【正文】 T4PD254U1ASTM32F103RCT6VBAT1VDD_132VDD_248VDD_364VDD_419VDDA13VSS_131VSS_247VSS_363VSS_418VSSA12U1BSTM32F103RCT6 圖 STM32F103RCT6 A 部分與 B 部分封裝引腳圖 DS18B20 介紹 DS18B20 的核心功能是它的直接讀取數(shù)字的溫度傳感器檢測的值存儲到溫度寄存器中，溫度寄存器格式如表 所示。表 已經(jīng)給出了引腳說明。 工作與寄生電源模 式時 VDD 必須接地。 XPT2046 支持從 的低電壓 I/O 接口。 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 表 16位數(shù)據(jù)與顯存對應(yīng)關(guān)系表 9341 總線 D17 D16 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 MCU數(shù)據(jù) D15 D14 D13 D12 D11 N C D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 NC LCD GRAM R4 R3 R2 R1 R0 NC G5 G4 G3 G2 G1 G0 B4 B3 B2 B1 B0 NC 蜂鳴器介紹 蜂鳴器俗稱喇叭，是廣泛應(yīng)用于各種電子 產(chǎn)品的一種元器件，它用于提示、報警、音樂等許多應(yīng)用場合。 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 第 3 章 溫度監(jiān)測與報警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件接口框圖 整個系統(tǒng)硬件接口圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)硬件接口 MCU 設(shè)計(jì) 控制器原理圖如圖 所示。 Y1 是一個 的晶振，給 RTC（實(shí)時時鐘）提供精確定時。 Y2 是一個 8MHZ 晶振， 經(jīng)過芯片內(nèi)部 PLL 后輸出系統(tǒng)時鐘達(dá)到 72M 最大頻率。配置是通過 TMS 引腳采用一次操作一位來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)在集成電路中進(jìn)行邊界掃描時，被處理的信號是在同一塊 IC 的不同功能模塊間的，而不是不同 IC 之間的。 表 JTAG 接口 說明 引腳 端口名 功能 1 TDI 測試數(shù)據(jù)輸入 2 TDO 測試數(shù)據(jù)輸出 3 TCK 測試時鐘 4 TMS 測試模式選擇 5 TRST 測試復(fù)位 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 JTAG 原理圖如圖 所示。該模塊的 8080 并口信號線如表 所示。 BEEPVCCQ1S8050R581KR6010KGNDBEEP 圖 蜂鳴器原理圖 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 DS18B20 設(shè)計(jì) DS18B20 電路圖如圖 所示。 DS18B20 的單總線端口（ DQ 引腳）是漏極開路式的，單總線需要一個約 5KΩ 的外部上拉電阻；單總線的空閑狀態(tài)是高電平。 GND1DQ2VCC3U3DS18B201KR0Res2GNDGND18B20 DQC8104 圖 DS18B20 原理圖 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件簡介 本設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)采用了 μC/OSⅡ 圖形界面采用了 μC/GUI,從而實(shí)現(xiàn)多任務(wù)、人機(jī)友好的嵌入式產(chǎn)品。通過系統(tǒng)的服務(wù)，如信號量、郵箱、隊(duì)列、延時、超時等， RTOS 使得系統(tǒng)資源得到盡可能的最大化利用。在進(jìn)行應(yīng)用功能的增加或修改時，開發(fā)者只需要理解每個任務(wù)的代碼結(jié)構(gòu)，從而顯著的減少了工作強(qiáng)度。在計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史中， GUI 的出現(xiàn)是一次革命。嵌入式系統(tǒng)一般不建立在結(jié)構(gòu)復(fù)雜功能冗余以及對硬件性能要求高的系統(tǒng)之上，因此，嵌入式系統(tǒng)如 μC/OSⅡ 更適合輕型、占用資源少、高性能、高可靠性的 GUI 庫。該系統(tǒng)具有圖形窗口管理功能，以及各種圖形繪制功能。 流程圖如圖 所示。 Task_DS18B20 每隔 2 秒執(zhí)行一次溫度讀取操作，在讀取 DS18B20 溫度值之前，需要調(diào)用 OS_ENTER_CRITICAL()宏關(guān)閉中斷，因?yàn)?DS18B20 驅(qū)動函數(shù)中讀數(shù)據(jù)和寫命令時序都是微妙級的延時， 而操作系統(tǒng)最小計(jì)時是 50 毫秒，所以此時需要停止任務(wù)調(diào)度，以避免操作失敗。當(dāng)有中斷的時候， PendSV 將會被懸起等待中斷結(jié)束，所以能保證任務(wù)及時的得到響應(yīng)。該任務(wù)的主要功能是通過 _Wave 函數(shù)實(shí)現(xiàn)折線圖的顯示。繪制完十個點(diǎn)后還需要調(diào)整起始位置 e 和 t 的值。由于該任務(wù)是 10ms 執(zhí)行一次，而人的觸摸時 間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 10ms，所以每個觸摸都能檢測出來。進(jìn)入循環(huán)后，將當(dāng)前讀取的溫度值與從編輯框讀取的設(shè)定的溫度范圍值進(jìn)行比較，如果超出溫度范圍便會打開蜂鳴器 30 秒，然后關(guān)閉蜂鳴器，接著進(jìn)入延時函數(shù)，等待任務(wù)切換。讀取完畢后，需要打開中斷，以允許多任務(wù)切換。然后執(zhí)行第二部操作，調(diào)用 DS18B20_Write_Byte0xcc)， 0xcc 是 ROM 指令，表示允許總線控制器不用提供 64 位 ROM 編碼；接著調(diào)用 DS18B20_Write_Byte(0x44)；0x44 是 DS18B20 功能指令，這條命令用以啟動一次溫度轉(zhuǎn)換。部分程序代碼如下： DS18B20_Start ()。//將溫度值存儲在 TL 和 TH 中 TH=DS18B20_Read_Byte()。左上角標(biāo)題 欄和右上角顯示作者簽名， 在還未按下 start 按鈕前，系統(tǒng)溫度傳感器 DS18B20 已經(jīng)開始每隔兩秒讀取一次溫度值，并將溫度值保存到循環(huán)緩沖數(shù)組中。 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 圖 溫度曲線圖 當(dāng)按下 start 鍵后，如圖 所示，此時蜂鳴器將開始工作，所以需要在按下 start鍵之前設(shè)置溫度報警范圍值， start 按鈕按下將顯示最近十個點(diǎn)的溫度折線圖，兩秒更新一次，與溫度采樣頻率相同。 當(dāng)按下控制面板上的 bord 按鈕后將打開鍵盤，如下圖 所示。當(dāng)溫度值超過系統(tǒng)設(shè)置的溫度后，便會打開蜂鳴器進(jìn)行報警提醒，蜂鳴器在兩分鐘后，便會自動關(guān)閉。 本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于關(guān)于 μC/GUI的資料比較少不像 Windows 編程有成熟的參考資料?；诓僮飨到y(tǒng)和圖形庫的開發(fā)比在裸機(jī)上的開發(fā)更加的方便快捷，可以設(shè)計(jì)出更加穩(wěn)定界面更加美觀的作品。另一個方面可以在設(shè)計(jì)中添加存儲功能，將測得的數(shù)據(jù)存儲到大容量的設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)溫度 讀取分析等功能。湖南理工學(xué)院生活的四年也是我收獲最多的四年，從進(jìn)校門的青澀高中生成長成即將邁向社會獨(dú)立工作生活的準(zhǔn)工程師，這里有我難忘的記憶，不論走到哪里都將是湖南理工學(xué)院 的一員。在此，謹(jǐn)向萬老師的指導(dǎo)教育之恩表示最深的謝意 ! 感謝我的父母，是你們辛勤的勞作，辛辛苦苦掙錢供我上大學(xué)，才能提供一個衣食無憂的學(xué)習(xí)環(huán)境給我，沒有你們的辛苦就沒有我的 成就。在開始準(zhǔn)備前，萬老師指導(dǎo)我們?nèi)绾卫脤W(xué)校的圖書館資源查找文獻(xiàn)。C/OSII Users39。 由于時間的原因，并不能將成品做到盡善盡美， 所以 可以對產(chǎn)品進(jìn)一步完善。由于 μC/GUI是開源的軟件，所以在這期間從顯示屏驅(qū)動，到圖形繪制函數(shù)都有了一個大概的了解，發(fā)現(xiàn)像 Windows 編程中的很多概念與 μC/GUI都很相似，這也算是一次很有意義的收獲了。 μC/GUI圖形庫能減少對底層圖形驅(qū)動函數(shù)的編寫，將更多的精力集中在界面的設(shè)計(jì)上。數(shù)字鍵是輸入 09 的數(shù)字值，當(dāng)數(shù)值輸入完后，按下 OK 鍵并關(guān)閉鍵盤，并將數(shù)字顯示在編輯框控件窗口。右上角顯示當(dāng)前溫度值，便隨溫度折線圖的頻率更新。而且毫秒級的采樣，在某些場合下也是需要的，那種情況下就需要修改采樣時間。所以說本設(shè)計(jì)達(dá)到了這樣的一個目的，一旦檢測到的溫度發(fā)生報警，我們就可以及時采取措施來解決超溫報警帶來的問題，減少不必要的損失。//忽略 ROM 指令 DS18B20_Write_Byte(0xbe)。 DS18B20_Write_Byte(0xbe)是讀取暫存器的指令，該指令發(fā)出便可以從 DQ數(shù)據(jù)線讀取 9 個暫存寄存器的值。首先調(diào)用 DS18B20_Start ()函數(shù)開始執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換操作，通過分別調(diào)用 DS18B20_Rst() ； DS18B20_Check() ；DS18B20_Write_Byte(0xcc) ； DS18B20_Write_Byte(0x44) 函數(shù)執(zhí)行上面三個步驟。 圖 TASK_beep 任務(wù) Task_DS18B20 任務(wù) Task_DS18B20任務(wù)如圖 。 TASK_beep 任務(wù) TASK_beep 任務(wù)如圖 所示。 當(dāng)手或者觸摸筆在屏幕任意一點(diǎn)按下后，該任務(wù)將檢測到觸摸按下的坐標(biāo)值。如果 t 值在 [4..12]區(qū)間就代表 e 值需要調(diào)整成數(shù)組起始位置，然后開始繪制從起始位置 t到結(jié)束位置 e 的十個數(shù)據(jù)值。當(dāng)溫度值超過設(shè) 定的最大最小溫度范圍后引起 TASK_beep 任務(wù)打開蜂鳴器報警， 30 秒后蜂鳴器將關(guān)閉。如果有任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，系統(tǒng)將裝載該任務(wù)的地址值到 PC 寄存器并從堆棧中恢復(fù)其它寄存器的值，并開始執(zhí)行該任務(wù)。然后依次創(chuàng)建 Task_DS18B20 溫度測量任務(wù)， Task_wave 繪制溫度折線圖任務(wù)， TASK_beep 溫度報警任務(wù)和 Task_TOUCH 觸摸屏監(jiān)測任務(wù)。 μC/GUI全部由 C 源碼組成，以及可以選擇的功能部件， 并適用于任意 LCD 控制器和 CPU何尺寸大小的真實(shí)顯示或虛擬顯示。而這一切均要求有一個功能強(qiáng)大、高性能、高可靠性的 GUI 系統(tǒng)的支持。現(xiàn)在被廣泛使用的 Windows 系統(tǒng)就是在個人電腦領(lǐng)域種占據(jù)主主要市場的 GUI 系統(tǒng)。于是，通用嵌入式操作系統(tǒng)的選用需要由各個因素決定，例如實(shí)時性、 Flash 容量、 RAM 容量等等。這使得 μC/OSⅡ 顯得非常簡潔。 在 μC/OSⅡ開發(fā)程序比在裸機(jī)上更方便 ，而且 后期只需要對各個獨(dú)立的任務(wù)進(jìn)行修改維護(hù)，對整個代碼改動量小 。在恢復(fù)期間，如果單總線處于非活動（高電平）狀態(tài)，位與位間的恢復(fù)時間可以無限長。每一個總線上的器件必須是漏極開路或三態(tài)輸出。 我們不能直接用 STM32 的 IO 口驅(qū)動，因?yàn)?STM32的單個 IO 最大可以提供 25mA 電，而蜂鳴器的驅(qū)動電流是 30mA 左右，兩者十分相近，但是全盤考慮， STM32 整個芯片的電流，最大也就 150mA，如果用 IO 口直接驅(qū)動蜂鳴器，其他地方電流將過小。它內(nèi)部有 ILI9325 控制器來驅(qū)動 TFT， TFT 采用四線制電阻屏，顯示分辨率為 320240，接口為 16 位的 80 并口，刷屏速度快，自帶觸摸屏功能，可以省去部分按鍵電路的制作。如果該引腳沒有定義，則待測邏輯被同步時鐘輸入復(fù)位指令復(fù)位。可以通過使用不同同的命令模式來讀取芯片的序列 號，對輸入引腳的采樣，驅(qū)動（或懸空）輸出引腳，或者將 TDI 與 TDO 連通以在邏輯上短接多個芯片的鏈路。 PB 接口 PC 接口 JTAG接口 PA0 接口 PA2 接口 控制器 JTAG 插 座 LCD 8080 接口 溫度傳感器 DQ 蜂鳴器 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 22C14Cap22C15Cap12Y28M12Y11MR28Res2BOOT060NRST7PD0OSC_IN5PD16PA0WKUP14PA115PA216PA317PA420PA521PA622PA723PA841PA942PA1043PA1144PA1245PA1346PA1449PA1550PB026PB127PB228PB355PB456PB557PB658PB759PB861PB962PB1029PB1130PB1233PB1334PB1435PB1536PC08PC19PC210PC311PC424PC525PC637PC738PC839PC940PC1051PC1152PC1253PC13TAMPERRTC2PC14OSC32_IN3PC15OSC32_OUT4PD254U1ASTM32F103RCT6GND22C4Cap22C3CapGNDRESETPA0PA1