【正文】 rxlen)//接收到了數(shù)據(jù) ,且接收完成了 { for(i=0。 //根據(jù)指定的參數(shù)初始化 VIC 寄存器、 endif RS485_TX_EN=0。//波特率設(shè)置 = USART_WordLength_8b。 //PA2 復(fù)用為 USART2 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2)。 否則 ，文件中的 數(shù)據(jù)不會(huì)改變 。 exfuns_init()。 Version |= res。res, 1)。 = ENABLE。168。 //推挽 輸出 = GPIO_Speed_50MHz。 如下圖 所示： 圖 交互式電路 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 23 2 軟件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 基于以上強(qiáng)大的硬件基礎(chǔ) ， 也需要搭載強(qiáng)大的軟件環(huán)境 ， 整體而言 ， 軟件部分主要包 括FSMC 液晶屏驅(qū)動(dòng)、 DAC 輸出、 ADC 檢測(cè)、 SPI 讀取、 IIC 讀取、 Fatfs32 文件 管理 系統(tǒng) ，串口讀取以及 LED 與按鍵控制 。 圖 電壓檢測(cè)電路 對(duì)于電壓輸出電路 ， 本課題避免了復(fù)雜的放大 、 跟隨 、檢測(cè)電路方案，而采取更加準(zhǔn)確且易于理解的 DAC 輸出 0`，然后通過(guò)一個(gè)常用的 4 倍比例放大器輸出 0~10V 即可 。首先是 RS485 電路， SP3485 是 + 電源的半雙工收發(fā)器，符合 RS485 和 RS422 串行協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 由于二極管正向壓降基本不變，因此隨著正常工作電流增加，消耗在二極管上的功率也要相應(yīng)增加。 當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場(chǎng)，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來(lái)說(shuō)，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。 CAN 控制器與物理總線之間需要一個(gè)接口 ――CAN 收發(fā)器，它實(shí)現(xiàn) CAN 控制器與總線之間邏輯電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換。 (2)EMI 問(wèn)題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有一個(gè)武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 14 低阻的返回通道（信號(hào)地），就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè) 總線 就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。在 RS232C 中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。為了進(jìn)行通訊，每個(gè)接到 I2C 總線的設(shè)備都有一個(gè)唯一的地址，以便于主機(jī)尋訪。因此，采用串行線可大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。完成一位數(shù)據(jù)傳輸，輸入也使用同樣原理。通常默認(rèn)的調(diào)試接口是 JTAG 接口。集成更加豐富的片內(nèi)外設(shè)：普通定時(shí)器，高級(jí)定時(shí)器， ADC， DAC， SPI， I2C 和 UART 等等。具有通用異步串行口 (UART)、 SPI 同步通信口，工作溫度范圍： 0 75℃ / 40 +85℃，封裝形式多樣，便于焊接使用，例如： PDIP28， SOP28， PDIP20， SOP20， PLCC32,TSSOP20。因此，我們選用了現(xiàn)今主流的 ARM 單片機(jī)作為主控制器 。武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題 目 基于 ARM 的工業(yè)觸摸屏控制板 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 2020 自動(dòng)化 03 學(xué) 號(hào) 610215033 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 學(xué) 院 名 稱(chēng) 電氣信息學(xué)院 2020 年 5 月 10 日 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 基于 ARM的工業(yè)觸摸屏 控制板 ARMbased industrial touch screen control panel 學(xué) 生 姓 名 : 指 導(dǎo) 教 師 : 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) III 摘 要 隨著科技技術(shù)的發(fā)展， ARM 單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選，它以其體積小、低功耗、低成本、高性能、豐富的指令集，深受設(shè)計(jì)人員的喜愛(ài)。其中，當(dāng)屬 ST（意法半導(dǎo)體）的 STM32一枝獨(dú)秀，也是同性能類(lèi)單片機(jī)性價(jià)比最高的單片機(jī)了。 （ 2）、 選擇 TI 公司的 MSP430 單片機(jī)，其低功耗特性與高效 率的編程特點(diǎn)，受到業(yè)界各個(gè)工程師的親耐，打破了 8 位單片機(jī)的許多瓶頸。同時(shí)具有DMA 功能，通過(guò)靈活 的控制 DMA，可以極大程度的釋放單片機(jī)內(nèi)核的處理能力，尤其是在處理圖像信息時(shí)，優(yōu)點(diǎn)更加突出。 （ 5）、內(nèi)部包含多達(dá) 7 個(gè)定時(shí)器， 3 個(gè)通用寄存器、 1 個(gè)高級(jí)寄存器、 2 個(gè)看門(mén)狗寄存器以及 1 個(gè)系統(tǒng)時(shí)基寄存器。這樣，在至少 8 次時(shí)鐘信號(hào)的改變（上沿和下沿為一次），就可以完成 8 位數(shù)據(jù)的傳輸。PHILIPS 公司早在十幾年前就推出了 I2C 串行總線，利 用該總線可實(shí)現(xiàn)多主機(jī)系統(tǒng)所需的裁決和高低速設(shè)備同步等功能。主機(jī)和從機(jī)的數(shù)據(jù)傳送，可以由主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到從機(jī)，也可以由從機(jī)發(fā)到主機(jī)。即：邏輯“ 1”為 3 到 15V。 RS485 網(wǎng)絡(luò)： RS485/MODBUS 是現(xiàn)在流行的一種布網(wǎng)方式，其特點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)單方便 ，而且現(xiàn)在支持 RS485 的儀表又特多，特別是在油品行業(yè) RS485/MODBUS 簡(jiǎn)直是一統(tǒng)天下，現(xiàn)在的儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持 RS485/MODBUS，原因很簡(jiǎn)單，原來(lái)的 HART儀表想買(mǎi)一個(gè)轉(zhuǎn)換口非常困難 而且價(jià)格昂貴， RS485 的轉(zhuǎn)換接口就便宜的多而且種類(lèi)繁多。 CAN 控制器和收發(fā)器完成 CAN物理層和邏輯電路層的所有功能。這個(gè)電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制 器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。不適用于工業(yè)應(yīng)用，本設(shè)計(jì)選擇使用承受電壓電流能力更強(qiáng)的 P 溝道 MOSFET電路。 SP3485 采用差分輸入、平衡輸出方式，輸出、輸入共用一對(duì)線路，管腳功能如下： A，同相端； B，是反相端； R0，接收器輸出； DI，發(fā)送器輸入； /RE（低電平有效），接收器輸出使能； DE，發(fā)送器輸出使能 。 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 20 圖 電壓輸出電路 SD 卡電路 SD 卡一般使用 SPI 協(xié)議讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，也可以使用 STM32F103RCT6 自帶的 SDIO（ Secure Digital Input and Output Card， 即 安全數(shù)字輸入輸出卡 ）讀寫(xiě)方式訪問(wèn)，為了便于絕大多數(shù)人調(diào)試與操作方便，我們選擇了 SPI 的操作方式， 使用 10K 的上拉電阻，從而提高驅(qū)動(dòng)能力。 觸摸屏程序設(shè)計(jì) 顯示部分 在顯示部分 ， 我們選用的是 晶門(mén)科技有限公司 的 SSD1963， 由于 STM32 是通過(guò) FSMC訪問(wèn) SSD1963，從而驅(qū)動(dòng)液晶屏。 //IO 口 速度為 50MHz GPIO_Init(GPIOB, amp。178。 EXTI_Init(amp。 res = Polling_mode。 printf(\r\nFirmware Version:0x%04X\r\n,Version)。 //為 fatfs 相關(guān)變量申請(qǐng)內(nèi)存 FRESULT f_opendir ( DIR* DirObject, /* Pointer to the blank directory object structure */ const TCHAR* DirName /* Pointer to the directory name */ ) 函數(shù)說(shuō)明 ：此函數(shù)可以打開(kāi)一個(gè)已存在的文件夾 或新建一個(gè)文件 ， DirObject 指向一個(gè)空白的結(jié)構(gòu)體 ， DirName 是指向改文件夾的名稱(chēng) 。 485 總線和 CAN 總線通訊 打開(kāi) 程序工程 ，可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中加入了一個(gè) 文件以及其頭文件 rs485 文 件，同時(shí) 485 通信因?yàn)榈讓佑玫氖谴? 2，所以需要引入庫(kù)函數(shù) 文件和對(duì)應(yīng) 的頭文件 。//PA3 復(fù)用為 USART2 //USART2 = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3。//字長(zhǎng)為 8 位 = USART_StopBits_1。 //默認(rèn)為接收模式 } //RS485 發(fā)送 len 個(gè)字節(jié) . //buf:發(fā)送區(qū)首地址 //len:發(fā)送的字節(jié)數(shù) (為了和本代碼的接收匹配 ,這里建議不要超過(guò) 64 個(gè)字節(jié) ) void RS485_Send_Data(u8 *buf,u8 len) { u8 t。irxlen。amp。NVIC_InitStructure)。 //初始化 PG8 //USART2 初始化設(shè)置 = bound。//使能 USART2 時(shí)鐘 //串口 2 引腳復(fù)用映射 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2)。 在打開(kāi)文件操作完成之后 ， 都需要使用該函數(shù)關(guān)閉文件 。 下面 簡(jiǎn)要 介紹 了 幾個(gè) 非常常用的函數(shù)。res,1)。//釋放 在正常工作模式下 FT5206_WR_Reg(DEVIDE_MODE, amp。 = EXTI_Trigger_Falling。182。 // 端口 配置 = GPIO_Mode_Out_PP。如下圖 所示： 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 22 圖 防雷電路 交互電路 對(duì)于交互電路部分 ， 使用 LED 顯示，按鍵控制，便于更為直觀的操作 與指示作用 。 根據(jù)其增益 1V/V，則剛好適用于 STM32F103RCT6 讀取器輸出的電壓值，并用 R40 限流，以防止燒毀單片機(jī)的 I/O 口。結(jié)合 STM32F103RCT6 系列單片機(jī)強(qiáng)大的處理能力，可以很好地兼容其他設(shè)備。接著，必須是放反接電路，由電源反武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 17 接引起的損失是可以避免的，簡(jiǎn)單的可以通過(guò)串聯(lián)一個(gè)二極管保證， 正常工作時(shí)二極管正向?qū)ǎ聪螂妷簳r(shí)二極管截止； 盡量選擇壓降小的二極管 ,以減少系統(tǒng)供電低時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層 ITO，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層，夾層 ITO 涂層作為工作面，四個(gè)角上引出四個(gè)電極，內(nèi)層 ITO 為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。 CAN 控制器執(zhí)行完整的 CAN 協(xié)議，完成通訊功能，包括信息緩沖和接收濾波。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。邏輯“ 0”為 +3 到 +15V。被主機(jī)尋訪的設(shè)備稱(chēng)為從機(jī)。由于串行總線的連線少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，往往不用專(zhuān)門(mén)的母板和插座而直接用導(dǎo)線連接各個(gè)設(shè)備。數(shù)據(jù)輸出通過(guò) SDO 線，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿或下降沿時(shí)改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。 （ 4）調(diào)試模式：支持標(biāo)準(zhǔn)的 20 腳 JTAG 仿真調(diào)試以及針對(duì) CortexM3 內(nèi)核的穿行單線調(diào)試 （ SWD）功能。支持串行調(diào)試（ SWD）和 JTAG 接口。STC89C52RC 系列單片機(jī)是單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的兼容 8051 內(nèi)核單片機(jī)，是高速 / 低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，全新的流水線 /精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) ,內(nèi)部集成 MAX810 專(zhuān)用復(fù)位電路。 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 8 1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 作為一款應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制板 ， 應(yīng)具有強(qiáng)大的功能以及 快速 的處理能力 。觸摸屏作為一種特殊的計(jì)算機(jī)外設(shè)，已成為現(xiàn)實(shí)生活中一種應(yīng)用廣泛的人機(jī)交互工具。 對(duì)于電壓檢測(cè)與輸出部分，并沒(méi)有做很復(fù)雜的設(shè)計(jì)，過(guò)于復(fù)雜的電路也將會(huì)帶來(lái)極其繁瑣的調(diào)試過(guò)程，并不適合于現(xiàn)階段的研發(fā)。 MSP430 系列單片機(jī)的電源電壓采用的是 ~ 電壓 ， 因而可使其在 1MHz 的時(shí)鐘條件下穩(wěn)定運(yùn)行 。另外，其集成的 FSMC（ Flexible Static Memory Controller，可變靜態(tài)存儲(chǔ)控制器）是 STM32 系列采用一種新型的存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)。 （ 6）、含有豐富的通信接口：三個(gè) USART 異步串行通信接口、兩個(gè) I2C 接口、兩個(gè) SPI武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) (封面無(wú) ) 10 接口、一個(gè) CAN 接口和一個(gè) USB 接口，位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊提供了保證。要注意的是， SCLK 信號(hào)線只由主設(shè)備控制，從設(shè)備不能控制信號(hào)線。因此，這是一種高性能的串行總線。凡是發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的設(shè)備稱(chēng)為發(fā)送器， 從總線上接收數(shù)據(jù)的設(shè)備被稱(chēng)為接受器。邏輯“ 0”為 +3 到 +15V。至少在低端市場(chǎng) RS485/MODBUS 還將是最主要的組網(wǎng)方式，近兩三年內(nèi)不會(huì)改變 。應(yīng)用層的功能則由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。其多點(diǎn)觸摸的功能更讓電