單片機控制的智能藥盒硬件電路設(shè)計案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u28069單片機控制的智能藥盒硬件電路設(shè)計案例概述 1192981.1STM32簡介 1283201.2顯示電路 5161181.1.1LCD1602簡介 544651.1.3液晶顯示屏的分類 7149671.4SIM800短信電路 8238591.5DS1302時鐘 10240701.5.1DS1302的特性介紹 1064421.5.2DS1302時鐘芯片初始化技巧 1112401.5.3DS1302的管腳 11104171.5.5DS1302控制字符的介紹 1235651.6蜂鳴器報警 131.1STM32簡介STM32F103微處理器，晶體電路，復(fù)位電路都是當(dāng)前較為流行的系統(tǒng)開發(fā)平臺。最小微機系統(tǒng)如圖2所示。圖2單片機最小系統(tǒng)電路圖當(dāng)前在設(shè)計較小的單片機系統(tǒng)過程中，通常需要引入一個較小的尾氣控制單元，該單元在單片機集成電路中主要涵蓋了各種的數(shù)據(jù)處理以及io口還有存儲器的控制功能，本文在使用過程中主要將stm32的單片機編譯系統(tǒng)作為該。系統(tǒng)的控制核心，由于stms大面積的外部固定電壓要求較低，且能夠在5~12伏的不同電壓環(huán)境下均能夠正常運行，因此對于具備高性能的微處理模塊，可以簡單且快速的部署在各個位置。尤其在各類對單片機型的要求較高，但是供電電壓較低，系統(tǒng)總功率限制較高的場所，例如在進(jìn)行停車場。自動停車系統(tǒng)的控制過程中可以通過部署spm32芯片，滿足系統(tǒng)各個功能模塊的計算要求為了能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的具體操作功能，需要將單片機和當(dāng)前。系統(tǒng)的外部電路進(jìn)行連接，再進(jìn)行外部電路連接，完成之后可以確保當(dāng)前外部電路和單片機的各個端角實現(xiàn)實時的信號交換，此后通過連接單片機的各個引腳，可以實現(xiàn)單片機引腳的互聯(lián)，借助單片機不同的封裝方式，可以實現(xiàn)單個引腳的多重互聯(lián)以及多重封裝方式，其封裝方式如圖3所示。圖3STM32單片機管腳圖STM32F103是STM32f101的增強型單片機圖4為STM32內(nèi)核，其管腳如圖4所示。圖4STM32單片機管腳圖當(dāng)前在設(shè)計stm32的過程中，主要是為了追求較高性價比以及較高的性能，使其能夠成為一個較為通用的嵌入式設(shè)計功能模塊，在系統(tǒng)的工作頻率方面，通常將系統(tǒng)的外部時鐘控制在72兆赫茲，使其能夠達(dá)到較高的時鐘頻率以及較短的機器運轉(zhuǎn)時間，在其工作過程中，stms2的總消耗功率可以達(dá)到300毫瓦以內(nèi)，確保了系統(tǒng)能夠在各個工作場所通過各種不同的外部工作電流進(jìn)行系統(tǒng)輸出，而在其內(nèi)部除了簡單的io口輸入輸出之外，能夠控制spa的數(shù)據(jù)，輸入時鐘線以及數(shù)據(jù)輸出。同時在stm32的晶體振蕩電路設(shè)計和控制過程中，由于該單片機的優(yōu)點較為明顯，尤其是其性價比和運轉(zhuǎn)體及能夠適應(yīng)于各種不同場所。因此其時鐘頻率也可。通過控制HSI，實現(xiàn)時鐘頻率的明顯提高。作為一種常用的且較為通用的微機控制系統(tǒng)，該單片機除了其自身的控制信號和控制模塊之外，還能夠通過模塊化的方式部署各類外部設(shè)備。該芯片在系統(tǒng)整個運轉(zhuǎn)過程中可以作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)處理核心，與常見的單片機控制系統(tǒng)相比，常見的單片機控制系統(tǒng)只能實現(xiàn)一些簡單的系統(tǒng)控制，無法對復(fù)雜的系統(tǒng)電路進(jìn)行充分的實現(xiàn)，而stms2待命機不僅能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的計算功能，還能夠?qū)?。各類電機以及大型家用電器的運轉(zhuǎn)提供有效的控制，同時在外太空探索和應(yīng)用設(shè)備研究方面，通過融合經(jīng)度較高的stms2代，敏捷能夠?qū)崿F(xiàn)快速的智能設(shè)備開發(fā)，并且為傳感器提供有效的數(shù)據(jù)采樣率以及提高系統(tǒng)的整體采樣精度。相較于傳統(tǒng)的51單片機，Stm32代面積在其使用過程中相較于5，要大面積首先可以提供更多的系統(tǒng)工作引腳，此外，在進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)化時，由于其內(nèi)部自帶兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，可以取消本文所涉及的一氧化碳以及煙霧傳感器進(jìn)行數(shù)字量和物理量轉(zhuǎn)化過程中。所需要部署外補數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的方案，通過系統(tǒng)內(nèi)部自帶的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，即可實現(xiàn)各層級的傳感器模塊化組合，同時在各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，其整體的系統(tǒng)功耗也能夠控制在可控范圍內(nèi)。STM32特點：STM32C8T6系列的啟動決策使用低成本模式（RTC），并且沒有傳統(tǒng)的低成本圓柱形晶體振蕩器，引腳個數(shù)為48個。工作頻率為72MHZ。1.stm32有4個定時器。4.微控制器有兩個2位/16通道ADC模塊轉(zhuǎn)換。5.1.3V穩(wěn)壓器芯片可保證300MA的最大輸出電流。6.存儲容量為64kb字節(jié)的FLASH。圖5STM32F103C8T6實物圖該系統(tǒng)主要由以下幾個部分構(gòu)成：1.電源指示燈（PWR通常為紅色）：如果電源指示燈亮起、微控制器工作正?；蛑甘緹絷P(guān)閉或閃爍，則微控制器可能出現(xiàn)故障。自定義LED（PC13）：此功能大大簡化了相對簡單的功能測試，如單體計算機，對初學(xué)者來說更便于測試。3、單片機系統(tǒng)的復(fù)位電路，實現(xiàn)單片機各功能模塊的快速初始化。5.晶體振蕩器：為當(dāng)前單片機提供外部晶體震蕩源，同時有效的穩(wěn)定了單片機的系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。1.2顯示電路1.1.1LCD1602簡介LCD1602作為一款最多可以同時對32個字符進(jìn)行顯示的工業(yè)級的顯示屏分為16列2行的排布方式，為了便于使用和介紹，將級別分為高級別和低級別，分別表示為0和1。HD44780LCD芯片是由當(dāng)今社會和市場上發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)字符顯示液晶屏都是集成和制造的。畢竟，控制原則和使用方式?jīng)]有太大區(qū)別。1.直接控制方式連接到微控制器時，LCD1602的8條數(shù)據(jù)線；3條E、RS和R/W控制線正常工作。應(yīng)用中將命令數(shù)據(jù)寫入LCD1602。因此，LCD1602的R終端可以直接接GND；LCD1602的W終端可以直接接GND；存儲數(shù)據(jù)電纜。V0引腳是液晶對比的對比端，通常與10ks的潛力相關(guān)聯(lián)，以實現(xiàn)對比設(shè)置：間接控制方式間接控制為四線操作模式.它是一種通過HD44780四級數(shù)據(jù)線功能簡化電路接口的方法。當(dāng)微控制器在2010年的產(chǎn)品設(shè)計過程中資源有限時，請考慮使用此方法。這種辦法會是很有效的。該模塊旨在使用LCD1602顯示控制器的當(dāng)前狀態(tài)。端口7-14LCD1602連接到微控制器的P2端子，用于數(shù)據(jù)傳輸和指令。引腳功能介紹如下：引腳1：VSS是接地端；引腳1是接地端。引腳2：VDD連接至+5V電源；用于為顯示器供電；引腳3：V0用于調(diào)整LCD屏幕的對比度。當(dāng)此端口連接到VSS時，屏幕的對比度將過高；但將其連接到VDD屏幕的對比度將過低。如果直接連接到VSS，則需要滑動變阻器接入機型調(diào)整。引腳4：選擇RS寄存器的端口，連接至VVD選擇數(shù)據(jù)；當(dāng)端口連接至VDD選擇命令。引腳5：RW可作為讀寫信號線，高電平進(jìn)行讀取，低電平進(jìn)行寫入；引腳6：E是使能端口；E是開關(guān)信號。引腳7至14：D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7是8位雙向數(shù)據(jù)線。15至16英尺；背光陽極和陰極陰極。1.1.2液晶的成像原理液晶顯示器的成像原理是受電流影響對液晶分子的刺激。電流對液晶分子的刺激產(chǎn)生另一點。同時，它們在背光下工作。由于人眼的延遲，你可以看到人眼在顯示屏上顯示什么。此外，液晶屏型號1602顯示，LCD屏幕分為兩列，高度為16個字母。由于玻璃屏幕的尺寸較小，因此功耗相對較低，其最大特點是顯示的字符比數(shù)字成像管多，在顯示更多數(shù)據(jù)時比數(shù)字成像管輕。LCD屏幕上的數(shù)據(jù)更加直觀和清晰。因此，LCD顯示屏被廣泛用于電子樣品。LCDLCD成像原理如圖14所示。圖14LCD液晶顯示屏成像原理圖1.1.3液晶顯示屏的分類通常，許多標(biāo)準(zhǔn)可用于對LCD屏幕進(jìn)行分類。如果根據(jù)顯示模式進(jìn)行分類，則可以大致分為：點矩陣，段，字符等，如果根據(jù)顯示模式來驅(qū)動LCD屏幕，則可以分為：單矩陣驅(qū)動，有源矩陣驅(qū)動器和靜態(tài)驅(qū)動器。其中，液晶顯示器上可以顯示三種主要類型的字符：線段，字符和漢字。為了能夠有效顯示當(dāng)前系統(tǒng)檢測過程中，工況環(huán)境下的溫度和濕度，需要能夠在一種顯示器上同時顯示出上述數(shù)數(shù)字，常見的系統(tǒng)解決方案包括了數(shù)碼管和液晶顯示器，因為常見的數(shù)碼管無法顯示特殊字符，并且在顯示過程中所需要的外圍控制電路較為復(fù)雜，因此本文選區(qū)液晶顯示器，作為顯示模塊，借助其低功耗核心是效率好的特點，實現(xiàn)相關(guān)功能產(chǎn)生的顯示。LCD1602顯示器在其工作過程中可以具備較低的功耗，常見的規(guī)格顯示器能夠具備在1.5伏至5伏之間的工作電壓范圍，內(nèi)部工作電路在其使用過程中可以伴隨著光標(biāo)，對當(dāng)前對應(yīng)的。工作位置的參數(shù)通過按鍵進(jìn)行上下調(diào)整，而對應(yīng)的引腳通過和單片機直接相連，也可以通過大面積的內(nèi)部控制程序，對該芯片上的液晶顯示模塊相關(guān)參數(shù)進(jìn)行改變。1.3鍵盤電路本系統(tǒng)在控制過程中，由于需要用戶。以及使用者可以通過按鍵對當(dāng)前系統(tǒng)的功能進(jìn)行有效及快速的調(diào)整，為了降低系統(tǒng)的使用難度，本文通過案件陣列的方式為用戶提供對應(yīng)的參數(shù)，設(shè)置解決方案。首先在系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下，為了能夠快速的進(jìn)入系統(tǒng)的設(shè)置界面，需要按一下按鍵K1，按下該按鍵后，LCD1602顯示器將會收到單片機的指令，對當(dāng)前的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實現(xiàn)顯示并閃爍。此外為了能夠選擇對應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行增減，需要通過按鍵K2，選擇當(dāng)前單片機需要被設(shè)定的參數(shù)的位置，每次按下按鍵K2之后，系統(tǒng)對應(yīng)參數(shù)的選項將會調(diào)整到對應(yīng)的位置，而待調(diào)整的參數(shù)會閃爍顯示。在需要調(diào)整的參數(shù)選擇完畢以后，通過按鍵K3能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前對應(yīng)參數(shù)的變化，由于案件的獨立性只能夠通過檢測其高低電平的變化數(shù)量和變化狀態(tài)，通過上述參數(shù)的獲取判斷當(dāng)前系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整數(shù)量和調(diào)整方向。當(dāng)單片機在運行過程中，會對該按鍵陣列進(jìn)行全面的且實時的按鍵狀態(tài)掃描，掃描過程中，如果按鍵所對應(yīng)的io口呈低電平，則說明當(dāng)前按鍵被按下，再通過消抖代碼，即可實現(xiàn)當(dāng)前單片機系統(tǒng)的按鍵掃描和按鍵結(jié)構(gòu)檢測，實現(xiàn)按鍵功能，當(dāng)前按鍵圖的引腳如圖6所示。圖6系統(tǒng)按鍵電路連接圖1.4SIM800短信電路SIM800C主要特性?四頻850/900/1800/1900MHz?GPRSmul\o"TI社區(qū)"TI-slotclass12/10?GPRSmobilesta\o"TI社區(qū)"TIonclassB?尺寸：

17.6*15.7*1.3mm?重量：

1.3g?通過AT命令控制（3GPPTS27.007，

27.005和SIMCOM

增強AT命令集）三、SIM800C軟件特性?0710MUX

協(xié)議?嵌入型TCP/UDP協(xié)議?FTP/HTTP?彩信?電子郵件?DTMF檢測?干擾檢測?錄音?SSL?藍(lán)牙1.0（可選）當(dāng)前在進(jìn)行模塊選擇過程中，通過上述介紹可知當(dāng)前西門子的TC35功能模塊在國家證書的申請方面已經(jīng)獲準(zhǔn)接入我國的無線通信網(wǎng)絡(luò)，此外該芯片在進(jìn)行工作時能夠有效的進(jìn)入當(dāng)前的3G4G和5G網(wǎng)絡(luò)，此外，在數(shù)據(jù)交換和通信協(xié)議方面能夠充分適配當(dāng)前的各類GPS模塊以及RS485和RS232串口通訊協(xié)議，另外在進(jìn)行系統(tǒng)升級時，可以由外部電路的組成方式進(jìn)行集成，最終構(gòu)成系統(tǒng)的整體射頻基帶，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化。實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性，并且通過各類功能函數(shù)為系統(tǒng)開發(fā)者提供快速的部署方案。常見的GSM通訊指的是基于。無線數(shù)據(jù)傳輸功能模塊。而實現(xiàn)的計算機串行通信接口，通常在該狀態(tài)下，計算機的通信接口可以滿足多種數(shù)據(jù)傳輸方式和傳輸協(xié)議的要求，較為常見的RS232串口通信協(xié)議，即為我們常見的個人計算機終端USB端口的串口通信協(xié)議。該協(xié)議能夠有效接入常見的電氣接口和各類電氣連接電路，借助電平轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)各串口和無線通信模塊以及串口通信協(xié)議接口之間的連接，該通信協(xié)議為常見的握手通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)的發(fā)送端的tx端的rx端口連接，其中px端是數(shù)據(jù)的發(fā)送端口，RX端是數(shù)據(jù)的接收端口，反之也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的下行和上行傳輸。本文在設(shè)計過程中選取AM800si數(shù)據(jù)通訊模塊作為系統(tǒng)的主要短信發(fā)送模塊，在該系統(tǒng)中能夠插入外部sim卡，并且實現(xiàn)電話的撥打和短信的接收，當(dāng)系統(tǒng)處于報警狀態(tài)下，可以通過單片機發(fā)送至對應(yīng)的短信內(nèi)容和電話內(nèi)容，通過該模塊對所。需要報警對象和報警信息的接收方進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，此外，該模塊不僅能夠具備GPRS的數(shù)據(jù)發(fā)送功能，還能夠通過藍(lán)牙對藍(lán)牙控制范圍內(nèi)的各電子元器件進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，該模塊的電路如圖7所示，該系統(tǒng)有一個外包裝有笑抑制反相電流的出現(xiàn)，避免被擊穿，確保了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定圖7sim800模塊電路1.5DS1302時鐘1.5.1DS1302的特性介紹本文在時鐘模塊的選取過程中，選取DS1302作為該時鐘模塊的核心芯片，該芯片是由DALLAS公司在上世紀(jì)80年代所推出的時鐘芯片，該芯片能夠?qū)崿F(xiàn)充分的涓流充電功能，確保時鐘芯片的運行穩(wěn)定，同時在該模塊內(nèi)部能夠具備一個記錄了時鐘和日歷的靜態(tài)RAM結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠保存31個字節(jié)的時鐘數(shù)據(jù)，同時該數(shù)據(jù)能夠借助串口和串口通信協(xié)議，提供準(zhǔn)確的秒分以及其他相關(guān)時間數(shù)據(jù)的信息，同時在天數(shù)選擇上，其芯片也能夠借助閏年計算方法，對閏年情況下的時間天數(shù)進(jìn)行調(diào)整和附加，在時間結(jié)構(gòu)顯示方面，通過AM和PM端口指示功能，能夠有效的將時間顯示模塊調(diào)整為24或12小時時間顯示格式。在該模塊中能夠?qū)崿F(xiàn)與stm32單片機的簡單串口通訊，在通訊過程中使用三個通訊接口即可實現(xiàn)其分別是RES端口（該端口主要用于時鐘模塊的復(fù)位）I/O端口（該端口主要用于數(shù)據(jù)的傳輸）SCLK端口（該端口主要用于時鐘的串行輸出和輸入），其中RAM模塊在進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫過程中，其一次所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可達(dá)31個字節(jié)，同時在該芯片運行過程中能夠保持較低的功率能耗，在保存時間和日期信息時僅需消耗的功率為1mW。DS1302和微控制器必須在三個端口上執(zhí)行同步串行通信；RES重置；兩個I/O數(shù)據(jù)線和三個串行SCLK時鐘。DS1302不太準(zhǔn)確，容易受到環(huán)境影響和時鐘故障。DS1302提供記錄數(shù)據(jù)作用；其主要用于記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)點、捕獲記錄功能和同時查看數(shù)據(jù)。該記錄對于分析系統(tǒng)和控制測試的可持續(xù)結(jié)果以及識別異常數(shù)據(jù)的原因非常有用。一方面，須設(shè)置中斷查詢；這也消耗了單片機的資源，并且某些測量和控制系統(tǒng)可能不允許這樣做。設(shè)想在系統(tǒng)中使用DS1302，則完美解決這個棘手的問題。1.5.2DS1302時鐘芯片初始化技巧安裝電池，即使你關(guān)掉電源，它仍然像電腦一樣工作！在這種情況下，如果其備用電池持續(xù)供電；無需再次對其進(jìn)行初始化；也就是說，它將在整個生命周期內(nèi)都不會被供電，并且在此生命周期中只需要初始化一次即可。但是，如果先關(guān)閉微控制器然后再打開電源，則將從頭開始再次執(zhí)行程序。它將執(zhí)行其初始化程序。認(rèn)為不破壞時鐘數(shù)據(jù)就可；當(dāng)微控制器打開時，在疊加控制字之前會先讀取一次時鐘數(shù)據(jù)，然后將其寫回。每小時的數(shù)據(jù)每次都是錯誤的。因此，除非在DS1302臨時存儲RAM中設(shè)置標(biāo)志位，繼續(xù)為備用電池供電，并在每次微控制器打開時初始化標(biāo)志，否則標(biāo)志位不會消失。1.5.3DS1302的管腳圖8DS1302簡略圖各引腳的功能為：1、8分別是系統(tǒng)的主供電接口和后備供電接口，確保了系統(tǒng)在掉電狀態(tài)下依舊能夠正常使用。DS1302由后備電源或是有主電源提供電源的。如果主電源高于后備電源+0.2V，則主電源為DS1302供電。當(dāng)主電源低于后備電源時，DS1302開始由后備電源提供電源的。2和3引腳：能夠提供外部晶體震蕩模塊的連接接口，實現(xiàn)自定義的系統(tǒng)時間精度提升，當(dāng)前系統(tǒng)的外部晶體振蕩器連接頻率未32KHZ。4引腳：是該芯片的接地引腳，通過該引腳能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)模塊和該芯片的共同接地操作。5是該模塊的復(fù)位引腳，作為系統(tǒng)的時鐘模塊，在必要時可以通過對該引腳設(shè)置上拉電平，實現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸。為了能夠?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)的計算機內(nèi)實現(xiàn)移位寄存的效果，需要通過rst端口打開系統(tǒng)的邏輯控制電路，此外通過ST端口可以實現(xiàn)。一個字節(jié)或多個字節(jié)的有效數(shù)據(jù)傳輸。通過對io口的控制以及不同io口，在使用過程中可以實現(xiàn)sclk時鐘的有效控制，并且結(jié)合DS1302實踐工作模塊實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)讀取，并且在8位指示器的控制