【文章內(nèi)容簡介】 0x09}。//正轉(zhuǎn)表格unsigned char B_Rotation[4]={0x09,0x0C,0x06,0x03}。//反轉(zhuǎn)表格步進電機的正反轉(zhuǎn)控制脈沖輸入情況如表25所示。表25 步進電機正反轉(zhuǎn)脈沖控制轉(zhuǎn)向橙黃粉藍十六制（GPIOC端口）正轉(zhuǎn)00110x0301100x0611000x0C01100x09反轉(zhuǎn)10010x0911000x0C01100x0600110x03 本章小結(jié)本章主要對智能家居的整個硬件系統(tǒng)所用到的模塊進行了介紹，主控模塊STM32F103VET無線收發(fā)GPRS模塊、溫濕度測量傳感器DHT1液晶顯示屏LCD160步進電機28BYJ48。GPRS模塊用來發(fā)送報警短信、溫濕度測量值的短信以及接收特定短信以控制其他模塊的工作；溫濕度測量傳感器DHT11用來測量家里的溫濕度情況，對家里是否有火災(zāi)危險情況進行監(jiān)視，當(dāng)溫濕度超出閾值時會通過GPRS發(fā)送報警短信；液晶顯示屏LCD1602用來顯示DHT11測量出來的溫濕度數(shù)值；步進電機28BYJ48用來模擬家里窗簾收合控制。本章介紹了這些模塊的工作原理、引腳說明以及接線等。第3章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 直流穩(wěn)壓電源用來給主機及各個模塊供電，其工作原理可分為四個部分，電路接線圖如圖31所示。圖31 直流電源電路(1)電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路。(2)整流濾波電路：整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。本文采用橋式整流濾波。(3)濾波電路：將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。(4)穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。本文采用固定式集成三端穩(wěn)壓器78L05，輸出為5V直流電壓。 STM32最小系統(tǒng)的設(shè)計 STM32的最小系統(tǒng)由主芯片STM32F103VET6及其供電電源、晶振電路、復(fù)位電路、串口驅(qū)動電路等構(gòu)成。(1) 電路由穩(wěn)定的電源VDD供電，VDD管腳為I/O管腳和內(nèi)部調(diào)壓器的供電。(2) VSSA，VDDA =～：為ADC、復(fù)位模塊、RC振蕩器和PLL的模擬部分提供供電。使用ADC時。VDDA和VSSA必須分別連接到VDD和VSS。(3) VBAT =～：當(dāng)關(guān)閉VDD時，（通過內(nèi)部電源切換器）為RTC、外部32kHz振蕩器和后備寄存器供電。(4) VREF+引腳可以連接到VDDA外部電源。如果在VREF+上使用單獨的外部參考電壓，必須在這個引腳上連接一個10nF和一個1μF的電容。在所有情況下，VREF+。 (5) VREF+連接到VDDA或VREF+。 晶振電路STM32上電復(fù)位后默認(rèn)使用內(nèi)部[精度8MHz左右]晶振，如果外部接了8MHz的晶振，可以切換使用外部的8MHz晶振，并最終PLL倍頻到72MHz。外部晶振電路及RTC晶振電路如圖32和圖33所示。圖32 外部晶振電路圖圖33 RTC晶振電路 復(fù)位電路STM32的外部硬件復(fù)位電路如圖34所示，按下按鈕S1，將RST腳的電平拉低即能實現(xiàn)stm32的外部硬件復(fù)位。圖34 復(fù)位電路 串口驅(qū)動電路MAX232芯片是用來做電平轉(zhuǎn)換的,標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平很高。相互連接的話，必須進行電平轉(zhuǎn)換！由于電腦串口輸出電壓高達12V，直接與單片機連接會燒壞芯片。所以用MAX232來進行電平轉(zhuǎn)換。MAX232芯片采用單+5V電源供電，僅需幾個外接電容即可完成從TTL到RS232電平的轉(zhuǎn)換，共兩路。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。具體電路連接如圖35所示。圖35 STM32串口驅(qū)動電路 步進電機、繼電器驅(qū)動電路設(shè)計 由于STM32主機的輸出信號較小不足以使步進電機、繼電器正常工作，所以需要接上一個ULN2003功率放大stm32輸出的信號。蜂鳴器通過一個三極管驅(qū)動，按主機輸出的高低電平控制蜂鳴器的響與不響；步進電機的運轉(zhuǎn)通過ABCD四相輸入一系列連續(xù)不斷的脈沖信號來控制；繼電器的控制相當(dāng)于開關(guān)控制，與蜂鳴器一樣通過一個三極管的飽和導(dǎo)通情況來控制繼電器的吸合。具體電路連接如圖36所示。圖36 步進電機等驅(qū)動電路 本章小結(jié)本章主要介紹了部分硬件系統(tǒng)模塊的電路設(shè)計。主要有直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計、STM32最小系統(tǒng)的設(shè)計、步進電機驅(qū)動電路的設(shè)計，其中STM32最小系統(tǒng)的設(shè)計介紹了外部晶振電路、復(fù)位電路和串口驅(qū)動電路。；STM32是主控模塊，要正常工作必須保證其自身最小系統(tǒng)的完整，供電方案、外部晶振電路、串口驅(qū)動電路等的存在能使STM32與其外圍設(shè)備正常工作；步進電機的驅(qū)動電路的設(shè)計是由于STM32輸出的電壓信號較小不足以驅(qū)動步進電機的正常工作，需要加上一個功率放大ULN2003來驅(qū)動步進電機的正常工作。第4章 軟件程序的設(shè)計 主函數(shù)及TIM2中斷服務(wù)函數(shù)設(shè)計 主函數(shù)開始先初始化所用到的GPIO端口、配置時鐘、配置中斷等，并先測量一次溫濕度顯示在LCD液晶屏上，接著進入循環(huán)等待各個模塊的中斷到來，在循環(huán)中判斷測量出來的溫濕度數(shù)值是否超出設(shè)定的閾值，若超出，則發(fā)送報警短信到目標(biāo)手機上。TIM2定時器用來實現(xiàn)每10s進行測量一次溫濕度，并將測量出來的數(shù)據(jù)分析處理后通過LCD1602顯示出來。具體過程如流程圖所示。 主函數(shù)及TIM2中斷服務(wù)函數(shù)程序代碼void main(){ //初始化 LCD_GPIO_Configuration()。 Time2_GPIO_cfg()。 Time2_NVIC_cfg()。 Time2_Configuration()。 RCC_cfg()。 GPIO_cfg()。 NVIC_cfg()。 EXTI_cfg()。 Rx_USART_Configuration()。 Del_Mesg()。 //刪除SIM卡里的短信 LCD_Init()。 //LCD1602初始化 if(Start_DHT11()==1)//檢測是否有響應(yīng)，結(jié)果有響應(yīng)往下執(zhí)行 { while(!DHT11_Get_Data())。 //從DHT11取數(shù)據(jù) Display_WSD()。 //顯示溫濕度 } Send_Mesg_Sign=0。 //用于防止重復(fù)發(fā)送報警短信 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE)。//開啟TIM2時鐘，10s讀取一次溫濕度值 while(1) { if((Table_Data[2]26)){ Send_Mesg_Sign=0。 GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5)。} if(((Table_Data[2]26)||(Table_Data[0]65)))//溫濕度超過設(shè)定值則發(fā)送報警短信{ GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5)。if(Send_Mesg_Sign==0) Send_Mesg()。//發(fā)送報警短信 } }}/************************************************************************ 函數(shù)名稱：TIM2_IRQHandler(void) 功能： TIM2的中斷處理*************************************************************************/void TIM2_IRQHandler(void){ TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_FLAG_Update)。 //清中斷 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7)。 Start_DHT11()。 DHT11_Get_Data()。 Display_WSD()。//從DHT11取數(shù)據(jù)} 主函數(shù)及TIM2中斷服務(wù)函數(shù)程序流程圖圖41 主函數(shù)與TIM2中斷服務(wù)函數(shù)流程圖 GPRS來信中斷處理函數(shù)設(shè)計當(dāng)GPRS收到短信時從Ring端口會發(fā)出一個振鈴信號，將Ring口與STM32的GPIOA_Pin_2口連接起來作為外部中斷。即當(dāng)GPRS接收到短信時通過Ring端口產(chǎn)生一個外部中斷，在外部中斷服務(wù)函數(shù)里首先要清除中斷標(biāo)志位，防止重復(fù)進入中斷。由于本設(shè)計中用到短信控制命令均為Text模式，所以在中斷處理里先發(fā)送AT指令“AT+CMGF=1”設(shè)置短信為Text模式，再發(fā)送AT指令“AT+CMGR=1”讀取SIM里的第一條短信即為剛收到的未讀短信，然后嵌套進入USART串口接收中斷，將讀取出來的短信內(nèi)容存到接收緩存Rx_Buf [ ]數(shù)組中，再對緩存中的內(nèi)容進行判斷，判斷接收到的短信內(nèi)容是否為“Light On”、“Light Off”、“DJ Left”、“DJ Right”或“WSD”，再進行響應(yīng)的開關(guān)燈、步進電機的控制或回復(fù)溫濕度數(shù)據(jù)短信的處理。具體過程如流程圖所示。 GPRS來信中斷處理函數(shù)程序代碼/************************************************************************ 函數(shù)名稱：EXTI2_IRQHandler(void) 功能： EXTI2的中斷處理*************************************************************************/void EXTI2_IRQHandler(void){ EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2)。//清空中斷標(biāo)志位，防止持續(xù)進入中斷 USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC)。 USART_Send_String(AT_CMGF_Text)。 USART_Send_String(\r\n)。 Delay_Nms(4000)。 Clear_Buf()。 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE)。//接收使能 Rx_Count=0。 USART_Send_String(AT_CMGR_1)。 USART_Send_String(\r\n)。 Delay_Nms(4000)。 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE)。//接收失能if(((Rx_Buf[15]==39。O39。)||(Rx_Buf[16]==39。O39。)||(Rx_Buf[14]==39。O39。)||(Rx_Buf[12]==39。O39。)||(Rx_Buf[13]==39。O39。))) { GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9)。 t=5。 } else t=0。if(((Rx_Buf[105+t]==39。\r39。)amp。amp。(Rx_Buf[107+t]==39。039。)amp。amp。(Rx_Buf[109+t]==39。439。)amp。amp。(Rx_Buf[110+t]==39。C39。)amp。amp。(Rx_Buf[118+t]==39。739。)amp。amp。(Rx_Buf[138+t]==39。E39。))) GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1)。//Light Onif(((Rx_Buf[105+t]==39。\r39。)amp。amp。(Rx_Buf[107+t]==39。039。)amp。amp。(Rx_Buf[109+t]==39。439。)amp。amp。(Rx_Buf[110+t]==39。C39。)amp。amp。(Rx_Buf[113+t]==39。639。)amp。amp。(Rx_Buf[118+t]==39。739。)amp。amp。(Rx_Buf[138+t]==39。639。)amp。amp。(Rx_Buf[141+t]==39。639。))) GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1)。//Light Offif(((Rx_Buf[105+t]==39。\r39。)amp。amp。(Rx_Buf[107+t]==39。039。)amp。amp。(Rx_Buf[109+t]==39。439。)amp。amp。(Rx_Buf[110+t]==39。B39。)amp。amp。(Rx_Buf[113+t]==39。539。)amp。amp。(Rx_Buf[118+t]==39。039。)amp。amp。(Rx_Buf[122+t]==39。F39。)amp。amp。(Rx_Buf[126+t]==39。E39。))) BJDJ_28BYJ48_L()。 //DJ Leftif