【文章內(nèi)容簡介】 32F103 系列微處理器主要資源和特點如下： 51 個快速 I /O 端口， 所有 I/O 口均可以映像到 16 個外部中斷， 幾乎所有端口都允許 5V 信號輸入。每個端口都可以由軟件配置成輸出（推挽或開漏）、輸入（帶或不帶上拉或下拉）或其它的外設(shè)功能口。 個 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，多達 16 個外部輸入通道，轉(zhuǎn)換速率可達 1MHz,轉(zhuǎn)換范圍為 036V，具有雙采樣和保持功能。內(nèi)部嵌入有溫度傳感器，可方便的測量處理器溫度值。 7 路通用 DMA 可以管理存儲器到存儲器、設(shè)備到存儲器和存儲器到設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，無須 CPU 任何干預(yù)。通過 DMA 可以使數(shù)據(jù)快速地移動 CPU 的資源來進行其他操作。DMA 控制器支持環(huán)形緩沖區(qū)的管理，避免了控制器傳輸?shù)竭_緩沖區(qū)結(jié)尾時所產(chǎn)生的中斷。它支持的外設(shè)包括：定時器、ADC、SPI、I2C 和 USART 等。：支持標(biāo)準的 20 腳 JTAG 仿真調(diào)試以及針對 Cortex M3 內(nèi)核的串行單線調(diào)試（SWD）功能。通常默認的調(diào)試接口是 JTAG 接口。 7 個定時器。，三個 USART 異步串行通信接口、兩個 I2C 接口、兩個 SPI 接口、一個 CAN 接口和一個 USB 接口，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信提供了保證。除工業(yè)可編程邏輯控制器(PLC)、家電、工業(yè)及家用安全設(shè)備、消防和暖氣通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等傳統(tǒng)應(yīng)用，智能卡和生物測定等消費電子應(yīng)用外，新的 STM32系列還特別適合側(cè)重低功耗的設(shè)備，如血糖和血脂監(jiān)測設(shè)備。 STM32F103的USART接口 USART 接口的引腳描述表 USART 的引腳描述第二章 ARM 系統(tǒng)的硬件平臺5引腳名稱類型 描述RX 輸入端口 串口數(shù)據(jù)流入TX 輸出端口 串口數(shù)據(jù)流出 USART 主要的特性 全雙工的，異步通信。2. NRZ 標(biāo)準格式。3. 分數(shù)波特率發(fā)生器系統(tǒng)。4. 可編程數(shù)據(jù)字長度（8 位或 9 位）。5. 可配置的停止位支持 1 或 2 個停止位。6. LIN 主發(fā)送同步斷開符的能力以及 LIN 從檢測斷開符的能力。7. 單獨的發(fā)送器和接收器使能位。8. 檢測標(biāo)志。9. 校驗控制。10. 四個錯誤檢測標(biāo)志。11. 10 個帶標(biāo)志的中斷源。12. 多處理器通信如果地址不匹配，則進入靜默模式。13. 從休眠模式中喚醒。 數(shù)據(jù)發(fā)送與接收過程 在接收時，接收到的數(shù)據(jù)被存放在一個內(nèi)部的接收緩沖器中；在發(fā)送時，在被發(fā)送之前，數(shù)據(jù)將首先被存放在一個內(nèi)部的發(fā)送緩沖器中。對 SPI_DR 寄存器的讀操作，將返回接收緩沖器的內(nèi)容寫入 SPI_DR 寄存器。第二章 ARM 系統(tǒng)的硬件平臺6處理數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，當(dāng)數(shù)據(jù)從發(fā)送緩沖器傳送到移位寄存器時，設(shè)置 TXE標(biāo)志(發(fā)送緩沖器空)，它表示內(nèi)部的發(fā)送緩沖器可以接收下一個數(shù)據(jù)；如果在SPI_CR2 寄存器中設(shè)置了 TXEIE 位，則此時會產(chǎn)生一個中斷；寫入 SPI_DR 寄存器即可清除 TXE 位。注：在寫入發(fā)送緩沖器之前，軟件必須確認 TXE 標(biāo)志為‘1’，否則新的數(shù)據(jù)會覆蓋已經(jīng)在發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)。第三章 WiFi 技術(shù)及模塊概述7第 三 章 WiFi技 術(shù) 及 模 塊 概 述 WiFi技術(shù)概述802．11 協(xié)議是 IEEE 802r 作組定義的第一個被國際認可的無線局域網(wǎng)協(xié)議。跟傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)相比，基于 WiFi 協(xié)議的無線局域網(wǎng)具有可移動性，動態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)和易搭建的特點．因此用戶可以根據(jù)需求和環(huán)境選擇合適的局域網(wǎng)技術(shù)來構(gòu)造自己的網(wǎng)絡(luò)。 WiFi 網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)802．11協(xié)議的規(guī)定了WiFi的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括物理層、介質(zhì)訪入控制層(1IAc層)及邏輯鏈路控制層(LLJc層)。其三層結(jié)構(gòu)可如圖2．1所示。 (Logical Link Control) MACFHSSDSSS PHYIR/DSSS PHYOFDM PHYDSSS/OFDM11Mbit/s54Mbit/s5GHZ54Mbit/s5GHZ WiFi 網(wǎng)絡(luò)的操作模式IEEE 標(biāo)準定義了兩種基本操作模式：Infrastructure 模式和 Adhoe自組網(wǎng)絡(luò)模式。（1）Infrastructure 模式Infra,也稱為基礎(chǔ)網(wǎng)，是由 AP 創(chuàng)建，眾多 STA 加入所組成的無線網(wǎng)絡(luò)，這種類型的網(wǎng)絡(luò)的特點是 AP 是整個網(wǎng)絡(luò)的中心，網(wǎng)絡(luò)中所有的通信都通過 AP 來第三章 WiFi 技術(shù)及模塊概述8轉(zhuǎn)發(fā)完成。圖 31 Infrastructure 模式的結(jié)構(gòu)（2）ad hoc 自組網(wǎng)絡(luò)模式Adhoc，也稱為自組網(wǎng)，是僅由兩個及以上 STA 自己組成，網(wǎng)絡(luò)中不存在AP，這種類型網(wǎng)絡(luò)是一種松散的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中所有的 STA 都可以直接通信。圖 Ad hoc 模式 WiFi模塊介紹WiFi 技術(shù)的公開，廠商進入該領(lǐng)域門檻較低，目前市場上有很多品牌的WiFi 開發(fā)模塊。為了實現(xiàn)方便，我選擇了一個開發(fā)文檔豐富的 WiFi 模塊。該模塊由成都比特電子科技設(shè)計有限公司生產(chǎn)，型號為 WIFIM03。該模塊是一款專為帶有 UART 接口平臺設(shè)計的網(wǎng)卡模塊，符合 標(biāo)準，可采用插針借口的方式與主機相連。WIFIM03 網(wǎng)卡模塊應(yīng)用于帶有 UART 接口的設(shè)備環(huán)境中，符合 STM32 接口的要求。目前該產(chǎn)品已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于無線 POS 機、公交卡等系統(tǒng)中。第三章 WiFi 技術(shù)及模塊概述9WIFIM03 接口特性如下：a. 雙排（2 x 4）插針式接口b. 支持波特率范圍：1200~115200bpsc. 支持硬件 RTS/CTS 流控d. 單 供電 模塊硬件結(jié)構(gòu) 圖 32 WiFi 與串口硬件連接圖模塊提供雙列直插 8 針引腳，其中外側(cè)一排（5~8）引腳為必須連接，如上 圖所示，而且這些引腳完全兼容單排 4 針接口。內(nèi)側(cè)一排（1~4）為可選功能引腳，連接如上圖所示。其各端口功能如下：第三章 WiFi 技術(shù)及模塊概述10 模塊工作模式WIFIM03 模塊內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、 協(xié)議棧以及 TCP/IP 協(xié)議棧，具有兩種工作模式，分別是正常啟動模式和配置啟動模式。a. 正常啟動模式在正常啟動模式下，模塊的串口始終工作在透明數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，因此用戶只需把它看做一條虛擬的串口線，按照使用普通串口的方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)就可以了。所有通過串口接收到的數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上，同樣，從網(wǎng)絡(luò)上接收到的數(shù)據(jù)，模塊也都原樣從發(fā)送到串口上。模塊的 nCTS/MODE/GPIO 引腳進行了內(nèi)部下拉，當(dāng)用戶將其懸空，模塊即可自動進入正常啟動模式。在正常啟動模式下，系統(tǒng)根據(jù)配置參數(shù)中預(yù)設(shè)的工作模式（自動/命令模式）運行。該引腳（引腳 2）在模塊上電復(fù)位階段用來進行啟動模式選擇，時序如下圖所示。圖 33 正常啟動模式b. 配置模式 在啟動配置模式下，系統(tǒng)忽略配置參數(shù)中預(yù)設(shè)的工作模式參數(shù)，強制進入 AT+命令模式，此模式通常用于使用配置管理程序進行參數(shù)修改及功能測試。此工作模式下，模塊根據(jù)用戶通過串口下發(fā)的指令進行工作，用戶可以通過指令對模塊進行完全的控制，包括修改配置參數(shù)、控制聯(lián)網(wǎng)、控制 TCP/IP 連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。這是一高級的使用方式，也是對用戶來說最為靈活的使用方式。用戶可以通過指令任意控制無線網(wǎng)絡(luò)的連接、斷開，也可以同時創(chuàng)建多個不同類型的 TCP/IP 連接，并保持通信。nCTS/MODE/GPIO 引腳（引腳 2）在模塊上電復(fù)位階段用來進行啟動模式選擇，時序如下圖所示。圖 34 配置模式第四章 硬件模塊設(shè)計11第 四 章 硬 件 模 塊 設(shè) 計 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模塊包括兩個個部分分別為 STM32 開發(fā)平臺和 WiFi 模塊。相互之間的。聯(lián)系及架構(gòu)如下圖所:STM32 串口 WiFi 模塊LCD 顯示無線 AP天線 天線SST25VF080 圖 41 系統(tǒng)模塊框圖 WiFi 模塊工作流程模塊的工作流程包括注冊和數(shù)據(jù)的發(fā)送請求等，發(fā)送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)的工作流程如圖所示： 從圖中，對于發(fā)送數(shù)據(jù)的流程，模塊開啟后，首先通過 WiFi 模塊尋找、連接網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)連接到網(wǎng)絡(luò)時，主動向服務(wù)器發(fā)送注冊請求，注冊完后便可以根據(jù)上層的需要進行呼叫親求了，建立呼叫鏈接后，移動開發(fā)平臺就會開始等待上層的數(shù)據(jù)，直到接收到數(shù)據(jù)，由 STM32 將數(shù)據(jù)封裝后由 WiFi 模塊發(fā)送給服務(wù)器。重復(fù)等待動作直到通信結(jié)束為止。對于接收過程，與發(fā)送送過程相似，只是對于數(shù)據(jù)的處理，與發(fā)送過程正好相反。第四章 硬件模塊設(shè)計12 圖 41 數(shù)據(jù)發(fā)流程 圖 42 數(shù)據(jù)接收流程 模塊電路 電源設(shè)計電源引腳連接圖如下： C810395GNDVBateryR2hold7uF4_ASb6UTM第四章 硬件模塊設(shè)計13圖 43 電源引腳連接圖VDD1/2/3/4/5，VDDA 供電電源范圍在 ,VBAT (備份操作電壓)在 之間。采用穩(wěn)壓芯片 AMS1117,該器件固定輸出版本電壓輸出值有, 本設(shè)計選用 。VDD 引腳必須連接外部未定電容器（五個 100nF 的陶瓷電容器和一個鉭制電容器 ，）。備份寄存器的電源采用 CR1220 電池單獨供電，防止板子掉電時，備份寄存器中的數(shù)據(jù)丟失。 復(fù)位電路設(shè)計引腳連接如右圖： R10K5%C7ESTNVGD圖 44 復(fù)位引腳圖復(fù)位電路的功能是完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)運行時的按鍵復(fù)位功能。復(fù)位電路采用簡單的、常見的 RC 復(fù)位電路即可實現(xiàn)復(fù)位功能。當(dāng)復(fù)位按鍵為按下時，電容將電路斷開，此時 NRST 線接的是高電平。不能復(fù)位。當(dāng)按鍵按下以后，電容放電，電容兩端的電壓逐漸降低為零，實現(xiàn)復(fù)位功能。 晶振電路設(shè)計需要提供的外部時鐘源有 HSE 和 LSE。HSE 采用 8MHz 的外部晶振，有點在于能產(chǎn)生非常精確的主時鐘。LSE 是 的低速外部晶體或陶瓷共鳴器。能為實時時鐘提供低速，精確的時鐘源。第四章 硬件模塊設(shè)計14 調(diào)試接口 J1035792468VCPB_TRSADIKMO+GNn圖 45TRST:測試復(fù)位輸入信號，低電平有效。TDI:JTAG 指令和數(shù)據(jù)寄存器器的串行數(shù)據(jù)輸入TMS:TAP 控制氣的模式輸入信號TDO:JTAG 指令和數(shù)據(jù)寄存器器的串行數(shù)據(jù)輸出TCK:JTAK 調(diào)試時鐘 LCD模塊 原理圖 LWUYEF口圖 46圖 46 中液晶顯示模塊引腳功能描述：DB00DB17 數(shù)據(jù)線 CS 片選信號線RS：命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志 RST 硬復(fù)位 TFTLCD第四章 硬件模塊設(shè)計15RD：從 TFTLCD 讀數(shù)據(jù) WR：向 TFTLCD 寫入數(shù)據(jù) 存儲模塊 原理圖FLASH 芯片采用的是 SST25VF080，其引腳連接如圖 U301PB8_SI2CKMO5VEGND/WHL圖 47CE:芯片使能端 SI：串行數(shù)據(jù)輸入SO：串行數(shù)據(jù)輸出 WP：寫保護HOLD:保持 VDD:電源 VSS：接地端 功能描述存儲從串口讀取的數(shù)據(jù)，用作 TFTLCD 的緩沖區(qū)。 FLASH 容量 1Mbyte，因字庫裝載在 FLASH 中占用前 756KByte?？梢宰x寫的區(qū)域只有 244KByte?？梢詫?0X40000