基于STM32的嵌入式藍牙與WiFi模塊設(shè)計交通物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)目的

介紹32位ARM

STM32系統(tǒng)的硬件設(shè)計，分別介紹I/O口、中斷、DMA、UART、A/D等接口的硬件設(shè)計要點和特性

掌握嵌入式系統(tǒng)中藍牙、WiFi無線組網(wǎng)通訊模塊的軟硬件設(shè)計方法及應(yīng)用32位ARM處理器STM32簡介STM32處理器的特點STM32F103系列微處理器是首款基于ARMv7-M體系結(jié)構(gòu)的32位標準RISC（精簡指令集）處理器。作為最新一代的嵌入式ARM處理器，它為實現(xiàn)MCU的需要提供了低成本的平臺、縮減的引腳數(shù)目、降低的系統(tǒng)功耗，同時提供了卓越的計算性能和先進的中斷響應(yīng)系統(tǒng)。32位ARM處理器STM32簡介STM32硬件接口外設(shè)多達51個快速I/O端口2個12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，多達16個外部輸入通道靈活的7路通用DMA可以管理存儲器到存儲器、設(shè)備到存儲器和存儲器到設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸調(diào)試模式內(nèi)部包含多達7個定時器含有豐富的通信接口32位ARM處理器STM32簡介STM32的時鐘和電源管理在STM32中，有五個時鐘源HISHSELSILSEPLLSTM32的電源組成，其主要由3個部分獨立的A/D供電電壓和參考電壓備份電壓電壓調(diào)節(jié)器。I/O口STM32的I/O口工作原理STM32的輸入輸出管腳有下面8種可能的配置:浮空輸入_IN_FLOATING帶上拉輸入_IPU帶下拉輸入_IPD模擬輸入_AIN開漏輸出_OUT_OD推挽輸出_OUT_PP復(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP復(fù)用功能的開漏輸出_AF_ODI/O口I/O口編程實例函數(shù)GPIO_De

Init功能描述：將外設(shè)GPIOx寄存器重設(shè)為缺省值函數(shù)GPIO_AFIODe

Init功能描述：將復(fù)用功能（重映射事件控制和EXTI設(shè)置）重設(shè)為缺省值函數(shù)GPIO_Init功能描述：根據(jù)GPIO_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)GPIOx寄存器函數(shù)GPIO_StructInit功能描述：把GPIO_InitStruct中的每一個參數(shù)按缺省值填入函數(shù)GPIO_Read

InputData

Bit功能描述：讀取指定端口管腳的輸入函數(shù)GPIO_Read

InputData功能描述：讀取指定的GPIO端口輸入函數(shù)GPIO_Read

OutputData

Bit功能描述：讀取指定端口管腳的輸出中斷ARM的中斷原理ARM

cortex_m3內(nèi)核支持256個中斷（16個內(nèi)核+240外部）和可編程

256級中斷優(yōu)先級的設(shè)置，與其相關(guān)的中斷控制和中斷優(yōu)先級控制寄存器（NVIC、SYSTICK等）也都屬于cortex_m3內(nèi)核的部分。STM32采

用了cortex_m3內(nèi)核，所以這部分仍舊保留使用，但STM32并沒有使用cortex_m3內(nèi)核全部的東西（如內(nèi)存保護單元MPU等），因此它的NVIC是cortex_m3內(nèi)核的NVIC的子集。中斷STM32的中斷控制器STM32目前支持的中斷共為84個（16個內(nèi)核+68個外部），和16級可編程中斷優(yōu)先級的設(shè)置。STM32可以支持的68個外部中斷通道，已經(jīng)固定的分配給相應(yīng)的外部設(shè)備。中斷中斷編程實例UARTUART的工作原理UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計中，UART用來與PC進行通信其過程為：CPU先把準備寫入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)放到UART的寄存器（臨時內(nèi)存塊）中，再通過FIFO（FirstInput

First

Output，先入先出隊列）傳送到串行設(shè)備UARTSTM32的UARTSTM32的可提供5路串口，有分數(shù)波特率發(fā)生器、支持單線光通信和半雙工單線通訊、支持LIN、智能卡協(xié)議和IrDA

SIR

ENDEC規(guī)范（僅串口3支持）、具有

DMA等A/D接口A/D接口原理模數(shù)轉(zhuǎn)換則是將模擬電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，使輸出的數(shù)字量與輸入的模擬電量成正比。在A/D轉(zhuǎn)換中，因為輸入的模擬信號在時間上是連續(xù)的，而輸出的數(shù)字信號是離散量，所以進行轉(zhuǎn)換時只能按一定的時間間隔對輸入的模擬信號進行采樣，然后再把采樣值轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字量。通常A/D轉(zhuǎn)換需要經(jīng)過采樣、保持量化、編碼四個步驟。A/D接口STM32的A/D轉(zhuǎn)換STM32處理器自帶的12位ADC是一種逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。他有18個通道，可測量16個外部和兩個內(nèi)部信號源。各通道的A/D轉(zhuǎn)換可以單次、連續(xù)、掃描或間斷模式執(zhí)行。

ADC的結(jié)果可以左對齊或右對齊的方式存儲在16位數(shù)據(jù)寄存器中?；赟TM32的藍牙sWiFi模塊設(shè)計嵌入式藍牙模塊設(shè)計設(shè)置主模塊的PIO0為高或懸空，從模塊的PIO0為低。設(shè)置兩個模塊的PIO2sPIO3sPIO4sPIO5高低到對應(yīng)的波特率，具體參考設(shè)置串口通信波特率。設(shè)置兩個模塊的PIO6sPIO7sPIO8sPIO9s

PIO10sPIO11相同的通道，不能為通道64（即全高電平）。模塊上電，主模塊則自動去查找該通道的從模塊，此時主模塊和從模塊的PIO1腳都是輸出為高低脈沖。若連接成功之后，主從模塊的PIO1管腳輸出為高電平，連接一個LEDGREEN進行顯示狀態(tài)。連接成功之后，兩個模塊兩端就能進行串口數(shù)據(jù)全雙工通信了?；赟TM32的藍牙、WiFi模塊設(shè)計嵌入式WiFi模塊設(shè)計STM32硬件接口、藍牙和WiFi通訊實驗STM32

LED燈控制實驗STM32按鍵中斷實驗STM32

A\D轉(zhuǎn)換實驗藍牙組網(wǎng)配置實驗WiFi組網(wǎng)配置實驗思考題