智能可穿戴设备嵌入式开发 课件 项目一 设计开发光照度检测控制器

项目一设计开发光照度检测控制器【知识点】单片机的概念、特点STM8L051F3单片机的引脚STM8L051F3单片机最小系统STM8L051F3单片机的基本IO口中断原理ADC原理光照传感器【技能点】识别单片机最小系统的常用元器件。掌握单片机库函数开发的技巧。使用IAR软件下载调试程序。熟悉STM8L051F3芯片各引脚的功能特点与使用。熟悉并掌握模拟量ADC转换器中断的使用方法了解光照传感器的工作原理和简单使用1.开发板设计介绍PCB设计开发板原理图2.开发板焊接焊接时应遵循“先低后高、先内后外、先耐热后不耐热”的顺序焊接，焊接好的电路板如图右所示。具体详细细节参考参考相关书籍。3.开发平台连接3.开发板引脚功能说明知识1.

STM8L051F3性能特征表STM8L051F3采用TSSOP20（20引脚）封装，运行电压在1.8V~3.6V，运行的温度范围在-40~85℃，主要性能如左表 拥有5种低功耗模式 高级STM8内核 上电/掉电复位、低压复位、可编程电压检测 可外接32kHz和1~16MHz的外部晶振、内部16MHz高速RC、内部38kHz低速RC、时钟安全系统 低功耗RTC 8KbyteFLASH、256byteEEPROM、1KbyteRAM DMA功能

12BitADC，内部参考电压

2个16位定时器、1个8位定时器、1个窗口看狗、1个独立看门狗、1个Beeper SPI、IIC、USART

快速的编程&仿真接口SWIM、USART的Bootloader知识2.STM8L051F3通用I/O端口（GPIO）GPIO库函数GPIO_Init(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_SLOW);GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_PIN_0);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_PIN_0);GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT浮动输入无中断功能GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT上拉输入无中断功能GPIO_MODE_IN_FL_IT浮动输入有中断功能GPIO_MODE_IN_PU_IT上拉输入有中断功能GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST快速开漏输出低电平GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST快速推挽输出低电平GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_SLOW慢速开漏输出低电平GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW慢速推挽输出低电平GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST快速开漏输出高阻态GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST快速推挽输出高电平GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_SLOW慢速开漏输出高阻态GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_SLOW慢速推挽输出高电平任务一：流水灯制作嵌入式高级应用—可穿戴设备开发设计并制作一个流水灯的单片机控制系统，在单片机的PB3、PB4、PB5端口分别接一个发光二极管，使3个发光二极管轮流点亮，间隔时间大约为0.5秒。

发光二极管简称为LED。当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。LED发光二极管简介LED发光二极管原理图设置…为0，延时使PB3、PB4、PB5…为1延时开始初始化PB3、PB4、PB5为输出真设置PB3为0，延时设置PB4为0，延时设置PB5为0，延时程序流程图任务一实验效果任务二设计制作按键控制LED灯本小节介绍将GPIO配置为外部中断输入模式，并通过KEY（PD0）来触发一个外部中断信号，产生中断，然后控制LED1的状态。实现步骤：1) 初始化LED1为推挽输出模式（初始电平高）2) 初始化KEY为上拉输入&中断模式，并配置为下降沿触发通过键盘产生外部中断，在中断中控制LED发光二极管，当键盘按下时发光二极管状态取反。知识3.中断内容中断服务程序发申请中断服务程序发申请外设CPU中断示意图CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(中断服务子程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。例如：吃饭时突然手机铃响…中断映射表知识3-1.中断控制器ITC中断控制器提供如下功能：●硬件中断的管理端口A、B、C、D的I/O引脚都具有外部中断能力，每一个端口都有独立的中断向量。●软件中断的管理(TRAP)●具有灵活的优先级和中断等级管理，支持可嵌套的或同级中断管理:–多达4个软件可编程的嵌套等级–最多有32个中断向量，其入口地址由硬件固定–2个不可屏蔽的事件：RESET,TRAP–1个不可屏蔽的最高优先级的硬件中断(TLI)●固定的中断向量地址位于程序空间映像的高位地址段(0x008004to0x00807C)，其地址顺序即为硬件的优先顺序。中断触发方式：00：下降沿和低电平触发01：仅上升沿触发10：仅下降沿触发11：上升沿和下降沿触发为了产生中断，相应的GPIO端口必须被配置为中断使能的输入口。知识3-2.中断触发方式按键控制LED程序流程图否PD0初始化PB4初始化PB5初始化S2键按下使LED4、LED5灯状态取反，延时是开始按键控制LED实验结果程序最终实现根据光敏传感器（光敏电阻）的光照检测控制LED灯装置，当光敏电阻值大于300时打开LED灯，当光敏电阻值小于200时，熄灭LED灯，同学们也可根据光线强弱的实际情况改变这些阀值，设计出自己的光控灯装置。任务三光照度检测控制系统

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，是指将一个模拟信号转变为数字信号的电子元器件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。因此，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。知识4.ADC知识4-1.ADC配置1、ADC1配置函数voidADC1_Config(void){CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_ADC1,ENABLE);//打开ADC1外设的时钟GPIO_Init(ADC_IN22_GPIO_PORT,ADC_IN22_GPIO_PINS,GPIO_Mode_In_FL_No_IT);//初始化ADC1，单次转换模式，12位分辨率，ADC时钟2分频ADC_Init(ADC1,ADC_ConversionMode_Single,ADC_Resolution_12Bit,ADC_Prescaler_2);//配置ADC采样时间，384个时钟周期ADC_SamplingTimeConfig(ADC1,ADC_Group_SlowChannels,ADC_SamplingTime_384Cycles);ADC_ChannelCmd(ADC1,ADC_Channel_22,ENABLE);//打开ADC1的22通道ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//使能ADC1}2、ADC1采样函数uint16_tRead_ADC_Value(void){uint16_ttemp;ADC_SoftwareStartConv(ADC1);//启动一次ADC转换while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)==RESET);temp=ADC_GetConversionValue(ADC1);//读取ADC值returntemp;//返回ADC值}//GPIO为浮空