【正文】 PE1014DB11PE1115DB12PE1216DB13PE1317DB14PE1418DB15PE1519CSPC620RSPD1321WRPD1422RDPD1523RESETRESET24ENNC25MISOPC1126INTPC527MOSIPC1228LEPB229SCLKPC1030F_CSPC731TP_CSPC832SD_CSPC9 信息采集模塊 信息采集的硬件電路設(shè)計這里我們不考慮外界視頻監(jiān)控器是什么型號的，主要設(shè)計為外界視頻搜集的硬件支持條件，通過串口接受信號并將信號經(jīng)過AD，將信息傳遞給STM32F107，而后將信息顯示或是存儲。 觸摸屏驅(qū)動芯片RS1843彩色TFT LCD接口描述20X240 TFT彩色LCD數(shù)據(jù)線連接到STM32F107VC的PE口。 觸摸屏原理圖 觸摸屏驅(qū)動芯片與接口 *240，26萬色TFTLCD，支持8/16位總線接口，鏡面屏，超高高度。控制器偵測到這一接觸并計算出（X，Y）的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作。電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧化金屬（透明的導(dǎo)電電阻）導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層涂層、在他們之間有許多細(xì)小的（小于1/1000英寸）的透明隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。 電源供電圖 觸摸屏設(shè)計 觸摸屏的工作原理電阻式觸摸屏是電阻式家族中應(yīng)用最廣、最普及的一種。復(fù)位系統(tǒng) CortexM3各種復(fù)位信號復(fù)位信號描述上電復(fù)位在器件上電時需要把復(fù)位置為有效(assert)，把處理器核心和調(diào)試系統(tǒng)一起復(fù)位系統(tǒng)復(fù)位只影響處理器核心、NVIC(與調(diào)試相關(guān)的除外)以及MPU，不復(fù)位調(diào)試系統(tǒng)測試復(fù)位只復(fù)位調(diào)試系統(tǒng) CortexM3芯片內(nèi)部復(fù)位信號和其作用范圍示意圖 系統(tǒng)電源系統(tǒng)采用外部5V電源輸入、USB接口提供5V電源輸入l 5V DC電源適配器連接到CN15，電源選擇跳線JP1插到12處，選擇外部5V電源供電。USB模塊工作的時鐘應(yīng)該是由APB1提供的。連接在APB 1(低速外設(shè))上的設(shè)備有:電源接口、備份接口、CAN、 USB、I2CI2CUARTUARTSPI窗口看門狗、TimerTimerTimer4。當(dāng)需要使用某模塊時，記得一定要先使能對應(yīng)的時鐘。ADC分頻器可選擇為8分頻。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鐘輸出供定時器1使用。5)送給APB2分頻器。APB1分頻器可選擇16分頻，其輸出一路供 APB1外設(shè)使用(PCLK1，最大頻率36MHz)，另一路送給定時器(Timer) 3 、4倍頻器使用。3)直接送給Cortex的空閑運(yùn)行時鐘FCLK。其中AHB分頻器輸出的時鐘送給5大模塊使用:1)送給AHB總線、內(nèi)核、內(nèi)存和DMA使用的HCLK時鐘。系統(tǒng)時鐘可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE。 另外，STM32還可以選擇一個時鐘信號輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、 HSE或者系統(tǒng)時鐘。5)鎖相環(huán)倍頻輸出(PLL)，其時鐘輸入源可選擇為HSE、HSE/2或者HSI/2。3)高速內(nèi)部時鐘(HSI)，RC振蕩器，頻率為8MHz 。1)高速外部時鐘(HSE)，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率范圍為4MHz～16MHz。11）USB OTG接口，支持最新USB技術(shù)12）一個JTAG/SWD調(diào)試接口(20pin)13）供電方式： 5V電源適配器或USB供電，通過跳線選擇此芯片可以滿足工業(yè)、醫(yī)療、樓宇自動化、家庭音響和家電市場多種產(chǎn)品需求。 一個mini型USB 插座,支持USB OTG,配備專業(yè)USB OTG轉(zhuǎn)接線 兩個CAN 連接插座 SPI接口 IIC接口7）外部存儲單元 一個SD 卡座(不含SD卡)，提供文件系統(tǒng)（FATFS） USB OTG功能，支持外接優(yōu)盤8）IIC接口外接EEPROM9）外接兩路ADC輸入通道10）一路電位器輸入模擬信號*240，26萬色TFTLCD，支持8/16位總線接口，鏡面屏，超高高度電阻式觸摸屏，含專業(yè)高精度觸摸屏控制芯片 （RSM1843）3）四個LED 發(fā)光管，一個電源發(fā)光管4）兩個GPIO按鍵5）一個RESET 按鍵6）串行通信接口 兩個RS232 連接插座(DB9)兩個CAN網(wǎng)絡(luò)通訊接口2）人機(jī)交互接口一個RS485網(wǎng)絡(luò)通訊接口一個RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，支持10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)Flash, 高達(dá)64KB的SRAM），豐富的增強(qiáng)I/O端口和連接到兩條APB總線的外設(shè)，STM32F107VC具體模塊如下： 1）網(wǎng)絡(luò)通信功能 STM32F107VC設(shè)計中用到網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模塊，因此選擇了更合適的STM32F107VC，STM32F107VC是STM32增強(qiáng)型系列產(chǎn)品。 包括新的互連型系列在內(nèi)的STM32系列微控制器具有多種配套軟件和開發(fā)工具，其中包括意法半導(dǎo)體免費(fèi)提供的軟件庫以及第三方工具廠商的廣泛支持。 新系列產(chǎn)品整合先進(jìn)的面向連接的外設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)的STM32外設(shè)（包括一個PWM定時器），高性能的32位ARM CortexM3 CPU，這些特性使開發(fā)人員可以在設(shè)備上（如家電、樓宇或工業(yè)自動化）整合多種功能，如馬達(dá)控制、用戶界面控制和設(shè)備互連功能。設(shè)計人員還可以在新系列微控制器上開發(fā)人機(jī)界面（HMI）功能，如播放和停止按鍵，以及顯示器界面。 STM32互連型系列產(chǎn)品強(qiáng)化了音頻性能，采用一個先進(jìn)的鎖相環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)音頻級別的I2S通信。 ，讓開發(fā)人員能夠研制可連接兩條工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CAN（控制器區(qū)域網(wǎng)）總線的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。 所示。v ARMv6不對齊訪問。v 可打斷繼續(xù)LDM/STM, PUSH/POP 。v Handler 和 Thread模式。v 硬件除法。v 三級流水線。CortexM3內(nèi)核具有如下特點(diǎn):v ARMv7M Thumb2指令集架構(gòu)(ISA)的子集，包括了所有16位和32位的Thumb2基本指令，不包含SIMD, DSP和ARM系統(tǒng)訪問。另外，通過一個基于堆棧的異常模式的實(shí)現(xiàn)，顯著地縮小了內(nèi)核的物理尺寸。CortexM3內(nèi)核是建立在一個高性能哈佛結(jié)構(gòu)的三級流水線基礎(chǔ)上的，可滿足事件驅(qū)動的應(yīng)用需求。處理器是全部可綜合、高度可定制的(包括物理中斷、系統(tǒng)調(diào)試等)，CortexM3還有一個可選的細(xì)粒度的(finegranularity)存儲器保護(hù)單元(MPU)和一個嵌入式跟蹤宏單元(ETM)。l 支持尾鏈(tailchaining)中斷。l 可以動態(tài)重新分配中斷優(yōu)先級。l 可配置優(yōu)先級位數(shù)3～8位。NVIC為低延遲實(shí)現(xiàn)異常處理提供了方便。為了提高低功耗特性，NVIC設(shè)計了二種睡眠方式。NVIC采用尾鏈(TailChaining)技術(shù)，簡化了在激活與掛起的中斷之間的數(shù)據(jù)傳送。典型情況下，從中斷發(fā)生到進(jìn)入服務(wù)可減少70%的周期數(shù)，這是通過寄存器硬件堆棧，加上退出和重啟多寄存器LoadStore操作完成的。另外，搶占式優(yōu)先級的數(shù)目，在綜合時配置到255個。標(biāo)準(zhǔn)的NVIC實(shí)現(xiàn)包括一個不可屏蔽中斷(NMI)，加上具有優(yōu)先級的32個通用物理中斷。FPBFlash地址重載及斷電單元ROM表一個小的查找表，其中存儲了配置信息。ITM儀器化跟蹤宏單元TPIU跟蹤單元的接口單元。DWT數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)及跟蹤單元，調(diào)試用。ETM嵌入式跟蹤宏單元（可選組件），調(diào)試用。通過串行線調(diào)試協(xié)議或者是傳統(tǒng)的JTAG協(xié)議（專用于SWJDP），都可以用于實(shí)現(xiàn)與調(diào)試接口的連接。 CortexM3處理器系統(tǒng)方框圖注釋：虛線框中的MPU和ETM是可選組件。它專用于要求快速中斷響應(yīng)的深層嵌入式應(yīng)用程序，包括微控制器、汽車和工業(yè)控制系統(tǒng)。CortexM3處理器實(shí)現(xiàn)了Thumb2指令集架構(gòu)，具有很高的代碼密度，可降低存儲器需求，并能達(dá)到非常接近32位ARM指令集的性能。目前ARM Cortex定義了三個系列，其中CortexM系列是針對價格敏感應(yīng)用領(lǐng)域的嵌入式處理器，只支持Thumb2指令集，強(qiáng)調(diào)操作的確定性，以及性能、功耗和價格的平衡。4) 通信模塊 通信模塊要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，通過增加一個以太網(wǎng)10/100MAC模塊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，可以將遠(yuǎn)方的指令傳達(dá)到指定的智能家電，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。2) 信息采集模塊 在這里信息采集主要是微控制器控制通過串口對視頻監(jiān)控信息的采集，將搜集到的圖像信息通過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，再將相應(yīng)的信息存儲到SD card 或是USB外接的優(yōu)盤。在硬件上主要通過LCD及其對相應(yīng)的驅(qū)動芯片進(jìn)行相應(yīng)的管理。STM32F107微控制器制作的各功能模塊框圖。處理器存儲模塊信息采集模塊觸摸屏系統(tǒng)通訊模塊在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，各監(jiān)視器之間都有CAN總線網(wǎng)絡(luò)接口，滿足網(wǎng)絡(luò)總線協(xié)議規(guī)范。系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)是對旅館進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，對智能家電的智能控制，人機(jī)交互。l 自動維護(hù)：智能信息家電可以通過服務(wù)器直接從制造商的服務(wù)網(wǎng)站上自動下載、更新驅(qū)動程序和診斷程序，實(shí)現(xiàn)智能化的故障自診斷、新功能自動擴(kuò)展。 l 交互式智能控制：可以通過語音識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家電的聲控功能；通過各種主動式傳感器（如溫度、聲音、動作等）實(shí)現(xiàn)智能信息家電的主動性動作響應(yīng)。l 安全防范：智能安防可以實(shí)時監(jiān)控非法闖入（視頻監(jiān)控）、火災(zāi)、緊急呼救的發(fā)生。我們有理由相信，未來的電子技術(shù)就是嵌入式單片機(jī)的天下。1999年世界電子產(chǎn)品產(chǎn)值已超過12000億美元，2000年達(dá)到13000億美元，預(yù)計2005年，銷售額將達(dá)18000億美元。美國著名未來學(xué)家尼葛洛龐帝99年1月訪華時預(yù)言，4～5年后嵌入式智能(電腦) 工具將是PC和因特網(wǎng)之后最偉大的發(fā)明。5) 因?yàn)榍度胧絾纹瑱C(jī)往往和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式單片機(jī)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場，具有較長的生命周期。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式單片機(jī)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。2)嵌入式單片機(jī)是將計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，是一門綜合技術(shù)學(xué)科。因而在體積上，功耗上有其自身的優(yōu)勢。嵌入式單片機(jī)可以稱為后PC時代和后網(wǎng)絡(luò)時代的新秀。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?！? 嵌入式單片機(jī)國內(nèi)外現(xiàn)狀現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機(jī)將LCD(液晶)驅(qū)動電