基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 20:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 過度，通過紅外傳感器檢測到衣架后，將衣架停止，晾曬衣物。 STM32控制器STM32系列單片機(jī)是一款高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用的單片機(jī)，它的內(nèi)核是ARMCortexM3。ST公司對STM32進(jìn)行了產(chǎn)品劃分，按性能分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103屬于增強(qiáng)型系列和STM32F101是基本型系列。增強(qiáng)型STM32F103系列的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率可達(dá)到72MHz，是同類中低端產(chǎn)品中性能是屬于最高的一款產(chǎn)品。STM32F101基本型的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率是36MHz，它的16位產(chǎn)品比其他公司的16位產(chǎn)品在價(jià)格上有大幅提升了性能，是16位單片機(jī)用戶的最好的選擇。STM32F103與STM32F101系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，所不一樣的是SRAM的最大容量是和外部設(shè)備接口的組合。當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率為72MHz時(shí)，單片機(jī)從內(nèi)部閃存位置開始執(zhí)行初始代碼，STM32總的系統(tǒng)功耗36mA，是32位單片機(jī)市場中功耗最低的一款產(chǎn)品。 STM32F103C8T6STM32F103C8T6總共有48個(gè)引腳，PA0—PA15端口A15個(gè)、PB0—PB15端口B15個(gè)，2個(gè)外部晶振引腳OSC_IN、OSC_OUT，1個(gè)復(fù)位引腳NRST，BOOT0程序驅(qū)動腳。VDDA、VDD_VDD_VDD_3與VSS、VSS_VSS_2 、VSS_3總共8個(gè)電源引腳，包括模擬供電電源。內(nèi)核采用ARM 32位的CortexM3，最高72MHz工作頻率，單周期乘法和硬件除法；存儲器采用從64K字節(jié)的閃存程序存儲器，高達(dá)20K字節(jié)的SRAM；時(shí)鐘、上電/斷電復(fù)位(POR/PDR)、可編程電壓監(jiān)測器(PVD)，8MHz晶體振蕩器，內(nèi)嵌經(jīng)出廠調(diào)校的8MHz的RC振蕩器，內(nèi)嵌帶校準(zhǔn)的40kHz的RC振蕩器，產(chǎn)生CPU時(shí)鐘的PLL，帶校準(zhǔn)功能的32kHz RTC振蕩器；低功耗模式有睡眠、停機(jī)和待機(jī)模式，VBAT為RTC和后備寄存器供電；2個(gè)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，1us轉(zhuǎn)換時(shí)間(多達(dá)16個(gè)輸入通道) ，轉(zhuǎn)換范圍：，雙采樣和保持功能，還有內(nèi)部溫度傳感器；內(nèi)部共有7通道DMA控制器，支持的外設(shè)有3個(gè)定時(shí)器、ADC、SPI、I2C和USART等；調(diào)試模式可選擇串行單線調(diào)試(SWD)和JTAG接口。 引腳圖，本方案采用8M外部晶振，進(jìn)過內(nèi)部9倍頻后得到72M系統(tǒng)時(shí)鐘，圖5與圖6中的30pF電容與10pF電容為晶振的啟動電容，不能偏大也不能偏小，鏈接8M的晶振上經(jīng)典值電容應(yīng)該選擇30pF，晶振連接圖如圖所示。 8M時(shí)鐘 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)芯片、晶振、復(fù)位電路，SW1為復(fù)位按鍵，常態(tài)為開，當(dāng)按下時(shí)為閉合，R4為10K電阻，上拉電阻的選取沒有固定的要求，通常選取10K，C5為濾波電容，大小選擇104電容，也就是100nF陶瓷電容，防止復(fù)位按鍵抖動，導(dǎo)致系統(tǒng)誤復(fù)位，啟動濾除系統(tǒng)脈沖的作用，保護(hù)最小系統(tǒng)的正常工作。通常機(jī)械按鍵都有一個(gè)抖動過程，就需要通過這個(gè)電容來濾除按鍵產(chǎn)生的抖動。 復(fù)位電路通常供電電源都有小幅波動，需要通過使用大電容來濾除電源抖動，防止電源引腳有抖動信號的干擾。104電容為通用的選取阻值。 濾波電路為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的正常工作，就需要為單片機(jī)提供穩(wěn)定的供電電源，這里使用LM1117線性穩(wěn)壓芯片為單片機(jī)提供穩(wěn)定的+，方便杜邦線的插拔，CC6為+5V電源的輸入濾波電容，穩(wěn)定輸入的+5V電壓，使用100nF濾除高頻干擾，100uF濾除低頻干擾，CC7為輸出濾波電容，穩(wěn)定輸出電壓，使用100nF濾除輸出的高頻干擾，100uF濾除輸出的低頻干擾，為單片機(jī)提供可靠的供電電源。 穩(wěn)壓供電電路，或者是程序驅(qū)動方式選擇端。STM32有三種啟動模式對應(yīng)的存儲介質(zhì)均是芯片內(nèi)置的，它們是：1）用戶閃存 = 芯片內(nèi)置的Flash。2）SRAM = 芯片內(nèi)置的RAM區(qū)，就是內(nèi)存啦。3）系統(tǒng)存儲器 = 芯片內(nèi)部一塊特定的區(qū)域，芯片出廠時(shí)在這個(gè)區(qū)域預(yù)置了一段Bootloader，就是通常說的ISP程序。這個(gè)區(qū)域的內(nèi)容在芯片出廠后沒有人能夠修改或擦除，即它是一個(gè)ROM區(qū)。在每個(gè)STM32的芯片上都有兩個(gè)管腳BOOT0和BOOT1，這兩個(gè)管腳在芯片復(fù)位時(shí)的電平狀態(tài)決定了芯片復(fù)位后從哪個(gè)區(qū)域開始執(zhí)行程序，見下表：BOOT1=x BOOT0=0 從用戶閃存啟動，這是正常的工作模式。BOOT1=0 BOOT0=1 從系統(tǒng)存儲器啟動，這種模式啟動的程序功能由廠家設(shè)置。BOOT1=1 BOOT0=1 從內(nèi)置SRAM啟動，這種模式可以用于調(diào)試。要注意的是，一般不使用內(nèi)置SRAM啟動(BOOT1=1 BOOT0=1)，因?yàn)镾RAM掉電后數(shù)據(jù)就丟失。多數(shù)情況下SRAM只是在調(diào)試時(shí)使用，也可以做其他一些用途。如做故障的局部診斷，寫一段小程序加載到SRAM中診斷板上的其他電路，或用此方法讀寫板上的Flash或EEPROM等。還可以通過這種方法解除內(nèi)部Flash的讀寫保護(hù)，當(dāng)然解除讀寫保護(hù)的同時(shí)Flash的內(nèi)容也被自動清除，以防止惡意的軟件拷貝。一般BOOT0和BOOT1跳線都跳到0(地)。串口下載的情況下，BOOT0=1，BOOT1=0 ，再復(fù)位，點(diǎn)擊下載，下載完成后，把BOOT0的跳線接回0，也即BOOT0=0，BOOT1=0 。所以為了方便期間我們將BOOT1直接通過100K下拉電阻拉直地，只通過BOOT1就能進(jìn)行選擇下載方式。 下載方式選擇位STM32的下載方式可以分為兩種方式：第一種是20引線的JTAG下載；第二種是5引線的SW下載方式，這里使用SW下載方式，所以具體分析第二種下載方式（SW下載），五根引線的連接分配如下表格：引腳名描述引腳分配JTMS/SWDIO串行線輸入/輸出PA13JTCK/SWCLK串行線時(shí)鐘PA14NRST復(fù)位NRSTVDDVDDGND地GND，+、GND為電源引腳，SWDIO下載數(shù)據(jù)的引腳、SWCLK是下載
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