基于STM32的教学楼电子打铃器课程设计报告

1、-PAGE . z.工业微控制器课程设计题目: 教学楼电子打铃器设计 院系名称：电气工程学院 专业班级：学生*：*：指导教师：成绩：指导教师签名： 日期： 目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc503192964引言 PAGEREF _Toc503192964 h 1HYPERLINK l _Toc5031929651系统概述 PAGEREF _Toc503192965 h 1HYPERLINK l _Toc5031929661.1设计任务 PAGEREF _Toc503192966 h 1HYPERLINK l _Toc5031929671.2设计要求 PAG

2、EREF _Toc503192967 h 1HYPERLINK l _Toc5031929682 方案设计与论证 PAGEREF _Toc503192968 h 1HYPERLINK l _Toc5031929692.1单片机芯片选择方案 PAGEREF _Toc503192969 h 2HYPERLINK l _Toc5031929702.2 作息时间控制钟系统概述 PAGEREF _Toc503192970 h 2HYPERLINK l _Toc5031929712.3设计要求： PAGEREF _Toc503192971 h 2HYPERLINK l _Toc5031929722.4单片

3、机总体设计思路 PAGEREF _Toc503192972 h 2HYPERLINK l _Toc5031929732.5各功能模块程序实现原理分析 PAGEREF _Toc503192973 h 3HYPERLINK l _Toc5031929743 STM32性能介绍及硬件设计 PAGEREF _Toc503192974 h 3HYPERLINK l _Toc5031929753.1 STM32单片机性能介绍 PAGEREF _Toc503192975 h 3HYPERLINK l _Toc5031929763.2电子打铃系统硬件设计 PAGEREF _Toc503192976 h 4HY

4、PERLINK l _Toc5031929774 系统程序 PAGEREF _Toc503192977 h 7HYPERLINK l _Toc5031929784.1主程序设计如下 PAGEREF _Toc503192978 h 7HYPERLINK l _Toc5031929794.2 主程序内容 PAGEREF _Toc503192979 h 8HYPERLINK l _Toc5031929804.3 定时器中断函数以及按键程序如图 PAGEREF _Toc503192980 h 10HYPERLINK l _Toc5031929815 调试仿真 PAGEREF _Toc503192981

5、 h 11HYPERLINK l _Toc503192982心得体会 PAGEREF _Toc503192982 h 14HYPERLINK l _Toc503192983参考文献： PAGEREF _Toc503192983 h 15-. z.引言 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、本钱低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效的

6、方法就是理论与实践并重，本文用STM32单片机设计的一个电子打铃系统。本次设计中的LED数码管电子时钟电路采用24小时制记时方式,本次设计采用STM32单片机，使用5V电源供电，并且在按键的作用下可以进展调时，调分，复位功能。计时数据的更新在计算机C语言的驱动下每秒自动进展一次，但不需程序干预其输出状态。1系统概述1.1设计任务 用STM32设计一个教学楼电子打铃器。1.2设计要求1设置至少3种打铃模式，例如正常模式、周末模式、考试模式等；2能够通过按键设置打铃时间和每种模式的打铃次数等参数；3设置的参数能够掉电存储；4具有LED显示接口。2 方案设计与论证2.1单片机芯片选择方案 stm32

7、是一个低功耗，高性能32位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。主要性能有：与MCS-51单片机产品兼容、全静态操作：0Hz33Hz、 三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符、易编程。2.2 作息时间控制钟系统概述： 本设计是一个具有打铃功能的作息时间控制钟。它利用STM32单片机的自带的时基计时，进展年历计算，并用的蜂鸣器驱动模块将它打出来；在进展时间计算，分每加一时，都与规

8、定的作息时间比拟，如果相等则进展相应的控制或动作。由七段显示驱动模块、蜂鸣器驱动模块和按钮控制模块三局部组成，四个按键用于报时及校正时间。现代机关企业，特别是学校要求对时间加以控制，要按时打铃及播放播送，以保证学习与工作的正常运行。本设计实现了这些功能，给学校及其他机关企业带来方便，整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制的智能化。2.3设计要求：利用单片机组成一个电子打铃器。按照学校上下课铃声次序设定定时间用一个蜂鸣器模拟电铃，正常模式和周末模式响铃1.8s考试模式时响铃3.6s。 通过LED可以正常显示2.4单片机总体设计思路 (1)设计能正常工作的一个单片机最小硬件系统，外围电路包

9、括设置键盘 (2)进展软件设计，利用单片机的系统时钟先设计一个高精度的内部时钟系统，最小准确时间为期1秒； (3)在秒计数器的根底上设计一个24小时时钟，并设计假设干定时功能； (4)设计打铃执行机构，完成自动打铃功能。2.5各功能模块程序实现原理分析 该模块由蜂鸣器驱动模块，LED模块和按钮控制模块组成。且都通过STM32来实现。1 蜂鸣器驱动模块 采用压电式蜂鸣器，压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后1.5-15V直流工作电压，多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

10、2 按钮控制模块 四个按钮的一端分别接地，另一端接单片机一个端口的四个引脚，当*一个按钮按下的时候，其对应的引脚就由高电平变成低电平，然后通过单片机扫描读取引脚的电平来判断按钮是否按下。3 LED模块 题目的要求只需用一个LED灯便可以显示传输是否在运行，故只接两个LED灯，LED0为显示传输是否运行的指示灯，SYS为系统是否有电源进展供电的指示灯。3 STM32性能介绍及硬件设计3.1 STM32单片机性能介绍 STM32它拥有的资源包括：48KB SRAM、256KB FLASH、2 个根本定时器、4 个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA 控制器共 12 个通道、3 个SPI、2个II

11、C、5个串口、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口及51 个通用IO口，该芯片性价比极高。各个引脚说明如下PA0 作用1，按键 KEY_UP 2，可以做待机唤醒脚(WKUP) 3，可以接 DS18B20 传感器接口(P2 设置)PA1作用1，NRF24L01 接口 IRQ 信号 2，接 HS0038 红外接收头(P2 设置)PA2 作用 作为W25Q64 的片选信号PA3 作用 作为SD 卡接口的片选脚PA4 作用 作为NRF24L01 接口的 CE 信号PA5 作用 作为W25Q64、SD 卡和 NRF24L01 接口的 SCK 信号PA6 作用 作为

12、 W25Q64、SD 卡和 NRF24L01 接口的 MISO 信号PA7 作用 作为 W25Q64、SD 卡和 NRF24L01 接口的 MOSI 信号PA8 作用 作为 接 DS0 LED 灯(红色)PA9 作用 作为串口 1 T* 脚，默认连接 CH340 的 R*(P4 设置)PA10 作用 作为串口 1 R* 脚，默认连接 CH340 的 T*(P4 设置)PA11 作用 作为接 USB D-引脚PA12 作用 作为接 USB D+引脚PA13作用 作为JTAG/SWD 仿真接口,没接任何外设PA14 作用 作为JTAG/SWD 仿真接口,没接任何外设PA15 作用 作为1，JTAG

13、 仿真口(JTDI) 2，PS/2 接口的 CLK 信号 3，接按键 KEY13.2电子打铃系统硬件设计该程序所需要的主电路图，蜂鸣器电路图，电源电路图以及LED电路图以及LCD外部接线图依次如下列图所示图1.1主电路图如下列图图1.2 蜂鸣器电路图如下列图图1.3电源电路图如下列图图1.4 LED电路图如下列图图1.5 LCD外部接线图如下列图4 系统程序4.1主程序设计如下主程序流程设计图如下列图：开场初始化按键检测有键按下？考试模式？YN NY周末模式正常模式打铃时间比拟打铃时间比拟打铃1.8s，执行打铃1.8s,执行打铃3.6s，执行显示图1.5主程序流程设计图如图1.5所示主程序开场

14、初始化后，如没有按键按下时，则为正常模式，继续向下执行对打铃时间的比拟，时间正确的话则打铃1.8s；假设有按键按下；再次判断是否为考试模式，是则向下进展时间比拟，时间正确则打铃3.6s；假设判断非考试模式则为周末模式，周末模式打铃1.8s。继而循环，并再次执行主程序。4.2 主程序内容#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; 按键程序如下：#define KEYzc GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_5)/读取按键正常模式#define KEYks GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_15)/读取按键考试模式#define

18、KEY_ts GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)/读取按键调节时间 #define KEYzc_PRES1/正常模式按下 #define KEYks_PRES2/考试模式按下#define KEY_ts_PRES3/ 调节时间按下void KEY_Init(void);/初始化u8 KEY_Scan(u8 mode); /按键扫描函数#endif/KEYzc_PRES正常模式按下/KEYzm_PRES周末模式按下/KEYts_PRES 调节时间模式按下u8 KEY_Scan(u8 mode) static u8 key_up=1;/按键按松开标志if(mode)key_up=1; /支持连按 if(key_up&(KEYzc=0|KEYks=0|KEY_ts=1)delay_ms(10);/去抖动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;/ 无按键按下5 调试仿真 为保证程序的正常运行，通过软件进展仿真，由于正常情况下时间过长所以选用