【正文】 車門處于打開狀態(tài)，車子啟動時才會發(fā)出警報，如上表第四行與第八行。5 測試結(jié)果及分析下圖是整個測試結(jié)果。整個程序需要進(jìn)行三次判斷，需要三組信號共同控制，及車門信號，車啟動停止?fàn)顟B(tài)信號與關(guān)敏電阻電壓值信號。首先判斷車門是否打開，車門未打開，跳回循環(huán)，重新判斷。軟件部分完成對單片機(jī)的時鐘、引腳、AD的初始化工作，并通過STM32F103C8T6芯片內(nèi)部的自帶AD模塊讀取外部給出的信號。如圖49所示。圖47STM32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表格41：引腳名描述引腳分配JTMS/SWDIO串行線輸入/輸出PA13JTCK/SWCLK串行線時鐘PA14NRST復(fù)位NRSTVDDVDDGND地GND表41圖48為實(shí)物圖中的連接方式，+、GND為電源引腳，SWDIO下載數(shù)據(jù)的引腳、SWCLK是下載數(shù)據(jù)的時鐘引腳，NRST為單片機(jī)復(fù)位引腳，也為下載器的復(fù)位引腳。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 。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Flash的內(nèi)容也被自動清除，以防止惡意的軟件拷貝。多數(shù)情況下SRAM只是在調(diào)試時使用，也可以做其他一些用途。 BOOT1=1 BOOT0=1 從內(nèi)置SRAM啟動，這種模式可以用于調(diào)試。 BOOT1=x BOOT0=0 從用戶閃存啟動，這是正常的工作模式。這個區(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ROM區(qū)。2）SRAM = 芯片內(nèi)置的RAM區(qū)，就是內(nèi)存啦。圖46 下圖中為單片機(jī)下載方式選擇端，或者是程序驅(qū)動方式選擇端。104電容為通用的選取阻值。通常機(jī)械按鍵都有一個抖動過程，就需要通過這個電容來濾除按鍵產(chǎn)生的抖動。圖42 STM32F103C8T6引腳圖圖43是STM32F103C8T6的外部時鐘，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)時鐘，圖43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， 15pF，晶振連接圖如43圖所示。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12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，1us轉(zhuǎn)換時間(多達(dá)16個輸入通道) ，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個定時器、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。圖41 STM32F103C8T6實(shí)物圖STM32F103C8T6總共有48個引腳，PA0—PA15端口A15個、PB0—PB15端口B15個，2個外部晶振引腳OSC_IN、OSC_OUT，1個復(fù)位引腳NRST，BOOT0程序驅(qū)動腳。當(dāng)系統(tǒng)時鐘的頻率為72MHz時，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。STM32F101基本型的系統(tǒng)時鐘頻率是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。ST公司對STM32進(jìn)行了產(chǎn)品劃分，按性能分成兩個不同的系列：STM32F103屬于增強(qiáng)型系列和STM32F101是基本型系列。4 軟件設(shè)計(jì) 主控制器的選擇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ARM 這就是三極管的開關(guān)作用簡單的理解和記憶就是：三極管是一個開關(guān)器件，其實(shí)你真的可以將它看成是一個開關(guān)，只不過它不是用手來控制，而是用電壓來控制的，因此，三極管有些時候也被稱做電子開關(guān)?，F(xiàn)在，單片機(jī)的某一個需要控制這個繼電器電路的輸出引腳就是一只“手”，當(dāng)單片機(jī)的這個引腳輸出低電平的時候，就像“手”在打開三極管“水龍頭”，水就從上往下流，繼電器“水輪機(jī)”就開始轉(zhuǎn)起來了。 首先把三極管想成一個水龍頭，上面的VCC就是水池，繼電器是一個水輪機(jī)，下面的GND是比水池低的任何一點(diǎn)。三極管有兩個作用一個是放大作用，一個是開關(guān)作用。在這里，繼電器驅(qū)動含有兩個意思:一是對繼電器進(jìn)行驅(qū)動，因?yàn)槔^電器本身對于單片機(jī)來說就是一個功率器件：還有就是繼電器去驅(qū)動其他負(fù)載，比如繼電器可以驅(qū)動中間繼電器，可以直接驅(qū)動接觸器，所以，繼電器驅(qū)動就是單片機(jī)與其他大功率負(fù)載接口。所以，就要有一個環(huán)節(jié)來銜接，這個環(huán)節(jié)就是所謂的“功率驅(qū)動”。驅(qū)動電流在mA級以下。圖39中的三極管放大采用的是PNP三極管，實(shí)際設(shè)計(jì)電路圖中使用的是NPN三極管。電磁鐵斷電時失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，切斷工作電路。銜鐵在彈簧的拉力作用下回到原來的位置，動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)分開，工作電路被切斷，小燈泡L不發(fā)光。這時彈簧被拉長，觀察到工作電路被接通，小燈泡L發(fā)光。用手指將動觸點(diǎn)壓下，則D、E間因動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸而將工作電路接通，小燈泡L發(fā)光。控制電路是由電磁鐵A、銜鐵B、低壓電源E1和開關(guān)組成；工作電路是由小燈泡L、電源E2和相當(dāng)于開關(guān)的靜觸點(diǎn)、動觸點(diǎn)組成。下面我們看一下電磁繼電器的構(gòu)造：電磁繼電器的構(gòu)造：如圖38所示，A是電磁鐵，B是銜鐵，C是彈簧，D是動觸點(diǎn)，E是靜觸點(diǎn)。在各種自動控制設(shè)備中，都要求用一個低壓電路控制一個高壓的電氣電路。電磁繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器的一種。 繼電器的選擇與驅(qū)動電路本文控制電路主要器件采用的是繼電器，要實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)控制繼電器達(dá)到以弱控強(qiáng)的電路，我在這里采用的是電磁式繼電器，電磁式是一種在電路中非常常見的繼電器，在電路中主要起到保護(hù)電路的作用。這里采用的是通過一個三極管8050來放大驅(qū)動蜂鳴器。 報警電路在實(shí)驗(yàn)中常用的報警電路有由555構(gòu)成的多諧震蕩電路，本次設(shè)計(jì)為了容易實(shí)現(xiàn)，控制簡單，采用的是控制器控制蜂鳴器報警電路，電路圖如下。為了盡量減小溫度影響，電路中的關(guān)敏元件均采用光敏電阻，以提高電路整體的靈敏度。光控電路的工作原理是應(yīng)用光敏元件來實(shí)現(xiàn)光線對其影響。 光電傳感電路：光電傳感電路這里實(shí)際上就是一個光控電路，使用光控電路可實(shí)現(xiàn)用一些光源來控制用電電路的開啟與關(guān)閉，并能實(shí)現(xiàn)電路的自動動作。這里為了實(shí)驗(yàn)需要直接采用燈泡的亮暗來代替車門的打開與關(guān)閉。然后將信號傳遞到處理器坐車進(jìn)一步判斷是否需要報警。圖34 車燈電路車燈的熄滅與點(diǎn)亮直接控制采用繼電器來實(shí)現(xiàn)，外接家用的220V交流電，當(dāng)處理器給出信號到繼電器驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)繼電器的斷開與吸合來控制車燈的熄滅與點(diǎn)亮。圖33 車啟動控制電路 車燈電路車燈的選擇直接選用的家用照明燈。松開按鈕車子停止。 車啟動控制電路為了實(shí)驗(yàn)方便，簡單的達(dá)到模擬車子啟動與停止的效果，直接采用處理器進(jìn)行控制。整個電路主要采用了LM7805CT三端穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)輸出端為5V的電壓。[15]3 硬件設(shè)計(jì) 電源電路 本次設(shè)計(jì)的電源部分采用的是220V的家用交流電，[16]單片機(jī)電源采用5V的直流電。本課題的電路包括電源模塊、STM32F103C8T6控制器模塊、光敏傳感器、按鍵模塊、開關(guān)模塊、蜂鳴器模塊、LED模塊。當(dāng)白天或者黑夜時，只要有車門開著，汽車發(fā)動就聲響報警；白天門燈不亮；夜晚車門打開門燈亮，車門關(guān)閉門燈暗。本次設(shè)計(jì)處理器雖然使用C8051F410和STM32F103C8T6都能夠?qū)崿F(xiàn)，但是為了簡化電路，更加簡單方便，[13]所以采用STM32F103C8T6單片機(jī) 總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖 圖21總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖圖21就是本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)圖，所有的硬件電路設(shè)計(jì)都已包含，在這張系統(tǒng)圖中最主要的部分是報警電路，以及光電傳感電路部分，這兩部分所用電子元件較多，需要考慮的因素也較多，所以本次設(shè)計(jì)硬件部分成功的關(guān)鍵在于這部分各元件參數(shù)的選取9V為9V電池的輸出，通過LM7805將9V轉(zhuǎn)成5V為系統(tǒng)提供電能；光敏傳感器感知光照強(qiáng)度，識別白天和黑夜；通過按鍵模擬汽車的發(fā)動情況，按鍵為汽車發(fā)動，常態(tài)是沒有按下為不發(fā)動；單刀雙擲開關(guān)模擬汽車車門狀態(tài)[14]，打到一邊為車門開，打到另一邊為車門關(guān)。在這些處理器中我常用的只有兩種處理器即C8051f410和STM32F103C8T6，對比C8051f410單片機(jī)，STM32F103C8T6是32位機(jī)，對比8位機(jī)的C8051f410運(yùn)行速度更快，STM32單片機(jī)程序都是模塊化的，接口相對簡單些，自身帶好多功能。[12]分析比較兩種方案，我采用第二種。方案二：采用單片機(jī)作為控制系統(tǒng)，電源電路，報警電路，都進(jìn)行電路焊接，作為單片機(jī)的外設(shè)，車門開關(guān)以及車燈的模擬采用繼電器以及刀開關(guān)，報警電路用蜂鳴器代替，單片機(jī)部分只負(fù)責(zé)白天與黑夜信號的采集，以及其他信號判斷與輸出，其他部分全部手動控制。[10]272 方案論證 總體方案論證對于本系統(tǒng)的實(shí)際方案初步設(shè)想兩種方案：方案一：直接采用單片機(jī)開發(fā)板，在單片機(jī)的基礎(chǔ)上增加按鍵來模擬車燈的開關(guān)，白天和黑夜，車門的打開與關(guān)閉。關(guān)于報警電路，這里采用的是通過控制器鏈接驅(qū)動電路的蜂鳴器以及應(yīng)用光敏電阻的光敏檢測電路和STM32F103C8T6單片機(jī)構(gòu)成的主控制器，顯示部分直接采用LED顯示。 系統(tǒng)主要部分與構(gòu)想本系統(tǒng)主要包括電源電路，