Proteus仿真軟件1認(rèn)識(shí)MDK-ARM2調(diào)試STM323基礎(chǔ)實(shí)例4目錄Contents創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例6綜合設(shè)計(jì)實(shí)例5綜合實(shí)例PART055.1基于A/D轉(zhuǎn)換的直流電機(jī)調(diào)速實(shí)例5.2基于DS18B20的溫度測量實(shí)例5.3基于128X64的點(diǎn)陣LCD模塊的指針式時(shí)鐘顯示實(shí)例5.4基于SHT11的遠(yuǎn)程環(huán)境溫濕度測量實(shí)例5.5RLC測量儀設(shè)計(jì)實(shí)例5.6基于NOKIA5510的LCD模塊的時(shí)鐘顯示實(shí)例5.7簡易計(jì)算器應(yīng)用實(shí)例5.8簡易電子琴設(shè)計(jì)實(shí)例5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例5.10溫控風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例5.1基于A/D轉(zhuǎn)換的直流電機(jī)調(diào)速實(shí)例1.實(shí)例要求在STM32F103R6的PA0/AIN0引腳外接一個(gè)可調(diào)電位器。通過改變電位器上的輸出電壓值來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-1(a)所示。圖5-1(a)基于A/D轉(zhuǎn)換的直流電機(jī)調(diào)速實(shí)例電路仿真原理圖U1(STM32F103R6)的PA0/AIN0引腳上外接一個(gè)RV1(1K)可調(diào)電位器，通過STM32F103R6內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器采樣RV1的可變電壓值。U1的PA2和PA3引腳驅(qū)動(dòng)由Q1~Q6和R1~R10構(gòu)成的H橋的直流電機(jī)電路。3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.1基于A/D轉(zhuǎn)換的直流電機(jī)調(diào)速實(shí)例4.實(shí)驗(yàn)總結(jié)本實(shí)例展示了如何利用STM32F103R6的內(nèi)置外設(shè)定時(shí)器TIM2的PWM功能和外設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬量的變化來調(diào)節(jié)PWM占空比，并通過H橋?qū)崿F(xiàn)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。程序設(shè)計(jì)過程主要包括如下內(nèi)容：（1）外設(shè)定時(shí)器TIM2的PWM功能初始化。主要包括：PA2/TIM2_CH3和PA3/TIM2_CH4復(fù)用引腳的配置，定時(shí)器TIM2的PWM功能的PWM周期配置，定時(shí)器TIM2的PWM功能的PWM功能配置。（2）外設(shè)ADC1的初始化。主要包括：PA0/AIN0引腳配置，ADC1的時(shí)鐘、ADC的模式、觸發(fā)方式等配置。（3）主程序通過ADC_GetFlagStatus()函數(shù)檢測ADC1轉(zhuǎn)換的結(jié)果，并對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行分析處理變換為對(duì)應(yīng)的PWM占空比數(shù)值分別通過TIM_SetCompare3和TIM_SetCompare4函數(shù)來改變CH3和CH4通道的PWM占空比。調(diào)節(jié)RV1在中點(diǎn)下方和上方時(shí)對(duì)應(yīng)的PWM輸出波形如圖5-1(b)和圖5-1(c)所示：圖5-1(b)電機(jī)正轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)RV1在中點(diǎn)下方的PWM輸出波形圖圖5-1(c)電機(jī)反轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)RV1在中點(diǎn)上方的PWM輸出波形圖5.1基于A/D轉(zhuǎn)換的直流電機(jī)調(diào)速實(shí)例5.2基于DS18B20的溫度測量實(shí)例1.實(shí)例要求STM32F103R6的PB0引腳外接一個(gè)數(shù)字溫度傳感器DS18B20的DQ引腳，將測量到的溫度值在4位共陰LED數(shù)碼管上顯示。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-2(a)所示。圖5-2(a)基于DS18B20的溫度測量實(shí)例電路仿真原理圖U1（STM32F103R6）的PC3~PC14引腳連接到4位共陰LED數(shù)碼管的A~H筆段引腳和“1234”的位選通段引腳，PB0引腳連接到U2（DS18B20）的DQ引腳上，R3為外接上拉電阻。3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.2基于DS18B20的溫度測量實(shí)例4.實(shí)驗(yàn)總結(jié)本實(shí)例展示了如何利用STM32F103R6讀取DS18B20的數(shù)字溫度傳感器的溫度數(shù)值。根據(jù)DS18B20的數(shù)據(jù)手冊(cè)要求，讀取DS18B20的溫度數(shù)值時(shí)要按以下步驟實(shí)現(xiàn)：（1）向DS18B20發(fā)送復(fù)位時(shí)序，該時(shí)序由Init_DS18B20()函數(shù)實(shí)現(xiàn)；（2）向DS18B20發(fā)送0xCC和0x44命令啟動(dòng)DS18B20測溫開始；（3）經(jīng)過0.1秒到1秒之后；（4）向DS18B20發(fā)送0xCC和0xBE命令讀取DS18B20溫度數(shù)值；向DS18B20寫操作和讀操作時(shí)序必須滿足DS18B20的時(shí)序操作要求，程序中通過WriteOneChar()函數(shù)和ReadOneChar()函數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)DS18B20的寫操作和讀操作。圖5-2(b)為示波器觀察到的DS18B20的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序。圖5-2(b)虛擬示波器觀察到的DS18B20的復(fù)位時(shí)序由于DS18B20對(duì)時(shí)間要求比較高，程序中采用GPIO的寄存器方式模擬DS18B20的時(shí)序，以提高對(duì)DS18B20時(shí)序的要求。圖5-2(d)虛擬示波器觀察到的讀DS18B20操作時(shí)序圖5-2(c)虛擬示波器觀察到的向DS18B20寫字節(jié)0XCC的寫操作時(shí)序5.2基于DS18B20的溫度測量實(shí)例5.3基于128X64的點(diǎn)陣LCD模塊的指針式時(shí)鐘顯示實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6和128X64圖形點(diǎn)陣LCD模塊實(shí)現(xiàn)指針式模擬時(shí)鐘的顯示。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-3(a)所示。圖5-3(a)

基于DS18B20的溫度測量實(shí)例電路仿真原理圖U1（STM32F103R6）的PC0~PC7引腳到LCD1的DB0~7引腳，U1（STM32F103R6）的PC8~PC11引腳分別連接到LCD1的CS1、CS2、DI、R/W和E引腳。按鍵K1~K3分別連接在PA2~PA4引腳。3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.3基于128X64的點(diǎn)陣LCD模塊的指針式時(shí)鐘顯示實(shí)例5.3基于128X64的點(diǎn)陣LCD模塊的指針式時(shí)鐘顯示實(shí)例4.實(shí)驗(yàn)總結(jié)程序中，涉及的關(guān)鍵內(nèi)容如下：（1）時(shí)、分、秒的從中心坐標(biāo)到結(jié)束點(diǎn)坐標(biāo)的定義；（2）使用Bresenham算法的直線函數(shù)的實(shí)現(xiàn)；（3）需要定義一個(gè)顯示模擬時(shí)鐘的背景圖片；（4）在TimeDisp函數(shù)實(shí)現(xiàn)了如何調(diào)用畫直線函數(shù)來顯示模擬時(shí)鐘的時(shí)針、分針和秒針。5.3基于128X64的點(diǎn)陣LCD模塊的指針式時(shí)鐘顯示實(shí)例5.4基于SHT11的遠(yuǎn)程環(huán)境溫濕度測量實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6和SHT11溫濕度傳感器測量環(huán)境溫度和濕度，并通過串口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-4(a)所示。圖5-4(a)基于SHT11的遠(yuǎn)程環(huán)境溫濕度測量實(shí)例電路仿真原理圖U1（STM32F103R6）的PC3~PC11引腳連接到LCD1的D0~D7、RS、E引腳，PA9和PA10用于連接到串口的虛擬終端。U2（SHT11）的SCK和DATA引腳連接到PA1和PA0引腳，電阻R1和R2為上拉電阻。3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.4基于SHT11的遠(yuǎn)程環(huán)境溫濕度測量實(shí)例5.4基于SHT11的遠(yuǎn)程環(huán)境溫濕度測量實(shí)例4.實(shí)例總結(jié)本實(shí)例展示了STM32F103R6如何通過GPIO引腳讀取SHT11溫濕度傳感器的數(shù)字量，并將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度和濕度數(shù)據(jù)在LCD顯示屏上顯示。程序中涉及到的主要內(nèi)容如下：（1）LCD液晶模塊的寫命令、寫數(shù)據(jù)操作的時(shí)序模擬和LCD初始化功能；（2）GPIO引腳模擬IIC時(shí)序；（3）通過s_measure函數(shù)實(shí)現(xiàn)的功能是：向SHT11寫入不同的命令來啟動(dòng)SHT11的測量工作，等待1秒后，讀取SHT11的數(shù)字量；再通過calc_sth10函數(shù)對(duì)測量的數(shù)字量進(jìn)行修正并返回修正后的結(jié)果。（4）配置USART1串口外設(shè)用于將測量的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送虛擬終端。虛擬終端顯示的結(jié)果如圖5-4(b)。圖5-4(b)虛擬終端顯示的溫濕度結(jié)果和SHT11的IIC通信協(xié)議波形圖5.4基于SHT11的遠(yuǎn)程環(huán)境溫濕度測量實(shí)例5.5RLC測量儀設(shè)計(jì)實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6微控制器、555和LC振蕩器設(shè)計(jì)一個(gè)可以測量電阻、電容和電感的儀表。2.硬件電路硬件仿真電路用LC振蕩電路測量電感LX、555構(gòu)成的振蕩電路用于測量電阻RX和CX，如圖5-5(a)~(b)所示。圖5-5(a)LC振蕩電路三極管Q1（2N2222）、電容C5~C6、被測電感LX、電容C7等阻容元件構(gòu)成一個(gè)電容反饋式振蕩電路。通過改變電感LX的數(shù)值可以改變LC振蕩電路的輸出頻率。圖5-5(b)555振蕩電路U2（555）、電阻R1、被測電阻RX和電容C1構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生的矩形波從U2的3腳輸出。U3（555）、電阻R2、R3和被測電容CX構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生的矩形波從U3的3腳輸出。圖5-5(c)RLC測量儀設(shè)計(jì)實(shí)例主控制電路U1（STM32F103R6）的GPIOC端口引腳PC0~PC9分別連接到LCD1的D0~D7、RS和EN引腳，LC振蕩電路的輸出波形輸入到PA7/TIM3_CH2引腳，電阻測量的555振蕩電路的輸出波形輸入到PA1/TIM2_CH2引腳，電容測量的555振蕩電路的輸出波形輸入到PA2/TIM2_CH3引腳。5.5RLC測量儀設(shè)計(jì)實(shí)例3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.5RLC測量儀設(shè)計(jì)實(shí)例4.實(shí)例總結(jié)本實(shí)例展示了如何充分利用STM32F103R6定時(shí)器捕獲功能實(shí)現(xiàn)對(duì)外部多路輸入信號(hào)頻率的測量。實(shí)例中利用定時(shí)器TIM2的TIM2_CH2和TIM2_CH3通道同時(shí)測量外部由555振蕩電路產(chǎn)生的振蕩頻率。定時(shí)器TIM3的TIM3_CH2通道測量外部LC振蕩電路產(chǎn)生的振蕩頻率。

5.5RLC測量儀設(shè)計(jì)實(shí)例5.6基于NOKIA5510的LCD模塊的時(shí)鐘顯示實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6和NOKIA5510圖形LCD模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘，并具有手動(dòng)調(diào)整時(shí)間功能。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-6所示。圖5-6基于NOKIA5510的LCD模塊的時(shí)鐘顯示實(shí)例硬件仿真電路圖U1（STM32F103R6）的PC7~PC11分別連接到LCD1（NOKIA5110）的SCE、RST、D/C、DIN和SCLK引腳，PA2~PA3和PA7~PA9分別連接按鍵K1~K5，電阻R1~R5為上拉電阻。3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.6基于NOKIA5510的LCD模塊的時(shí)鐘顯示實(shí)例4.實(shí)例總結(jié)本實(shí)例展示了如何利用STM32F103R6的GPIO引腳驅(qū)動(dòng)NOKIA5110的圖形點(diǎn)陣LCD模塊顯示。程序涉及的主要內(nèi)容如下：（1）NOKIA5110的驅(qū)動(dòng)。包括串行通信時(shí)序模擬、LCD的初始化。（2）定時(shí)器TIM1產(chǎn)生的1ms的基本定時(shí)中斷，并產(chǎn)生秒時(shí)基用于時(shí)鐘的秒計(jì)數(shù)加1。（3）在圖形LCD模塊上顯示不同字體大小的數(shù)字等。（4）主程序的按鍵識(shí)別。5.6基于NOKIA5510的LCD模塊的時(shí)鐘顯示實(shí)例5.7簡易計(jì)算器應(yīng)用實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6和4X4矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除基本運(yùn)算的計(jì)算器功能。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-7所示。K1~K16組成的4X4矩陣鍵盤的行線和列線分別連接到U1的PB0~PB7引腳上，LCD1的引腳分別連接到U1的PC0~PC9引腳。圖5-7簡易計(jì)算器應(yīng)用實(shí)例硬件仿真電路圖3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.7簡易計(jì)算器應(yīng)用實(shí)例4.實(shí)例總結(jié)本實(shí)例展示了如何利用STM32F103R6微控制器的GPIO端口構(gòu)成的4X4矩陣鍵盤進(jìn)行識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)簡易計(jì)算器的加減乘除基本功能。程序中涉及主要內(nèi)容如下：（1）1602液晶模塊的顯示驅(qū)動(dòng)程序。（2）4X4矩陣鍵盤的按鍵識(shí)別程序。（3）計(jì)算器的基本的加、減、乘、除運(yùn)算和加算功能的程序?qū)崿F(xiàn)方法。（4）除數(shù)的結(jié)果為小數(shù)部分的顯示處理方法的實(shí)現(xiàn)。5.7簡易計(jì)算器應(yīng)用實(shí)例5.8簡易電子琴設(shè)計(jì)實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6和4X4矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)簡易電子琴功能。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-8所示。按鍵K1~K6組成的4X4矩陣鍵盤的行線和列線分別連接到U1的PB0~PB3和PB4~PB7引腳，U1的PA4~PA11引腳驅(qū)動(dòng)4位共陰LED動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的筆段A~G,DP引腳，U1的PA12~PA15分別驅(qū)動(dòng)4位共陰LED動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的位選段1~4引腳。U1的PC0引腳輸出音階方波允驅(qū)動(dòng)SOUNDER發(fā)出聲音。圖5-8簡易電子琴設(shè)計(jì)實(shí)例硬件仿真電路圖3.程序設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：5.8簡易電子琴設(shè)計(jì)實(shí)例

5.8簡易電子琴設(shè)計(jì)實(shí)例5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6設(shè)計(jì)并制作一個(gè)電子密碼鎖。要求具有如下功能：（1）密碼的輸入；（2）密碼的修改；（3）密碼的比較，超過三次不正確則鎖密輸入鍵盤，并給出提示報(bào)警信息；（4）采用LCD顯示。2.硬件電路硬件仿真電路如圖5-9所示。圖5-9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例硬件仿真電路圖3.程序設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)例要求，設(shè)計(jì)的程序如下：（1）LCD.H頭文件LCD.H頭文件中實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)1602液晶引腳的宏定義和相關(guān)函數(shù)聲明。5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例LCD.H頭文件和LCD.C源文件（2）LCD.C源文件LCD.C源文件主要實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)LCD的時(shí)序模擬、字符/字符串顯示和LCD初始化功能。LCD_Write函數(shù)實(shí)現(xiàn)LCD的寫命令和寫數(shù)據(jù)操作時(shí)序模擬；LCD_Write_Char函數(shù)實(shí)現(xiàn)在LCD顯示屏的指定位置處顯示字符；LCD_Write_String函數(shù)實(shí)現(xiàn)在LCD顯示屏的指定位置處開始顯示一串字符；LCD_Init函數(shù)實(shí)現(xiàn)LCD的模式和顯示方式的配置等。5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例KeyBoard4X4.H頭文件和KeyBoard4X4.C源文件（1）KeyBoard4X4.H頭文件KeyBoard4X4.H頭文件中宏定義了4X4矩陣鍵盤的行線和列線的GPIO引腳動(dòng)態(tài)配置輸入輸出方向以及相關(guān)函數(shù)聲明。5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例（2）KeyBoard4X4.c源文件KeyBoard4X4_Scan函數(shù)實(shí)現(xiàn)4X4矩陣鍵盤的按鍵識(shí)別功能，識(shí)別原理采用行列反轉(zhuǎn)法。5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例M24C02.H頭文件和M24C02.C源文件（1）M24C022.H頭文件AT24C02.H頭文件實(shí)現(xiàn)SCL和SDA引腳的宏定義以及相關(guān)函數(shù)的聲明。5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例（2）M24C02.C源文件AT24C02.C源程序?qū)崿F(xiàn)通過GPIO引腳模擬IIC協(xié)議的功能。IIC_Start函數(shù)實(shí)現(xiàn)IIC協(xié)議的啟動(dòng)信號(hào)模擬；IIC_Stop函數(shù)實(shí)現(xiàn)IIC協(xié)議的停止信號(hào)模擬；IIC_WriteACK函數(shù)實(shí)現(xiàn)向從機(jī)寫ACK信號(hào)；IIC_ACK函數(shù)實(shí)現(xiàn)讀取從機(jī)的ACK信號(hào)；IIC_Wite函數(shù)向?qū)憯?shù)據(jù)到從機(jī)；IIC_Read函數(shù)實(shí)現(xiàn)讀取從機(jī)的數(shù)據(jù)。AT24C02_Write函數(shù)實(shí)現(xiàn)向AT24C02的指定存儲(chǔ)單元寫入指定數(shù)據(jù)；AT24C02_Read函數(shù)實(shí)現(xiàn)從AT24C02的指定存儲(chǔ)單元讀取數(shù)據(jù)。AT24C02_MutiWrite函數(shù)實(shí)現(xiàn)向AT24C02的指定存儲(chǔ)單元開始寫入指定長度的多字節(jié)數(shù)據(jù)；AT24C02_MutiRead函數(shù)實(shí)現(xiàn)從AT24C02的指定存儲(chǔ)單元開始讀取指定長度的多字節(jié)數(shù)據(jù)。5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例main.c源文件的主要函數(shù)功能介紹如下：InputMiMa函數(shù)通過調(diào)用KeyBoard4X4_Scan函數(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字鍵和功能鍵的輸入，當(dāng)前若是數(shù)字鍵則將輸入的數(shù)字存儲(chǔ)到mima數(shù)組中，若是退格鍵則將從mima數(shù)組中刪除最新輸入的數(shù)字，若是確認(rèn)鍵則返回輸入完成狀態(tài)信息。MiMaComp函數(shù)實(shí)現(xiàn)輸入的密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，并給出結(jié)果是否一致的狀態(tài)信息。在while(1)無限循環(huán)體中，調(diào)用KeyBoard4X4_Scan函數(shù)來識(shí)別當(dāng)前操作狀態(tài)，若是密碼輸入狀態(tài)則等待輸入密碼，并與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較給出是否開鎖信息；若是修改密碼狀態(tài)則要給出提示信息輸入新密碼和再次輸入新密碼兩次比較正確之后才覆蓋原密碼信息，若是關(guān)鎖狀態(tài)則直接控制上鎖操作。main.c源文件5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例4.實(shí)例總結(jié)本實(shí)例在硬件上應(yīng)用了4X4矩陣鍵盤、M24C02串行存儲(chǔ)器、蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)；在軟件上對(duì)應(yīng)著4X4矩陣鍵盤的按鍵識(shí)別、IIC協(xié)議的串行存儲(chǔ)器的訪問和驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)生的編程。5.9LCD顯示的電子密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)例5.10溫控風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例1.實(shí)例要求利用STM32F103R6微控制器、數(shù)字溫度傳感器DS18B20、直流電機(jī)和按鍵實(shí)現(xiàn)溫度控制的風(fēng)扇系統(tǒng)。要求具有如下功能：（1）具有3檔調(diào)速；（2）可設(shè)置溫度的上下限；上限最大值為60℃，下限最小值為10℃（3）可自動(dòng)調(diào)速和手