嵌入式控制技术与系统报告综述

1、一，设计要求本设计主要通过串口对LED灯的开闭和闪烁频率进行控制。串口发送相关命令 字 符串，stm32接收到字符串后返回相应的字符串，同时 LED灯的开闭状态和闪烁 频率 根据收到的命令进行相应的变化。图1 RB-STM32F103 开发板王要资源二，开发板简介本设计利用stm单片机型号是stm32f103zet6，其根本参数为：1-27分别为CPU STM32F103ZET6ARMCortex-M3 内核，512kB Flash，64KBRAM LQFP144 脚 圭寸装32位RISC性能处理器32位ARM Cortex-M3 结构优化72 MHz 运行频率 /90MIPS(1.25DMI

2、PS/MHz)硬件除法和单周期乘法快速可嵌套中断，612个时钟周期具有MPI保护设定访问规那么1MBit *2 的 SRA( ISSI )128M 字节 NADN Flash ( SAMSUNG16M 字节 NOR Flash (SPANSION100M/10M自适应以太网接口 DM9000A, IEEE802.3X 流量控制的全双工模式，16KB SRAM 支持 IP/ TCP / UDP 校验生成和检查 ,可从 EEPRO 自动加载供给商 ID 和产品 标识等优点16Mbit SPI 串行 FlashSST25VF016 B板载 VS1003B 高性能 MP3 军码芯片，支持解码音乐格式包

3、括 MP3 WM AWAV MIDI、 P-M I I D I ，录音编码格式 IMA ADPCM 单声道。麦克风和线入 Li ne in put 两种输入方 式；支持 MP 和口 WAV 流低功耗；具有内部锁相环时钟倍频器；高质量 的立体声数模转 换器DAC ; 16位可调片内模数转换器ADC ；高质量的立体声耳 塞驱动30欧；单 独的模拟、数字和IO供电电源；串行的数据和控制接口 SPI；外置扬声器， 3.5mm 接口立体声耳机插座可调电位器，输入模拟信号一个 5 向摇杆，一个 Reset 按钮、一个 wakeup 按钮、一个 Tamper 按键，一个自定 义按钮电压表输入接口BNC 输入

4、端子，集成双通道 CH1 CH 示波器电路4个自定义 LEDRS23 串行通信接口 DB9MicroSD卡插槽SD模式，不含SD卡，提供文件系统FATFS标准ARM JTAG 20 PIN仿真接口座方便连接ST-LINK，JLINK，ULINK2等仿真 器USBHOST 接口，嵌入式的主 /从设备控制器 SL811HS ，可以全速或低速与 USB 设 备通信。LCD插槽，支持3.5寸320*240大屏幕26万色TFT-LCD模块，支持8/16位总线接口， 镜面屏，超高清度， FSM 控制,还配备了 ADS784 触摸控制器外接 2K IIC 接口 EEPROM24LC02RS48 串行通信芯片

5、 SP3485CAN2.0A/B 通信芯片 SN65VHD230CAN2.0A/B 通信接口， RS48 串行通信接口8M 外部石英晶振32.768KHZ 石英晶振，提供 RTC 时钟BOO 选择位，采用开关模式，让用户使用更方便74HC13 地址解码器USB2.0 全速 DEVICE 接口本开发板上固定有一个 LED 灯，其与控制芯片连接的引脚固化为端口G 的引脚15。固化的开发板串口为串口 1,由stm32的引脚图可知，串口 1的固定引脚为：PA9Tx 和PA10 Rx。编程方式选用的是ST官方提供的库函数，精确延时函数为利 用SysTick 中断编写的毫秒级延时。三，设计内容LED 灯开

6、闭命令，其命令分别为“开启和“关闭。当电脑向 stm32 发出“开始 字符串后，电脑显示“ LED灯的状态为：开启，同时LED灯开始闪烁。当电脑向stm32 发出“关闭字符串后，电脑显示“ LED灯的状态为：关闭，同时LED熄灭。LED灯闪烁频率命令，其命令分别为“频率、“完成、“1 、“ 2 、“ 3 、其操 作过程为：在LED处于关闭的状态下，电脑发出“频率命令， stm32接受到命令 后 向电脑回复相应字符串，电脑收到并显示显示“LED灯的频率为：，此时进入 LED灯闪烁频率设定程序。在进入频率设定程序后，可设定LED的闪烁频率，本设计共设定了 3中LED闪烁频率，分别用代号1-3表示，

7、其值分别为5Hz、2.5Hz、1Hz,输入相 应频率代号后发送给stm32 ,此时电脑收到并显示相应的LED闪烁频率值。最后 向stm32 发送“完成命令，电脑会收到并显示字符串“频率设置完成，此时LED频率设置完成，输入“开启命令，LED就会根据设定的频率闪烁。stm32时钟配置命令。向stm32发送“时钟配置命令，stm32会返回其各个时 钟 的频率值。本设计中所涉及的几种存放器介绍及在使用中的介绍：端口配置高存放器(GPIOx_CR)偏移地址：04h复位值：4444 4444h31 30 29 28 27 26 25 24 23 2221 20191817 16CNFMOCNFMOCNF

8、MOCNF151:0D151:0141:0D141:0131:0电131:0121:0MOE121:0rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw15 14 13 12 11 10987 65 432 1 0CNMOCNMOCNMOCNMOF111:DE111F101:DE101F91:0DE91:F81:0DE81:-01 1-01:01-011 0 1rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw，11:10，7:6，3:2 的功能为:13:12，9:8，5:4，1:0 的功能为：MODEx1:0端口 x的模式

9、位(x = 07)00:输入模式(复位后的状态)01 :输出模式，最大速度10MHz10:输出模式，最大速度2MHz11：输出模式，最大速度50MHzrw rw rw位 31:30，27:26，23:22，19:18，15:14CNFx1 0端口 x配置位 在输入模式(MODE1:0=00):00:模拟输入模式01:浮空输入模式(复位后的状态)10 :上拉/下拉输入模式11:保存在输出模式(MODE1:000):00:通用推挽输出模式01:通用开漏输出模式10:复用功能推挽输出模式11:复用功能开漏输出模式位 9:28，25:24，21:20，17:16，在本设计中主要涉及到三个引脚GA9 G

10、A1和GP15其配置分别为:GPIOA_CRH=0x04090hGPIOG_CRH=0x030000000hAPB2夕卜设复位存放器(RCC_APB2RSTR) 偏移地址：OCh复位值：OOOOOOOOh313029 閒 27242322212019 用 17 If)位31:15保存，始终读为0。位 14 USART1RST : USART1 复位由软件置1或清零01位13位1201:无效:复位 USART1保存，始终读为0。SPI1RST: SPI1复位 由软件 置1或清零:无效:复位SPI1位 11 TIM1RST: TIM1 复位由软件置1或清零:无效0:复位TIM11 ADC2RST

11、: ADC复位 由软 位10件置1或清零:无效0:复位ADC21由软件置1或清零0:无效1:复位10 口 E位 5 IOPDRST : IO 口 D 复位 由 软件置1或清零0 :无效1 :复位 IO 口 D 位 4 IOPCRSTIO 口 C复位 由软件置1或清零0 :无效1 :复位IO 口 C位3 IOPBRST : IO 口 B复位 由软件置1或清零0 :无效1 :复位 IO 口 B 位 2 IOPARSTIO 口 A复位 由软件置1或清零:无效:复位10 口 A保存，始终读为0。1514131211109876543210保存LSARTLKST保存SPURSTT1M1RSTADC2RS

12、TAIK1RSTOFFKSTOPDRSTTOPCRSTroPBRS710PABSTAFIORSTfwrwrwrwrwrwrwrwrwrw位 9 ADC1RST : ADC 复位由软件置1或清零0:无效1:复位ADC1位8:7保存，始终读为0。位 6 IOPERST : IO 口 E 复位本设计主要用到串口 1，端口 A和G,位0 AFIORST :辅助功能IO复位由软件置1或清零0:无效1:复位辅助功能淞B2RSTR=0x4104h置/复位存放器(GPIOx_BSRR) (x=A 地址偏移：E) 10h复位值：00000000h位 31:16 BRx :去除位 x x = 0 15这些位只能写

13、入并只能以字 16位的形式操作。0:对对应的ODR位不产生影响1:去除对应的ODR位为0注：如果同时设置了 BSx和BRx的对应位，BSx位起作用位 15:0 BRx :设置位 x x = 0 15这些位只能写入并只能以字 16位的形式操作。0:对对应的ODR位不产生影响1:设置对应的ODR位为1GP1 置位时，该值为 GPIOG_BSRR=Ox8OOOhGP1 复位时，该值为 GPIOG_BSRR=Ox8OOOOOOOhUSAR波特率存放器 USARTx_BRR每个串口都有一个自己独立的波特率存放器USART_BRF通过设置该存放器达到配置不同波特率的廿的。该存放器的各位描述如下：31292

14、7262521232119181716保存15111312II109976513210DIV_MantissalkOjDlV_Fraction3:0rwtynrerwrwrwrwrrnrrwrwnrrrnrnr保存位.W1M制为0 IV_M antissa5 ARID IV 的幣垃汎仃文f USAFET分杭掘赊法阿子USARTDI蛙朋分.(13; 0DlV_Fractio n3:0j USARTD0的小駛沛甘这4应卅史恥RT廿频格除法丙子MARTDM册“徴部认图2存放器USART_BR 各位描述前面提到STM32勺分数波特率概念，其实就是在这个存放器里面表达的。最低4位用来存放小数局部 DIV

15、_Fraction , 15:4这12位用来存放整数局部DIV Mantissa。高16位未使用。这里波特率的计算通过如下公式计算：/ PCLK.XTx/恐披持竽一八US4RTDiry这里的fpclkx x=1、2是给外设的时钟PCLK用于串口 2、3、4、5, PCLK2用于 串口 1 , USARTDI是一个无符号的定点数，它的值可以有串口的BRR存放器值得到。而我们更关心的是如何从 USARTDIV勺值得到USART_BR的值，因为一般我 们 知道的是波特率，和 PCLKx的时钟，要求的就是 USART_BR的值。下面我们来介绍如何通过 USARTDI得到串口 USART_BR存放器的值

16、，假设我们 的 串口 1要设置为9600的波特率，而PCLK2勺时钟为72M这样，我们根据上面的公 式有: USARTDIV=72000000/9600*16=468.75那么得到：DIV_Fractio n=16*0.75=12=0X0C; DIV_Ma ntissa= 468=0X1D4 这样，我们 就得到了 USART1-BR的值为0X1D4C只要设置串口 1的BRR存放器值为0X1D4C就可以得到 9600 的波特率USAR 状态存放器 USARTx_SR 串口的状态可以通过状态存放器USART_S 读 取USARTS 的 各 位 描 述 如 下31302928272625242322

17、212。191716保册131413121110987&543210CTSLBDTXETCRXXEIDLECRENEFEPErc *0rerrc wOrc wOrrr图3存放器USART_S各位描述RXN 读数据存放器非空，当该位被置1的时候，就是提示已经有数据被接收 到了， 并且可以读出来了。这时候我们要做的就是尽快去读取USART_DR通过读USART_D可以将该位清零，也可以向该位写 0,直接去除。TC 发送完成，当该位被职位的时候，表示USART_D内的数据已经被发送完 成了。 如果设置了这个位的中断，那么会产生中断。该位也有两种清零方式：读USART_S R写USART_DR四主程序

18、流程图初始化否是串口发送指令是关闭LED灭L.ED売闪闪闪频1频频；竿率f J521HHHZZz五 程序清单int main(void)RCC_Configuration();GPIO_Configuration(); /NVIC_Configuration(); /SysTick_Init();USART_Configuration();/while(1)if(strcmp(RecOrder, 开启 Delay_ms(1);/ 系统时钟初始化 引 脚初始化 中断配置初始化/ 系统定时器初始化 串口初始化, 表示开启 led)=0)/ 假设命令字符串为 开启 xxSendString(LED

19、灯的状态为 :n 开启 n); / 输出字符串ResetString(RecOrder);/ 清空字符串Num=0;/ 清计数频率 , 表示进入频率设置State=1 ;/ 将状态标志位置 1, 开启 LED else if(strcmp(RecOrder, 程序 频率 )=0) / 假设命令字符串为 Delay_ms(1);SendString(LED 灯的频率为 :n); ResetString(RecOrder);/ 清空 字符串Num=0;/ 清计数 while(strcmp(RecOrder, 完成 )!=0)/ 假设命令 字符串为 跳出频率设定程序片段 if(strcmp(RecOrder,1)=0) 完成 , 表示频率设置完成 Delay_ms(1); SendString(5Hzn);ResetString(RecOrder);/ 清空字符串 Num=0;/ 清计数 Jiange=100;else if(strcmp(RecOrder,2)=0)Delay_ms(1);SendString(2.5Hzn);ResetString(RecOrder);/ 清空字符串 Num=0;/ 清计数 Jiange=200; else if(strcmp(RecOrder,3)=0)Delay_ms(1); SendString(1Hzn);