【文章內(nèi)容簡介】 VSS94VDD95PC6/I2S2_MCK/TIM8_CH1/SDIO_D696PC7/I2S3_MCK/TIM8_CH2/SDIO_D797PC8/TIM8_CH3/SDIO_D098PC9/TIM8_CH4/SDIO_D199PA8/USART1_CK/TIM1_CH1/MCO100PA9/USART1_TX/TIM1_CH2101PA10/USART1_RX/TIM1_CH3102PA11/USART1_CTS/CAN_RX/TIM1_CH4/USBDM103PA12/USART1_RTS/CAN_TX/TIM1_ETR/USBDP104PA13/JTMS_SWDIO105NC106VSS107VDD108PA14/JTCK_SWCLK109PA15/JTDI/SPI3_NSS/I2S3_WS110PC10/UART4_TX/SDIO_D2111PC11/UART4_RX/SDIO_D3112PC12/UART5_TX/SDIO_CK113PD0/FSMC_D2114PD1/FSMC_D3115PD2/TIM3_ETR/UART5_RX/SDIO_CMD116PD3/FSMC_CLK117PD4/FSMC_NOE118PD5/FSMC_NWE119VSS120VDD121PD6/FSMC_NWAIT122PD7/FSMC_NE1/FSMC_NCE2123PG9/FSMC_NE2/FSMC_NCE3124PG10/FSMC_NCE4_1/FSMC_NE3125PG11/FSMC_NCE4_2126PG12/FSMC_NE4127PG13/FSMC_A24128PG14/FSMC_A25129VSS130VDD131PG15132PB3/JTDO/TRACESWO/SPI3_SCK/I2S3_CK133PB4/JNTRST/SPI3_MISO134PB5/I2C1_SMBAI/SPI3_MOSI/I2S3_SD135PB6/I2C1_SCL/TIM4_CH1136PB7/I2C1_SDA/FSMC_NADV/TIM4_CH2137BOOT0138PB8/TIM4_CH3/SDIO_D4139PB9/TIM4_CH4/SDIO_D5140PE0/TIM4_ETR/FSMC_NBL0141PE1/FSMC_NBL1142VSS143VDD144U?STM32F103ZET6 圖 STM32F103ZET6引 腳圖 由以上數(shù)據(jù)可以看出，本系統(tǒng)所選 MCU 性能 十分卓越 。無論是傳統(tǒng) 51 單片機或增強型 51 單片機還是 RISC 的 8 位 AVR 單片機還是 16位的 MSP430 單片機，本處理器在 Flash、 RAM、工作頻率以及外設(shè)上具有絕對的優(yōu)勢，性價比較 高。 STM32F103ZET6 外圍電路介紹 (1) 供電系統(tǒng) 電源是電子設(shè)備中必不可少的一部分，它為設(shè)備提供了能量。 STM32F103ZET6電源電壓為 ，電源芯片采用艾邁斯公司的 。 邁斯公司推出的具有單輸出 LDO、固定電源（ ）、內(nèi)部電流限制、過流保護特性的線性穩(wěn)壓器。 USB 或 5V鋰電池 經(jīng)過 產(chǎn)生 的直流電源供系統(tǒng)使用。 C8 可以防止電感效應(yīng)而產(chǎn)生的自激， C12 用來減小由于負(fù)載電流瞬時變化而引起的高頻干擾。 如圖 為供電系統(tǒng)電路圖。 8 5V 轉(zhuǎn) 降壓模塊GND1 OUT2IN3U9C12104C77104C8104C7610μFC13220uFR5910R+5VS6雙刀單柄開關(guān)GNDF1500mAVUSB5V+VDDAVCC +5V 圖 供電系統(tǒng) 電路圖 (2) 晶振振蕩電路 STM32F103ZET6 有 4個時鐘源可供使用。分別是內(nèi)部 高速時鐘（ HSI），內(nèi)部低速時鐘（ LSI）、外部高速時鐘（ HSE），外部低速時鐘（ LSE）。 選擇外部高速 時鐘作為 片內(nèi)時鐘來源， 主振蕩器由 OSC0 輸入管腳輸入一個外部單端時鐘信號或在 OSC0 輸入管腳和 OSC1 輸出管腳之間連接一個外部晶體。如果主振蕩器作為 PLL 的時鐘參考源，那么支持的晶體的頻率范圍為 。系統(tǒng)采用 8MHz 晶振，如圖 ： Y28M1MR222pFC2922pFC28GNDOSC_INOSC_OUT 圖 STM32F103ZET6外部晶振振蕩電路圖 (3) 復(fù)位電路 STM32F103ZET6 外部復(fù)位輸入管腳（ RST）為低電平有效。 按下按鍵 S2 能對系統(tǒng)復(fù)位。 復(fù)位電路如圖 所示 ： 9 1KR4Res2VCCS1SWPB100pFC9CapGNDRESET 圖 STM32F103ZET6復(fù)位電路圖 (4) JTAG 接口 本系統(tǒng)使用的 JTAG 接 口由 5個管腳組成。數(shù)據(jù)由 TDI 引腳 串行發(fā)至控制器 ，然后通過 TDO 引腳 從控制器串行輸出。 程序的 調(diào)試、下載都 通過 JTAG 接口來完成 。 電路圖如圖 所示 ： VDD1VDD2TRST3GND4TDI5GND6TMS/SWDIO7GND8TCK/SWCLK9GND10NC11GND12TDO/SWO13GND14RESET15GND16NC17GND18NC19GND20JTAGGNDVCC R8 10KR7 10KR9 10KR6 10KR5 10KGND 圖 STM32F103ZET6JTAG接口電路 TFT彩屏 系統(tǒng)采用的彩屏分辨率為 240*320， 寸。 支持 262K/65K 色，數(shù)據(jù)位為8/16 位可選，控制器為 ILI9341。 電路連接圖 如圖 所示 ： 10 LCD_CSWR/CLKRSTDB2DB4DB6DB8DB11DB13DB15DB17BLGNDMISOT_PENT_CS CLKMOMOSIBL_VDDGNDGNDDB16DB14DB12DB10DB7DB5DB3DB1RDRSGNDJ4TFT_LCD104C10Cap104C6Cap104C11CapGNDGND GNDVCC PG12PD5RESETPD15PD1PE8PE10PE12PE14PD8PD10PB0VCC GNDPF8PF10PB2 PB1PF9VCC PD9PE15PE13PE11PE9PE7PD0PD14PD4PG0GND+5VLCD 模塊GNDGND 圖 TFT彩屏電路連接 圖 TFT 彩屏 引腳功能 如 表 所示 ： 表 TFT彩屏引腳功能表 DB0DB15 16 位數(shù)據(jù)線 CS 片選信號輸入 RS 指令數(shù)據(jù)選擇信號 WR 寫信號開關(guān) RD 讀信號開關(guān) RESET 復(fù)位 T_CS 觸摸屏片選端 T_PEN 觸摸屏筆中斷 BL 液晶背光選擇端 MISO 串行數(shù)據(jù)輸出端 MOSI 串行數(shù)據(jù)輸入端 GND 地 本 LCD 模塊的 LCD 屏內(nèi)部集成 使用 8080 接口的 ILI9341 驅(qū)動 芯片，對 LCD屏的控制其實是通過控制 ILI9341 芯片實現(xiàn)的， ILI9341 內(nèi)部的 GRAM 的每個存 11 儲單元都對應(yīng)著 LCD 屏的一個 像素點，通過往 GRAM 中寫數(shù)據(jù)達到對液晶屏的控制。 STM32F103ZET6 有 FSMC 功能，它支持 8080 通訊接口， 直接由 FSMC 控制 GRAM，實現(xiàn) LCD 屏快速地刷屏 。 如圖 為 FSMC 寫 NOR的時序圖。 圖 FSMC寫 NOR的時序圖 觸摸屏控制芯片 XPT2046 簡介 XPT2046 是一種典型的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ SAR ADC），包含了采樣 /保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換、串口數(shù)據(jù)輸出等功能。供電電壓范圍為 ～ 。參考電壓值直接決定 ADC 的輸入范圍，參考電壓可以使用內(nèi)部參考 電壓，也可以從外部直接輸入 1V～ VCC 范圍內(nèi)的參考電壓（要求外部參考電壓源輸出阻抗低）。 X、 Y、Z、 VBAT、 Temp 和 AUX 模擬信號經(jīng)過片內(nèi)的控制寄存器選擇后進入 ADC， ADC 可以配置為單端或差分模式。選擇 VBAT、 Temp 和 AUX 時可以配置為單端模式；作為觸摸屏應(yīng)用時，可以配置為差分模式，這可有效消除由于驅(qū)動開關(guān)的寄生電阻及外部的干擾帶來的測量誤差，提高轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度。 引 腳圖如圖 所示 ： 12 圖 XPT2046管腳圖 XPT2046 引 腳功能 XPT2046 有 16 個引腳，引腳功能介紹 如表 所示 ： 表 XPT2046引腳功能表 1 BUSY 忙時信號線 2 DIN 串行數(shù)據(jù) 輸入端 3 /CS 片選信號輸入 4 DCLK 外部 時鐘輸入端口 5 +VCC 電源引腳 6 XP XP 位置輸入端 7 YP YP 位置輸入端 8 XN XN 位置 輸入端 9 YN YN 位置輸入端 10 GND 地引腳 11 VBAT 電池監(jiān)視輸入端 12 AUX ADC 輔助輸入通道 13 VREF 參考電壓輸入 /輸出 14 IOVDD 數(shù)字電源輸入端 15 /PENIRQ 筆接觸中 斷引腳 16 DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出端 MPU6050 模塊 MPU6050 簡介 MPU6050是一款整合性 6軸運動處理組件，它內(nèi)部帶有三軸的加速度傳感器、三軸的陀螺儀、并且能通過自身的第二 IIC 接口連接外部的磁力傳感器。將這九軸的數(shù)據(jù)利用 DMP（ Digital Motion Processor）進行數(shù)據(jù)解算，進而就能輸出完整的姿態(tài)融合解算數(shù)據(jù)。利用了 DMP 進行數(shù)據(jù)解算，就降低了單片機的負(fù)荷， 13 同時縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)難度。 MPU6050 的陀螺儀和加速度儀分別有 3個 16 位 AD 轉(zhuǎn)換 器將采集的數(shù)據(jù)數(shù)字化輸出。該模塊體積小，適用于穿戴式設(shè)備，與 STM32 進行 I2C通信。模塊實物圖片 與 接口原理圖 如圖 所示 。 STM32 內(nèi)部有兩路 IIC 供用戶選擇，但是硬件 IIC做的并不穩(wěn)定，程序容易死在 IIC 通信上。因此本系統(tǒng)采用 IO 口模擬 IIC 的方式進行數(shù)據(jù)通信。 MPU6050在 初始時對其寄存器進行配置，包括陀螺儀采樣率、自檢及測量范圍等參數(shù)。 圖 MPU6050實物與 引 腳圖 電路 連接 圖如圖 ： CLKIN1NC2NC3NC4NC5AUX_DA6AUX_CL7VLOGIC8AD09REGOUT10FSYNC11INT12VDD13NC14NC15NC16NC17GND18RESV19CPOUT20RESV21RESV22SCL23SDA24U2MPU6050VIN1GND2EN3BP4VOUT5U1RT919333C31uFC110uFC4223C2104C5104C610uFC7104R5120R3120R1510R2R4R6120R710KR8120VCCGNDGNDGNDPWRLEDGNDGNDVCC VCC IIC SCLIIC SDAGNDVCC GNDGND 圖 MPU6050電路 連接 圖 14 SD 卡 SD 卡（ Secure Digital Memory Card）是 一種 基于 FLASH 的 新型存儲 設(shè)備，它 具有 傳輸 速度 快、 體積小、容量大、移動靈活、安全性能好等特點。 SD 卡有SD 和 SPI 兩種工作模式， 其中 SPI 模式 接口比較簡單，有利于 降低成本， 而且能很好的勝任一般的應(yīng)用場景。但是 SD 模式相對就比較復(fù)雜。 因此本系統(tǒng) 使用SPI 模式。 SD 卡管腳定義 如 表 ： 表 SD管腳定義 Pin SD 4bit mode SPI mode 1 CD/DAT[3] Data line 3 CS Card Select 2