【正文】 圖 22 SPI時(shí)序圖 103 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)概述 本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)經(jīng)歷了兩個(gè)版本， 和 。當(dāng)主設(shè)備未曾控制 SCKL 時(shí)鐘信號(hào)線產(chǎn)生跳變時(shí)，從設(shè)備不進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸。 一個(gè)滿足 SPI協(xié)議的設(shè)備中，至少需要一個(gè)主設(shè)備。從設(shè)備向主設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出通過(guò) SDO 線，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿（或下降沿時(shí)）改變，在下一個(gè)下 降沿（或上升沿）被讀取。 SPI 是串行通訊協(xié)議，即數(shù)據(jù)是按位的傳輸?shù)?。只占用四根線，不但節(jié)省了寶貴的芯片 IO口資源，而且有利于進(jìn)行 PCB 布局設(shè)計(jì)。 參數(shù) 功耗：測(cè)量模式 23uA（ VS=），待機(jī)模式 分辨率： 10位固定分辨率，最大可調(diào)分辨率 13 位 電源電壓 VS： 引腳高電平： 工作溫度： 40176。 掉落檢測(cè)功能：判斷傳感器是否處在在掉落過(guò)程中。 該器件提供以下幾種特殊檢測(cè)功能： 活動(dòng)與否檢測(cè)功能：通過(guò)比較某軸上的加速度與用戶自定義的值來(lái)檢測(cè)是否運(yùn)動(dòng)。還可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。輸 出 16 位補(bǔ)碼數(shù)據(jù)，可通過(guò) SPI 或 I2C 接口訪問(wèn)。 C85176。本設(shè)計(jì)使用 SWD 調(diào)試，只需要 2個(gè) IO 口，即可實(shí)現(xiàn)仿真調(diào)試。 7. 極低的開(kāi)發(fā)成本。 6. 較快的開(kāi)發(fā)速度。 STM32 所有的外設(shè)都有自身的獨(dú)立時(shí)鐘開(kāi)關(guān)，相應(yīng)外設(shè)的時(shí)鐘被設(shè)置為關(guān)閉的話可以有效降低功耗。由于 STM32 芯片的多數(shù) IO 口都可以通過(guò)不同的映射設(shè)置，來(lái)作為中斷輸入，所以提供了較多的中斷數(shù)量，最多可達(dá) 84 個(gè)，且具有 16級(jí)可編程的優(yōu)先級(jí)，合理地規(guī)劃中斷數(shù)量和優(yōu) 先級(jí)可以有效保障實(shí)時(shí)性能。本設(shè)計(jì)選取了 LQFP48L封裝，是一種方便手工焊接，且體積較小的封裝。 STM32 中的 M3系列內(nèi)核擁有多個(gè)系列上百種型號(hào)，十分豐富。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)通過(guò) SPI與 ADXL345 三軸加速度芯片進(jìn)行通信。 2. 豐富的外設(shè)。而一塊 STC89C52RC 就需要 9元。幾乎與 8位單片機(jī)的價(jià)格持平是 STM32 最大的優(yōu)勢(shì)。所以 本設(shè)計(jì)在 CortexM3芯片的時(shí)候，自然而然地就考慮了 STM32。較之 ARM7 TDMI， CortexM3不僅擁有更強(qiáng)的性能、更高的代碼密度、而且可以位帶操作、中斷嵌套、低成本、低功耗。 3 1 . CortexM3 與 STM32 簡(jiǎn)介 與 STM32 的關(guān)系 STM32 是采用 Cortexm3 的內(nèi)核的一種 CPU， CortexM3 是 ARM 架構(gòu)的一種。因此，本設(shè)計(jì)最大程度追求降低功耗，裁去多余硬件，功能求專(zhuān)而不求多。綜上，本設(shè)計(jì)與其它騎行裝備相比 ，是具有一定的獨(dú)創(chuàng)性的智能化警示設(shè)備。與常見(jiàn)的長(zhǎng)亮型市售剎車(chē)燈相比，更加智能，功耗也更低。與頭盔、護(hù)膝之類(lèi)傳統(tǒng)的騎行裝備相比，可以在危險(xiǎn)發(fā)生前提供預(yù)警，減小危險(xiǎn)發(fā)生的幾率。如果在轉(zhuǎn)向或者剎車(chē)時(shí)自行車(chē)道被機(jī)動(dòng)車(chē)占用的話，對(duì)于騎行者來(lái)說(shuō)將是非常危險(xiǎn)的事情。尤其是在夜間，機(jī)動(dòng)車(chē)占道超車(chē)的危害更大。加之中國(guó)司機(jī)普遍素質(zhì)不高，在駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)行車(chē)過(guò)程中常常占用自行車(chē)道。中國(guó)曾是自行車(chē)的王國(guó)，卻像一些發(fā)達(dá)國(guó)家一樣過(guò)度強(qiáng)調(diào)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)，各個(gè)城市汽車(chē)保有量連年上升，冷落自行車(chē)成為常見(jiàn)社會(huì)現(xiàn)象，鄙視普通騎行者更是成為大眾心理。因此積極提 倡自行車(chē)出行，是利國(guó)利民的好事。建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的客觀要求。特別是在風(fēng)景優(yōu)美的地方騎行，會(huì)讓人覺(jué)得心曠神怡，充分感受到運(yùn)動(dòng)的快樂(lè)和自然的美好。騎自行車(chē)可以使騎行者血液循環(huán)加速，主動(dòng)吸入大量新鮮空氣，從而使騎行者腦筋更清楚。 關(guān)鍵字 ： STM32， ADXL345，自行車(chē)剎車(chē)燈，轉(zhuǎn)向燈 II The Bicycle Break Light and Steering Lamp Based on STM32 Abstract This subject selects the STM32F103C8T6 microcontroller and ADXL345 three axis acceleration sensor, to control the RGBLED and infrared laser light, to indicate a bicycle braking or steering function. First this paper introduces some information and characteristics of STM32 series chip and ADXL345 acceleration chip. And then introduces the design of hardware and software of the system. The difficulty is the problem and thinking in the process of hardware design, using the method of modular programming key software design building code. Through the detailed analysis of the operation result, the design and implementation of the RGBLED automatically lights up when braking,active triggering makes the infrared laser light generated signal function significantly before steering,in accordance with the design requirements. The thesis finally summarizes the problems occurred in design and their solutions. Keywords:STM32， ADXL345， the bicycle break lights ， steering lamp III 目 錄 基于 STM32 的自行車(chē)轉(zhuǎn)向剎車(chē)燈 ........................................ I 摘 要 .............................................................. I 前 言 ............................................................... 1 1 . CortexM3 與 STM32 簡(jiǎn)介 .......................................... 3 與 STM32 的關(guān)系 ..................................... 3 STM32的優(yōu)越性 .............................................. 3 STM32 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、內(nèi)核及指令集示意圖： ...................... 4 STM32F103C8T6 的基本參數(shù)、內(nèi)設(shè)與引腳位 ...................... 5 2. ADXL345 與 SPI 簡(jiǎn)介 ............................................... 7 ADXL345 簡(jiǎn)介 ................................................ 7 SPI 介紹 .................................................... 8 3 硬件設(shè)計(jì) ......................................................... 10 硬件設(shè)計(jì)概述 ............................................... 10 電源部分的硬件設(shè)計(jì) ......................................... 12 STM32 和 ADXL345 硬件設(shè)計(jì) ................................... 13 全彩燈珠的設(shè)計(jì) ............................................. 15 轉(zhuǎn)向按鍵與紅外線激光燈的設(shè)計(jì) ............................... 16 其它硬件設(shè)計(jì) ............................................... 18 4 軟件設(shè)計(jì) ......................................................... 21 STM32 固件庫(kù)開(kāi)發(fā)概述 ....................................... 21 程序代碼結(jié)構(gòu) ............................................... 21 結(jié)構(gòu)說(shuō)明 ............................................ 22 按鍵功能軟件設(shè)計(jì) ........................................... 23 ADXL345 的軟件設(shè)計(jì) ......................................... 26 模式切換的軟件設(shè)計(jì) ......................................... 27 IV5 總結(jié) ............................................................. 30 在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和解決辦法 ........................... 30 在軟件設(shè)計(jì)中總結(jié)的技巧 ..................................... 31 個(gè)人成長(zhǎng) ................................................... 31 參考文獻(xiàn) ........................................................... 33 致 謝 ............................................................. 34 1 前 言 騎自行車(chē)既是一種環(huán)保的出行方式，又是一種健康的運(yùn)動(dòng)方式。經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行結(jié)果分析，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了剎車(chē)時(shí)全彩燈珠自動(dòng)亮起，轉(zhuǎn)向前主動(dòng)觸發(fā)，使紅外線激光燈產(chǎn)生顯著的轉(zhuǎn)向信號(hào)的功能，滿足了設(shè)計(jì)的要求。之后詳細(xì)介紹了剎車(chē)燈系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 學(xué)號(hào)： 1102424021 基于 STM32 的自行車(chē)轉(zhuǎn)向剎車(chē)燈 設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱(chēng)： 物理與 電子 工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)名 稱(chēng)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年級(jí)班別： 2021 級(jí) 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2021 年 5 月河南師范大學(xué) 本科畢業(yè)論文 I基于 STM32 單片機(jī) 的自行車(chē)轉(zhuǎn)向剎車(chē)燈 設(shè)計(jì) 摘 要 本課題選用了 STM32F103C8T6單片機(jī)和 ADXL345三軸加速度傳感器，來(lái)控制全彩燈珠和紅外線激光燈，達(dá)到指示自行車(chē)的剎車(chē)或者轉(zhuǎn)向的功能。 本文首先介紹了 STM32系列芯片和 ADXL345加速度芯片的功能和特點(diǎn)。難點(diǎn)是硬件設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與思考，重點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)中運(yùn)用模塊化編程的方法組建代碼的過(guò)程。論文最后總結(jié)了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方法。 對(duì)于個(gè)人來(lái) 說(shuō)，騎自行車(chē)不僅可以減肥，使身體勻稱(chēng)，同時(shí)可以強(qiáng)化心臟功能，有避免高血壓等疾病的功能。有研究顯示，騎自行車(chē)上班或者上學(xué)，可以提升人的幸福感。 對(duì)于自然來(lái)說(shuō)，騎自行車(chē)出行可節(jié)約能源、降低噪音、減少污染，生態(tài)效應(yīng)明顯。個(gè)人開(kāi)車(chē)上下班會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大危害，給城市交通也帶來(lái)巨大壓力。 然而，中國(guó)的自行車(chē)騎行氛圍非常不樂(lè)觀。另外，由于汽車(chē)尾氣，工廠排污等造成的環(huán)境污染，導(dǎo)致許多城市適合戶外運(yùn)動(dòng)的天數(shù)越來(lái)越少。特別是從自行車(chē)道超車(chē)這種行為，給騎行者帶來(lái)很大的威脅。與機(jī)動(dòng)車(chē)不同，自行車(chē)出現(xiàn)剎車(chē)、轉(zhuǎn)向等行駛狀態(tài)的 變化時(shí)，沒(méi)有顯著的指示。 本設(shè)計(jì)可以歸類(lèi)為騎行裝備的一種，設(shè)計(jì)初衷是為了給騎行者提供一種較為顯著的可以警示轉(zhuǎn)向或者剎車(chē)的工具。按照實(shí)現(xiàn)方法來(lái)說(shuō)的話，本設(shè)計(jì)屬于基于 STM32 單片機(jī)的一個(gè)小型電子設(shè)備。與無(wú)光源反射式的后座警示燈相比，本設(shè)計(jì)的警