基于單片機(jī)的某電腦鑰匙的硬件和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u1364基于單片機(jī)的某電腦鑰匙的硬件和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 1257101.電腦鑰匙的硬件電路設(shè)計(jì) 1133621.1CPU系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1105211.1.1系統(tǒng)時(shí)鐘電路 2234181.1.2電源電路 361541.1.3復(fù)位電路 447261.1.4存儲(chǔ)電路 5208111.2人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì) 638871.3語(yǔ)音系統(tǒng)設(shè)計(jì) 862171.4電池充放電管理系統(tǒng) 10242831.4.1鋰離子電池保護(hù)電路 1199681.4.2鋰電池充放電管理電路 12304651.4.3鋰離子電池狀態(tài)檢測(cè)電路 13232501.5鎖具控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1432021.5.1常見(jiàn)箱柜與五防鎖具 1452431.5.2鎖具控制電路 17184691.6本章小結(jié) 1887912.電腦鑰匙軟件設(shè)計(jì) 19277442.1STM32平臺(tái)開發(fā)環(huán)境 1971282.2軟件分析與設(shè)計(jì) 20241692.3與微機(jī)防誤系統(tǒng)上位機(jī)的通信 22303972.4本章小結(jié) 23217213.電腦鑰匙功能調(diào)試及測(cè)試 24122043.1電腦鑰匙界面 24164903.2電腦鑰匙執(zhí)行操作票 25267493.3電腦鑰匙開鎖控制 26電腦鑰匙的硬件電路設(shè)計(jì)CPU系統(tǒng)設(shè)計(jì)STM32F103C8T6是一款的32位的雙核微處理器，以舊的armcortex-m3為外部工作核心（arm公司將arm11以后更多地將它改用了新的cortex-m3來(lái)為其命名，并將其類別分成了核心a、r和a和m三類，M系列有M0、M0+、M3、M4、M7)，采用LQFP48封裝，由意法半導(dǎo)體公司（ST）推出，屬于STM32系列（ST公司還有SPC5X系列微控制器）。其中程序存儲(chǔ)器flash容量分別是64kb(64kx8bit),ram容量分別是20kb(20kx8bit),2個(gè)12bitadc合計(jì)12路通道（外部通道只有pa0到pa7、pb0到pb1，并不是18路通道）,37個(gè)外部通用i/o口（pa0-pa15、pb0-pb15、pc13-pc15、pd0-pd1),4個(gè)16bit的定時(shí)器（tim1（高級(jí)控制定時(shí)器，帶有死區(qū)插入，常被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)pwm控制電機(jī)）,tim2、tim3、tim4),2*iic,2*spi,3*usart,1*can，在2v~3.6v內(nèi)正常運(yùn)行，工作環(huán)境溫度范圍為－40°c~85°c，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘為8MHz，最高可到72MHz（一般是由8MHz的外部時(shí)鐘經(jīng)鎖相環(huán)9倍頻到72MHz)。STM32F103C8T6管腳圖如圖3-1所示。圖3-1STM32F103C8T6管腳圖單片機(jī)STM32F103C8T6外圍電路構(gòu)成的最小系統(tǒng)，保證核心處理器穩(wěn)定運(yùn)行的最簡(jiǎn)功能配置。其組成部分有：系統(tǒng)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、外接電源電路、存儲(chǔ)擴(kuò)展電路。系統(tǒng)時(shí)鐘電路系統(tǒng)時(shí)鐘是整個(gè)電腦鑰匙系統(tǒng)的基礎(chǔ)時(shí)鐘。系統(tǒng)時(shí)鐘不僅僅能夠同步各個(gè)外設(shè)的正常運(yùn)行，還決定CPU、內(nèi)存等硬件工作頻率。本文采用主振蕩器作為基礎(chǔ)時(shí)鐘源，標(biāo)準(zhǔn)晶振8.000MHz滿足芯片正常工作的需要；電腦鑰匙關(guān)機(jī)狀態(tài)下，需要使用32.768KHz的時(shí)鐘頻率。系統(tǒng)時(shí)鐘電路原理圖如圖3-2所示。圖3-2系統(tǒng)時(shí)鐘電路圖電源電路STM32F103C8T6為2V~3.6V，常見(jiàn)的USB輸入電壓為5V，由低壓差線性穩(wěn)壓器LM2940T-5將5V轉(zhuǎn)換為3.3V，為單片機(jī)供電。電源電路原理圖如圖3-3所示。圖3-3電源電路圖復(fù)位電路主控制芯片stm32f103c8t6是一個(gè)低電平的復(fù)位（由NRST控制）。有很多方法可以重置系統(tǒng)。常用的復(fù)位模式主要有硬件按鍵復(fù)位、軟件按鍵復(fù)位、看門狗計(jì)數(shù)終止復(fù)位等，本文通過(guò)采用硬件按鍵復(fù)位實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的復(fù)位。其中，電容器c7的功能主要是為了消除鍵盤的抖動(dòng)，防止鍵剛接觸/釋放時(shí)的高壓電平抖動(dòng)而引起的誤操作（鍵盤閉合/釋放接觸時(shí)的反應(yīng)過(guò)程通常會(huì)產(chǎn)生大約10ms的高壓電平抖動(dòng)，這足以在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)各個(gè)主控制單元芯片的i/o控制執(zhí)行多次復(fù)位的動(dòng)作）。由于電容器的電壓并不會(huì)突然發(fā)生變化，所以采用電容濾波器防止抖動(dòng)復(fù)位故障。復(fù)位電路圖如圖3-4所示。圖3-4復(fù)位電路圖存儲(chǔ)電路電腦鑰匙的存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅需要存儲(chǔ)防誤主機(jī)下發(fā)的操作票，而且還要?jiǎng)討B(tài)地生成操作票回傳信息?？紤]到內(nèi)部的容量有限，為了最大限度地減小內(nèi)部開銷，提高主控芯片的操作穩(wěn)定性，本文采用外擴(kuò)存儲(chǔ)器的方式為系統(tǒng)增大存儲(chǔ)空間。32Mb串列式閃存W25X32作為系統(tǒng)主存儲(chǔ)器，其容量能夠滿足電腦鑰匙的存儲(chǔ)需要。圖所示外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路，該芯片支持標(biāo)準(zhǔn)的接口：串行時(shí)鐘，片選信號(hào)，串行數(shù)據(jù)輸入/輸出和串行數(shù)據(jù)輸出。存儲(chǔ)擴(kuò)展電路原理圖如圖3-5所示。圖3-5存儲(chǔ)擴(kuò)展電路人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)為輔助電腦鑰匙操作，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)潔、友好直觀的人機(jī)交互環(huán)境，包括液晶顯示界面和按鍵電路。本文選用了液晶顯示屏LM9033A構(gòu)成液晶顯示電路，它屬于128*96點(diǎn)陣顯示，內(nèi)置升壓電路可選擇、供電，支持藍(lán)底白字顯示漢字和圖像。液晶屏LM9033A支持SPI(SerialPeripheralInterface）通信協(xié)議，包括了：使能控制信號(hào)、數(shù)據(jù)處理信號(hào)、串口輸入輸出，串行時(shí)鐘。LM9033A液晶顯示屏提供了一個(gè)獨(dú)立的管腳，實(shí)現(xiàn)的背光控制。液晶顯示電路原理圖如圖3-6所示。圖3-6液晶顯示電路圖根據(jù)電腦鑰匙的操作要求，按鍵系統(tǒng)設(shè)置了七個(gè)功能鍵：上、下、左、右方向鍵，返回鍵，確定鍵，開鎖操作鍵。這些按鍵與單片機(jī)STM32F103C8T6連接，系統(tǒng)采用中斷響應(yīng)方式查詢是否有按鍵操作（低電平有效）。當(dāng)按鍵按下，根據(jù)按鍵的來(lái)源不同執(zhí)行相應(yīng)的操作，從而實(shí)現(xiàn)電腦鑰匙的頁(yè)面選擇、菜單操作等功能。按鍵電路的原理框圖如下文的圖3-7所示。圖3-7按鍵電路圖語(yǔ)音系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的硬件主要有兩種方式，一種是采用分立器件（普通模擬電路），另一種是采用專用語(yǔ)音芯片（集成電路）。模擬電路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，可靠性低。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，它是由語(yǔ)音芯片組成的[21]。ISD公司自主研發(fā)生產(chǎn)的一款語(yǔ)音處理器芯片ISD1820因其具有優(yōu)越的工作特點(diǎn)性能與語(yǔ)音聲道的高質(zhì)量而備受專業(yè)設(shè)計(jì)師與用戶的喜愛(ài)。其中電壓范圍為3~5v，可簡(jiǎn)單控制單段錄音和播放。內(nèi)置麥克風(fēng)放大直通功能可用作揚(yáng)聲器模塊。isd1820通過(guò)邊緣/電平觸發(fā)器進(jìn)行播放。內(nèi)置8歐姆喇叭作為驅(qū)動(dòng)器的放大控制電路，可直接用來(lái)驅(qū)動(dòng)8歐姆0.5w小喇叭。該芯片不僅僅是簡(jiǎn)單地需要一個(gè)單片機(jī)的參加就已經(jīng)可以完成記錄回放的功能，還有一個(gè)芯片可以通過(guò)外部的振蕩電阻來(lái)調(diào)節(jié)采樣頻率和記錄回放的時(shí)間。錄音的時(shí)間可通過(guò)外部的電阻來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)8~20秒的視頻錄制和回放。輸入的時(shí)間越短，音質(zhì)也就越好。輸入的時(shí)間越長(zhǎng)，音質(zhì)就會(huì)變得越差。芯片ISD1820通過(guò)I/O口和CPU系統(tǒng)連接。芯片共有14個(gè)管腳，管腳圖如圖3-8所示。圖3-8ISD1820引腳及封裝圖ISD1820主要管腳功能如下；（1）REC管腳：控制錄音，只要接入高電平就能錄音；（2）PLAYE管腳：邊沿觸發(fā)放音。此管腳出現(xiàn)上升沿時(shí)，芯片開始放音，直至語(yǔ)音片段結(jié)束；（3）PLAYL音頻管腳：通過(guò)音頻電平轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行觸發(fā)的音頻放音。此端從高或低電平轉(zhuǎn)換成高或低電平時(shí)，芯片就應(yīng)該會(huì)自動(dòng)開始暫停進(jìn)行連續(xù)放音；但是當(dāng)此端播放時(shí)如果此端回到了一個(gè)低電平，則在這個(gè)芯片上就會(huì)暫停進(jìn)行放音。由于這種電腦鑰匙同時(shí)具有便攜式和小型化的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)中主要采用ISD1820芯片組合來(lái)構(gòu)成一個(gè)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)，具體的軟硬件工作原理框圖設(shè)計(jì)如下文的圖3-9所示。圖3-9語(yǔ)音播報(bào)電路圖語(yǔ)音控制系統(tǒng)外掛存儲(chǔ)電腦鑰匙的語(yǔ)音信息，結(jié)合到電腦鑰匙的具體操作和相關(guān)語(yǔ)音信息，加載的具體語(yǔ)音信息及對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)的語(yǔ)音硬件地址見(jiàn)表3-1。例如，語(yǔ)音地址00H對(duì)應(yīng)語(yǔ)音文件內(nèi)容表示播放的第0段語(yǔ)音，其語(yǔ)音內(nèi)容為電腦鑰匙開機(jī)提示。作為設(shè)備防誤操作中的引導(dǎo)性操作組成部分，語(yǔ)音系統(tǒng)更加強(qiáng)大地為了工作人員及時(shí)提供對(duì)操作的指導(dǎo)性服務(wù)：當(dāng)使用計(jì)算機(jī)鑰匙對(duì)設(shè)備鎖具進(jìn)行辨認(rèn)和識(shí)別時(shí)，程序一旦確認(rèn)鎖具正確，就會(huì)自動(dòng)啟用語(yǔ)音控制程序并對(duì)其調(diào)用相應(yīng)的語(yǔ)音地址01H，揚(yáng)聲器就會(huì)發(fā)出"位置正確請(qǐng)開鎖"的信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音提示；如果判斷鎖具位置錯(cuò)誤，語(yǔ)音控制芯片將轉(zhuǎn)入到地址02H，揚(yáng)聲器將輸出一個(gè)語(yǔ)音"位置錯(cuò)誤請(qǐng)檢查"。表3-1語(yǔ)音信息表語(yǔ)音信息表語(yǔ)音地址語(yǔ)音文件內(nèi)容00H電腦鑰匙開機(jī)提示01H位置正確請(qǐng)開鎖02H位置錯(cuò)誤請(qǐng)檢查03H操作結(jié)束準(zhǔn)備回傳04H接收正確05H接收錯(cuò)誤06H請(qǐng)將設(shè)備操作到合位07H請(qǐng)將設(shè)備操作到分位08H設(shè)備已到合位09H設(shè)備已到分位10H請(qǐng)檢查設(shè)備確在合位11H請(qǐng)檢查設(shè)備確在分位12H鎖號(hào)正確...備用電池充放電管理系統(tǒng)執(zhí)行操作票時(shí)，通常需要拿著電腦鑰匙去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行倒閘開鎖操作。這時(shí)，一般需要使用鋰離子電池給電腦鑰匙供電。所以對(duì)電腦鑰匙內(nèi)鋰離子電池的充放電過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的管理[22]。鋰離子電池保護(hù)電路鋰離子電池的充放電必須要設(shè)計(jì)良好的充放電保護(hù)電路，確保這種電路在被廣泛應(yīng)用的過(guò)程中具備很好的容錯(cuò)性和保護(hù)能力，很多時(shí)候情況下，如果沒(méi)有一個(gè)保護(hù)電路，就很可能會(huì)因?yàn)槌浞烹姷倪^(guò)程中對(duì)電池造成嚴(yán)重?fù)p壞，因此，設(shè)計(jì)一種電池的保護(hù)電路必不可少，本文通過(guò)RT9545芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，電路原理圖如圖3-10所示。圖3-10電池保護(hù)電路圖用于電池電源保護(hù)的控制電路實(shí)際上就可以相當(dāng)于一個(gè)施密特觸發(fā)器，在其中對(duì)于電源輸入輸出電壓的變化負(fù)向電流遞減和正向電壓遞增兩種不同的電壓變化響應(yīng)方向都可以具有不同的干擾閾值以及輸出輸入電壓，從而也就可以直接使得其電路產(chǎn)生較強(qiáng)的電源抵抗性和干擾性。工作時(shí)我們需要分別進(jìn)行設(shè)置設(shè)定充電整流電壓值的閾值和設(shè)置放電整流電壓值的閾值，兩個(gè)位于功率場(chǎng)的電效應(yīng)器的晶體管電壓Q1和電流Q2分別可以作為過(guò)電閾和極值檢測(cè)控制器的開關(guān)，同時(shí)又是對(duì)過(guò)電流量信號(hào)進(jìn)行閾值檢測(cè)的重要元件。例如，當(dāng)額定充電器的電壓不應(yīng)高于開關(guān)閥值額定電壓因而即使當(dāng)VDD過(guò)大時(shí)，芯片內(nèi)部的電壓比較放大器VD1輸出為高的低電平，VD4輸出相應(yīng)為低的高電平最終就會(huì)導(dǎo)致開關(guān)的輸出為低，開關(guān)Q2截止，防止填充電池被用作人工或過(guò)量填充；額定放電閥的額定電壓不應(yīng)小于額定放電電壓閾值的額定電壓因而即使當(dāng)VDD較小時(shí)，VD2輸出低電平，VD輸出低電平最終導(dǎo)致DOUT為低，開關(guān)Q1截止；當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流時(shí)，芯片RT9545內(nèi)部短路電路檢測(cè)模塊將會(huì)拉低VDD電平使得COUT為低，此時(shí)開關(guān)Q2截止，起到過(guò)流保護(hù)作用。鋰電池充放電管理電路芯片BQ24230是具有動(dòng)態(tài)電源管理和過(guò)壓保護(hù)的USB友好型0.5A鋰離子電池充電器，可以選擇最大100毫安和500毫安。輸入電流最大限值為100毫安，符合USB-IF標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)輸入動(dòng)態(tài)電源管理（VIN-DPM）保護(hù)USB電源免受沖擊。帶過(guò)壓保護(hù)的輸入額定值為28V。DPPM功能可以集成為獨(dú)立的供電和單機(jī)自動(dòng)充電，并且可以支持高達(dá)500毫安的充電電流和輸入的電流監(jiān)控輸出（ISET)。普通適配器的可編程輸入電流極限高達(dá)500毫安，具有快速可編程輸出預(yù)充電及快速可編程充電安全定時(shí)器等功能，提供逆向電流、短路保護(hù)及加熱保護(hù)。NTC熱敏電阻的輸入能夠?qū)崿F(xiàn)在充放電過(guò)程中的高溫防護(hù)，特殊啟動(dòng)次序可以限制波形中的浪涌電流。良好的供電源及狀態(tài)指示燈，顯示充電工作已經(jīng)完成。芯片BQ24230構(gòu)成的電池充放電管理電路圖如圖3-11所示。圖3-11鋰電池充放電管理電路圖鋰離子電池狀態(tài)檢測(cè)電路為了大大提高蓄電池的利用率及全面準(zhǔn)確掌握蓄電池的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，要實(shí)時(shí)監(jiān)視和檢查電池的工作電壓、剩余功耗、估計(jì)供電時(shí)間、溫度等各種信號(hào)，根據(jù)這些類別來(lái)決定其控制策略，從而大大提高蓄電池系統(tǒng)正常運(yùn)行的可靠性。通常，在電池的放電處理過(guò)程中，電池的輸出電壓和其剩余容量、工作時(shí)間之間都不是一個(gè)線性的關(guān)系，所以我們不能簡(jiǎn)單地采用電壓取樣、函數(shù)來(lái)計(jì)算其剩余容量。本文電池狀態(tài)檢測(cè)通過(guò)BQ27410芯片實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的電路圖如圖3-12所示。圖3-12電池狀態(tài)采集電路圖BQ27410是一種具有直接與電池連接的功能系統(tǒng)端電量監(jiān)測(cè)計(jì)，適用于鋰離子電池的應(yīng)用。其中參考建模的電池充放電曲線能夠準(zhǔn)確地報(bào)告充放電狀態(tài)，可根據(jù)老化的電池、溫度/速率下的電池老化、電池的自放電和溫度/速率等變化來(lái)自動(dòng)調(diào)整。具有低值傳感電阻器（5m?或20m?），可配合嵌入式或可拆卸電池組工作。芯片內(nèi)部含有LDO，使器件能直接通過(guò)電池組供電。鎖具控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)常見(jiàn)箱柜與五防鎖具變電站內(nèi)常見(jiàn)且需要上鎖的箱柜如下：端子箱：一種轉(zhuǎn)接施工線路的接線裝置，為敷設(shè)電纜、布線和查線提供方便。端子箱實(shí)物圖如圖3-13所示。圖3-13端子箱實(shí)物圖機(jī)構(gòu)箱：一次裝置的一個(gè)組成部分，是一次裝置存放斷路器和隔離開關(guān)等各種機(jī)械傳動(dòng)元素的箱體用來(lái)保護(hù)操作機(jī)構(gòu)避免日曬雨淋，一般放在室外，對(duì)抵抗沖擊和粉塵及水侵入的防護(hù)等級(jí)較高。其實(shí)物圖如圖3-14所示。圖3-14機(jī)構(gòu)箱實(shí)物圖保護(hù)屏柜：保護(hù)屏柜主要用來(lái)存放變電站里的二次保護(hù)設(shè)備和通信設(shè)備，一般放在室內(nèi)，對(duì)抵抗沖擊和粉塵及水侵入的防護(hù)等級(jí)要求不高。保護(hù)屏柜實(shí)物圖如圖3-15所示。圖3-15保護(hù)屏柜實(shí)物圖五防鎖有很多種。所有鎖具均配備RFID射頻識(shí)別標(biāo)簽（全球唯一編碼）。碼片的碼值就是鎖的身份，可以通過(guò)電腦鑰匙來(lái)識(shí)別。掛鎖：主要用于直接或通過(guò)附件鎖定各種手動(dòng)設(shè)備。適用于各種類型移動(dòng)設(shè)備機(jī)械的日常操作保護(hù)部件，例如空氣隔離器和開關(guān)，臨時(shí)用的接地線，接地板和刀閘，網(wǎng)門。掛鎖實(shí)物圖如圖3-16所示。圖3-16掛鎖實(shí)物圖平面鎖：可自由地安裝在殼體的前凹處，底座端用十字?jǐn)鄻休S鉸接到鎖軸的前端手柄；以及一種帶有驅(qū)動(dòng)樞軸彈簧的手柄，其位置設(shè)置在鎖軸和手柄之間，以樞軸為驅(qū)動(dòng)中心，以突出方向旋轉(zhuǎn)的手柄；與手柄前端帶扣軸承部分和手柄扣爪軸承部分相連接或扣動(dòng)脫離的鎖定軸承部分，與手柄前端相連接或分開；所述鎖的手柄體是位于機(jī)械殼體的另外兩個(gè)端，所述的鎖的手柄體就是彈簧，用來(lái)將彈簧向前壓到機(jī)械手柄方向上的鎖的手柄體；并且，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于鎖定位置時(shí)，可將鎖總成推入鎖體與鎖體之間的差方向，但轉(zhuǎn)子處于鎖定位置時(shí)不能推入轉(zhuǎn)子，并且設(shè)置操作部件。當(dāng)被推時(shí)，操作部分驅(qū)動(dòng)鎖閂體向鎖爪扣和手柄的扣軸承部分的方向后退；鎖組件位于殼體的另一端，并將鎖總成滑動(dòng)到殼體前部并反彈回彈簧。常用于保護(hù)屏柜的閉鎖。平面機(jī)柜鎖實(shí)物圖及開鎖示意圖分別如圖3-17a、3-17b所示。圖3-17a平面機(jī)柜實(shí)物圖圖3-17b平面鎖開鎖示意圖鎖具控制電路開鎖電路是電腦鑰匙中最主要的控制電路，幵鎖的成功與否直接決定著供電設(shè)備的具體操作。電腦鑰匙釆用機(jī)械幵鎖方式，開鎖繼電器控制系統(tǒng)的外掛機(jī)械鑰匙。主控芯片判斷開鎖條釆用給出開鎖信號(hào)引起繼電器動(dòng)作，從而完成機(jī)械開鎖操作，最終實(shí)現(xiàn)一把電腦鑰匙解鎖全站閉鎖設(shè)備。繼電器的觸發(fā)信號(hào)必須需要一定的驅(qū)動(dòng)能力，這樣才能保證繼電器的正常通斷切換。由于智能電腦鑰匙主控控制芯片的每個(gè)I/O管理引腳最大驅(qū)動(dòng)電流為8毫安，其最大驅(qū)動(dòng)出的電流有限并且不夠大，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該大大地考慮提高對(duì)每個(gè)觸發(fā)控制信號(hào)的最大驅(qū)動(dòng)性。芯片TPS60110是一款低噪聲電壓變換器，穩(wěn)定提供5V±4%的輸出電壓和最大的電流，能夠方便地應(yīng)用于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換特殊的電流控制電路能夠減少啟動(dòng)電流，降低單片機(jī)的功耗。芯片MAX662ACSA也可以說(shuō)是一款高頻電壓轉(zhuǎn)換器，它可以把輸入5V電壓提高到12V±5%，輸出的電流可以達(dá)到30毫安。本文先用芯片TPS60110將單片機(jī)的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為恒定的5V/300mA，再通過(guò)MAX662ACSA芯片輸出能夠驅(qū)動(dòng)繼電器的12V的開鎖信號(hào)。電腦鑰匙的鎖具控制電路原理圖如圖3-19所示。圖3-19鎖具控制電路圖本章小結(jié)本章詳細(xì)闡述了電腦鑰匙各個(gè)功能單元的需求分析及硬件選型，設(shè)計(jì)了各個(gè)系統(tǒng)的硬件電路并給出了相應(yīng)的電路原理圖。電腦鑰匙軟件設(shè)計(jì)STM32平臺(tái)開發(fā)環(huán)境平臺(tái)化技術(shù)是嵌入式開發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)，開發(fā)平臺(tái)的硬件接口為系統(tǒng)的功能擴(kuò)展提供可能，平臺(tái)化軟件的應(yīng)用類開發(fā)大幅提高了開發(fā)效率。STM32開放開發(fā)環(huán)境（STM32ODE）基于STM3232位微控制器系列，通過(guò)擴(kuò)展板連接可與其他最先進(jìn)的意法半導(dǎo)體元件結(jié)合，為開發(fā)創(chuàng)新的設(shè)備和應(yīng)用提供開放、靈活、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方法。它能夠使用先進(jìn)的元件快速建立原型，并快速轉(zhuǎn)換為最終設(shè)計(jì)。STM32ODE包括下述五個(gè)單元：(1)STM32Nucleo開發(fā)板。適用范圍寬、價(jià)格實(shí)惠的軟件開發(fā)板，適用于所有STM32微控制器產(chǎn)品系列，具備無(wú)限的統(tǒng)一和可擴(kuò)展性，并且具備完全集成化的調(diào)試器/程序語(yǔ)言。(2)STM32nucleo擴(kuò)展模塊。這種板塊具有了一個(gè)更多的功能，并且可以根據(jù)自己的需要，增加各種傳感器、控制器、連接器、供電、音頻或者其他各種功能。此擴(kuò)展板已經(jīng)安裝和插入STM32nucleo開發(fā)板之上。較為復(fù)雜的功能則是通過(guò)堆放更多擴(kuò)展板而實(shí)現(xiàn)(3）使用STM32cube軟件。它是能夠快速、方便地在STM32上進(jìn)行自主研制開發(fā)的一套完整的免費(fèi)工具和嵌入式軟件模塊，其中包括硬件抽象層、中間件和STM32cubemx基于PC的配置器和源代碼產(chǎn)生器。(4)STM32ube擴(kuò)展管理器。擴(kuò)展軟件是一個(gè)為STM32nucleus的擴(kuò)展板，免費(fèi)使用和提供，與STM32ube的軟件框架完全相兼容。(5)STM32ODE功能包。功能案例集合包含一些最常見(jiàn)的應(yīng)用樣例，這些案例均利用STM32N開發(fā)leo開發(fā)板和擴(kuò)展板、STM32Cube軟件和擴(kuò)展的模塊化和互操作性構(gòu)建。STM32開放式的應(yīng)用軟件開發(fā)工作環(huán)境軟件可以同時(shí)運(yùn)行兼容許多種的ide，其中主要包括keiarewarm、keilmdk、mbed和基于gcgcc的開發(fā)環(huán)境。軟件分析與設(shè)計(jì)電腦鑰匙軟件設(shè)計(jì)主要包括：初始化系統(tǒng)、電腦鑰匙的開鎖控制、操作票的執(zhí)行等等。STM32F103C8T6芯片采用中斷響應(yīng)方式控制外圍各個(gè)功能模塊，通過(guò)按鍵進(jìn)行各項(xiàng)操作的選擇和執(zhí)行。SprStep(）函數(shù)完成了具體的工作票執(zhí)行功能，它主要涉及到了下列幾個(gè)功能函數(shù)：Read_Step()：初始化變量StepCnt，根據(jù)StepCnt數(shù)據(jù)讀取外部FLASH具體地址的數(shù)據(jù)。ShowStepch()：將Read_Step(）讀取的數(shù)據(jù)解析為具體操作步驟信息，上位機(jī)下發(fā)的操作票中包含了80個(gè)字符的提示內(nèi)容，ShowStepch(）函數(shù)借助LCD液晶屏顯示該提示內(nèi)容。LockNumRight()：操作票的操作有提示性操作和開鎖操作，具有判斷操作性質(zhì)并利用識(shí)別鎖號(hào)的功能。Open_5V()：該函數(shù)為繼電器提供電壓，實(shí)現(xiàn)電腦鑰匙的開鎖功能。在每完成一個(gè)步驟的操作后，都會(huì)自加直至執(zhí)行完該操作票，而且程序會(huì)自動(dòng)設(shè)定中對(duì)應(yīng)設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)編碼，為上傳該設(shè)備狀態(tài)做準(zhǔn)備。操作票執(zhí)行流程圖如圖4-1所示。圖4-1操作票執(zhí)行流程圖與微機(jī)防誤系統(tǒng)上位機(jī)的通信在防誤系統(tǒng)“常用操作”下點(diǎn)擊“通訊配置”按鍵，彈出“客戶端選擇”窗口，如圖4-2所示。圖4-2客戶端選擇勾選需要配置的客戶端，然后點(diǎn)擊確認(rèn)，進(jìn)入該客戶端“通道配置”界面，如圖4-3所示。圖4-3通道配置配置新的通訊通道需要點(diǎn)擊防誤系統(tǒng)內(nèi)“添加通道”。在左邊的“通道名稱”中可以調(diào)整通道的簡(jiǎn)稱，在“規(guī)約名稱”的下拉框中選擇規(guī)約，如圖4-4所示。圖4-4規(guī)約選擇選定規(guī)約后，點(diǎn)擊按鍵，對(duì)規(guī)約進(jìn)行配