PLC控制交通燈系統(tǒng)的STM32單片機模塊選擇分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7039PLC控制交通燈系統(tǒng)的STM32單片機模塊選擇分析案例 1117721.1單片機及最小系統(tǒng)介紹 1128361.2主要邏輯函數(shù)的實現(xiàn) 41.1單片機及最小系統(tǒng)介紹目前在各種資料上可以看到很多交通燈的設(shè)計案例，他們大多數(shù)采用單片機或者PLC去實現(xiàn)交通燈的功能。用單片機設(shè)計交通燈不僅設(shè)計簡單方便，而且成本也不高。STM32F103C8T6單片機雖然在眾多STM32系列單片機中性能不算優(yōu)越，但是相比于傳統(tǒng)51而言仍然是十分強大。僅有48個引腳，卻擁有20K的RAM、32個通用I/O口、64K的FLASH、3個USART、1個USB、2個SPI、2個I2C、一個CAN和兩組10通道的12位同步ADC。用其設(shè)計交通燈可以滿足各種需求。所以文中設(shè)計采用此款單片機。引腳圖如下圖2所示。圖SEQ圖\*ARABIC2引腳圖圖SEQ圖\*ARABIC3最小系統(tǒng)STM32最小系統(tǒng)如上圖3所示是微控制器運行的最低要求，它主要由五個部分組成，除了控制芯片以外還包括電源，時鐘電路，復(fù)位電路，調(diào)試接口REF_Ref21272\r[3]。（1）電源圖SEQ圖\*ARABIC4電源模塊本設(shè)計中使用的電源模塊是AMS1117-1.3V芯片，其主要功能是將5V電壓轉(zhuǎn)換為1.3V電壓以為單片機供電REF_Ref21605\r[4]。輸入和輸出各采用兩個濾波電容。（2）時鐘電路圖SEQ圖\*ARABIC5時鐘電路如圖5所示，本次設(shè)計STM32單片機最小系統(tǒng)采用了一個8M和一個32.768K的兩腳無緣晶振。8M晶體振蕩器主要用作系統(tǒng)時鐘。通過將PLL乘法器設(shè)置為9乘法器，最大工作頻率可以達到72MHZ。由石英內(nèi)部分頻器分頻15次后，由32.768K晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號可以得到1HZ信號，即秒針每秒運動32.768K=32768=2^15REF_Ref22131\r[5]，以及石英時鐘中的內(nèi)部分頻器只能執(zhí)行15個分頻。如果將此晶體振蕩器更改為其他頻率，則在15個分頻之后，將無法獲得1HZ信號。因此，當(dāng)使用32.768K晶體振蕩器時，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換更加方便和準(zhǔn)確。同時，硬件分別在8M晶體振蕩器和32.768K晶體振蕩器的兩側(cè)分別連接22PF和15PF負(fù)載電容器。它的功能是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量。沒有這兩個電容器，振蕩部分將沒有環(huán)路并停止振蕩，電路將無法正常工作。（3）復(fù)位電路圖SEQ圖\*ARABIC6復(fù)位電路從圖6可以看出，STM32微控制器的復(fù)位引腳在初始狀態(tài)下為高電平。當(dāng)按下按鈕時，復(fù)位引腳的電平從高電平跳到低電平，從而產(chǎn)生復(fù)位信號。其中圖中C9電容的作用是按鍵消抖，因為按鍵在按下時大約有10ms左右的抖動，雖然對于肉眼幾乎察覺不到，但是對于STM32單片機來說以經(jīng)是很長的時間了，如果不用電容來消抖，就可能讓單片機執(zhí)行錯誤誤動作，進行多次復(fù)位。由于電容具有儲能作用，兩邊電壓不會突變，所以用電容防止按鍵抖動。（4）調(diào)試圖SEQ圖\*ARABIC7調(diào)試模塊調(diào)試接口也是程序下載口，主要有四根線，VCC,GND,SDIO,SCLK。在日常程序燒錄和在線仿真中，有兩調(diào)試方式一個是SWD，另一個是JTAG。JTAG有很多缺點。例如，JTAG在調(diào)試時使用更多的接口，并且在數(shù)據(jù)量較大時可能無法下載。而SWD的接口更加簡化，下載的可靠性更強。所以本次設(shè)計用的是SWD模式下載和在線仿真。1.2主要邏輯函數(shù)的實現(xiàn)整個程序的邏輯主要分為兩大塊，分別實現(xiàn)交通燈在普通狀態(tài)和特殊狀態(tài)下的功能。交通燈在正常情況下的功能是在主函數(shù)下實現(xiàn)的，首先在main()函數(shù)里對需要用到的交通燈和數(shù)碼管和串口初始化函數(shù)進行聲明。并根據(jù)需求設(shè)置串口的波特率和中斷優(yōu)先級分組。然后再while(1){}的死循環(huán)中執(zhí)行普通狀態(tài)下的交通燈顯示，具體流程下圖8所示：圖SEQ圖\*ARABIC8程序框圖特殊狀態(tài)下的功能是在串