)溫度報警任務1.3電路設計與調試總目錄1項目1、利用GPIO和位帶操作實現(xiàn)溫度報警

2項目2、利用SysTick實現(xiàn)溫度報警與控制

3項目3、利用按鍵查詢實現(xiàn)參數(shù)設定及顯示

4項目4、利用外部中斷實現(xiàn)工件計數(shù)顯示

5項目5、利用定時器實現(xiàn)直流電動機PWM調速6項目6、利用計數(shù)器實現(xiàn)工件計數(shù)顯示和打包控制

7項目7、利用ADC實現(xiàn)土壤濕度采集

具體工作任務設計基于STM32單片機的溫度報警器，實現(xiàn)如下功能：

溫度超過設定溫度（30℃）時，報警燈點亮；否則，報警燈熄滅。請進行1、方案設計2、器件選型3、電路和程序設計4、完成軟硬件調試。項目總目標1、了解單片機的發(fā)展及用途，理解其關鍵概念與術語；2、了解單片機產品的開發(fā)過程，會使用開發(fā)工具進行軟硬件設計與調試；3、理解基于STM32F103ZET6的電源電路原理，能夠獨立進行電源電路的設計與調試；4、理解按鍵、溫度開關等簡單DI電路的原理，能夠獨立進行類似電路的設計與調試；5、理解LED等簡單DO電路的原理，能夠獨立進行類似電路的設計與調試；6、掌握基于HAL庫函數(shù)的GPIO引腳讀寫和位操作編程方法；7、能夠按照分組管理的模塊化設計方法進行程序設計與調試；8、了解STM32GPIO電路的內部結構；9、會查找相關資料、閱讀相關文獻。子目錄1項目1、利用GPIO和位帶操作實現(xiàn)溫度報警

1.1任務1.1 認識STM32單片機及其開發(fā)工具1.2任務1.2 方案設計

1.3任務1.3 電路設計

1.4任務1.4 程序設計

1.5任務1.5 利用位帶操作實現(xiàn)溫度報警

1.6任務1.6 stm32軟硬件深入（一）

任務1.3電路設計與調試本任務目標1、能查閱相關資料，說出STM32單片機的電源引腳和GPIO引腳的作用；2、能畫出溫度開關與單片機的連接電路，說出其原理；3、能畫出LED與單片機的連接電路，說出原理；4、能舉一反三，獨立進行類似控制的電路設計；5、會進行電路測試。任務1.3電路設計與調試本任務目標1、能查閱相關資料，說出STM32單片機的電源引腳和GPIO引腳的作用；2、能畫出溫度開關與單片機的連接電路，說出其原理；3、能畫出LED與單片機的連接電路，說出原理；4、能舉一反三，獨立進行類似控制的電路設計；5、會進行電路測試。沒有單片機的溫度報警器電路設計溫度(t℃)溫度傳感器控制電路報警燈溫度傳感器TemperatureSensor發(fā)光二極管LEDLightEmittingDiodeθ電源PowerSupply串聯(lián)電路限流電阻沒有單片機的溫度報警器電路設計溫度(t℃)溫度傳感器控制電路報警燈有單片機的溫度報警器溫度(t℃)溫度傳感器控制電路報警燈stm32單片機有單片機的溫度報警電路stm32單片機有單片機的溫度報警電路供電電路輸入電路輸出電路晶振電路復位電路其他電路供電電路STM32F103ZET6的供電引腳VDD和VSS為片內數(shù)字電路供電分VDD1和VSS1、VDD2和VSS2……VDD11和VSS11供電電壓2.0~3.6V，典型值3.3VVDDA和VSSA為片內模擬電路供電可外接獨立電源，也可和VDD和VSS共用一組電源供電電壓2.4~VDD(3.6V)VREF+和VREF-為片內AD提供精準基準電壓可外接獨立電源，也可和VDDA和VSSA共用一組電源VBAT為片內RTC提供備用電源可外接電池或其他電源也可和VDD共用一組電源供電電路STM32F103ZET6的供電引腳供電電路使用了四組電源的供電電路——畫法1供電電路使用了四組電源的供電電路——畫法1供電電路使用了四組電源的供電電路——畫法2供電電路使用了四組電源的供電電路——畫法2供電電路使用了一組電源的供電電路——畫法1供電電路使用了一組電源的供電電路——畫法2供電電路使用了兩組電源的供電電路（開發(fā)板接法）供電電路開發(fā)板供圖供電電路--電源電路測試3.3VGNDGND5V自主設計供電電路參考以上電源電路：（1）請設計使用兩組電源的電源電路，要求一組為數(shù)字電源、模擬電源、基準電源供電，另一組是備用電池。（2）請設計使用三組電源的電源電路，要求一組為數(shù)字電源和模擬電源供電、一組為基準電源供電，另一組是備用電池。有單片機的溫度報警電路stm32單片機有單片機的溫度報警電路供電電路輸入電路輸出電路晶振電路復位電路其他電路輸入電路輸入輸出引腳PA0~PA15PB0~PB15PC0~PC15PD0~PD15PE0~PE15PF0~PF15PG0~PG15通用輸入/輸出引腳GPIOGeneral-PurposeInput/Output每一根引腳即可做輸入也可做輸出做DI輸入時，接收傳感器等輸入外設設備輸入的高、低電平信號做DO輸出時，向LED等輸出設備發(fā)送高、低電平信號

輸入電路輸入輸出引腳PA0~PA15PB0~PB15PC0~PC15PD0~PD15PE0~PE15PF0~PF15PG0~PG15PA0~PA15PB0~PB15PC0~PC15PD0~PD15VDD1~VDD11VSS1~VSS11VDDAVSSAVREF+VREF-VBATPE0~PE15PF0~PF15PG0~PG15OSC_INOSC_OUTNRSTBOOT0STM32F103ZET6輸入電路144引腳GPIO引腳(PA0~PG15，112個)電源引腳(VDD1~VBAT，27個）復位引腳(NRST，1個)晶振引腳(OSCIN和OSCOUT，2個）啟動引腳（BOOT0，1個）其它引腳（空引腳1個）輸入電路3.3Vθ1K上拉電阻t>=設定值：開關閉合PA0經1K電阻上拉到3.3V即PA0輸入高電平t<設定值：開關斷開PA0外部懸空PA0STM32F103ZET6輸入電路測試斷電時，按下K_UP按鍵開關：通（）斷（）通電時，按下K_UP按鍵PA0電壓=斷電時，抬起K_UP按鍵開關：通（）斷（）通電時，抬起K_UP按鍵PA0電壓=測試結果自主設計參考以上電路：請設計使用PE2和PF5接收2個按鍵輸入的電路。有單片機的溫度報警電路stm32單片機有單片機的溫度報警電路供電電路輸入電路輸出電路晶振電路復位電路其他電路STM32F103ZET6PA0輸出電路3.3Vθ1K上拉電阻t>=設定值：開關閉合PA0經1K電阻上拉到3.3V即PA0輸入高電平t<設定值：開關斷開PA0內部下拉到VSS即PA0輸入低電平PC03.3V470限流電阻PC0輸出低電平：LED點亮PC0輸出高電平：LED熄滅輸出電路測試輸出電路測試結果PC0接3.3VLED：亮（）滅（）PC0接GNDLED：亮（）滅（）自主設計參考以上電路：請設計使用PE2和PF5控制2個LED的輸出電路。電源、輸入和輸出電路匯總有單片機的溫度報警電路stm32單片機有單片機的溫度報警電路供電電路輸入電路輸出電路晶振電路復位電路其他電路暫不設計輸入電路的其它接法stm32與開關量輸入設備的連接電路開關量需要轉換成高低電平的數(shù)字量送入STM32F103ZET6PA03.3V1K上拉電阻開關閉合PA0外部輸入高電平開關斷開PA0外部輸入懸空開關閉合PA0外部輸入低電平開關斷開PA0外部輸入懸空STM32F103ZET6PA0開關閉合PA0外部輸入低電平開關斷開PA0外部輸入高電平STM32F103ZET6PA03.3V1K上拉電阻實驗板按鍵電路設計PA0PE2PE3PE4STM32F103ZET6輸入電路的其它接法stm32與數(shù)字量輸入設備的連接電路數(shù)字量輸入直接送入，注意共地STM32F103ZET6PG11輸出電路的其它接法stm32與LED的連接電路STM32F103ZET6PA03.3V200限流電阻PA0輸出低電平LED點亮PA0輸出高電平LED熄滅PA0輸出高電平LED點亮PA0輸出低電平LED熄滅STM32F103ZET6PA0200限流電阻STM32F103ZET6實驗板LED電路設計PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7實驗板的供電電路設計實驗板的供電電路設計請根據(jù)老師要求，現(xiàn)場進行電源、輸入、輸出電路設計任務1.3電路設計與調試本任務目標1、能查閱相關資料，說出STM32單片機的電源引腳和GPIO引腳的作用；2、能畫出溫度開關與單片機的連接電路，說出其原理；3、能畫出LED與單片機的連接電路，說出原理；4、能舉一反三，獨立進行類似控制的電路設計；5、會進行電路測試。項目總目標1、了解單片機的發(fā)展及用途，理解其關鍵概念與術語；2、了解單片機產品的開發(fā)過程，會使用開發(fā)工具進行軟硬件設計與調試；3、理