三、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計（一）單片機(jī)及最小系統(tǒng)STM32單片機(jī)處理器是一種能夠進(jìn)行實(shí)時跟蹤信息的控制系統(tǒng)，這個芯片控制系統(tǒng)主要是在滿足設(shè)計者的需求下不斷加大對各項功能的設(shè)計，尤其是對接口的設(shè)計，和各種電路的銜接，都進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研發(fā)，使得整個系統(tǒng)的運(yùn)行比較方便快捷，并且在很多領(lǐng)域都被廣泛的應(yīng)用。整個系統(tǒng)的電路也是比較簡單的，并沒有那么復(fù)雜的設(shè)計，融合很多細(xì)節(jié)點(diǎn)，才形成了單片機(jī)處理系統(tǒng)。STM32F103C8T6單片機(jī)核心板接口電路圖如圖3.1所示。圖3.1STM32單片機(jī)核心板接口原理圖STM32單片機(jī)實(shí)物圖如下圖3.2所示。圖3.2STM32單片機(jī)核心板實(shí)物圖一般來說STM32單片機(jī)復(fù)位電路電路圖如下圖3.3所示。圖3.3復(fù)位電路電路圖本設(shè)計中復(fù)位電路與單片機(jī)的NRST相連接，負(fù)責(zé)單片機(jī)的復(fù)位工作。本設(shè)計中復(fù)位電路的供電電壓為3.3V。當(dāng)給復(fù)位電路3.3V電壓時，整個電容開始進(jìn)行通電，整個時候電阻R1電壓開始通過，在電壓的驅(qū)動下，促使單片機(jī)連接。當(dāng)電容在電壓的作用下達(dá)到電壓最大值，通過的電流就變成0A，這個時候的電壓也會變成0V，單片機(jī)開啟工作模式。當(dāng)整個單片機(jī)開始進(jìn)行工作的時候，將開關(guān)打下，使得電容將電釋放出來，當(dāng)電阻上有電壓通過的時候，單片機(jī)就會復(fù)位。這個時候再松開開關(guān)，整個電容又處于充電模式，進(jìn)而單片機(jī)又開啟工作模式。如圖3.4圖3.4晶振電路電路圖（二）LCD1602液晶顯示模塊LD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的兩種LCD,16引腳比14引腳多出來的2條線是背光電源線。實(shí)物圖如下圖3.5圖3.5液晶顯示器實(shí)物圖一般該顯示模塊主要分為兩種類型一種背光一種不背光，正常情況下背光的設(shè)計比較厚，但是功能上沒有什么差別，只是個人需求不同而已。LCD1602引腳說明表格3.1如下：表3.1LCD1062引腳說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1V電源地9D2數(shù)據(jù)口2Vdd電源正極10D3數(shù)據(jù)口3VO液晶顯示對比度調(diào)節(jié)端11D4數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5數(shù)據(jù)口5R/W讀寫選擇端（H/L）13D6數(shù)據(jù)口6E使能信號14D7數(shù)據(jù)口7D0數(shù)據(jù)口15BLA背光電源正極8D1數(shù)據(jù)口16BLK背光電源負(fù)極液晶引腳與單片機(jī)連接：圖3.7液晶引腳與單片機(jī)連接（三）按鍵電路設(shè)計按鍵的類型是多種多樣，有些按鍵需要重重按壓才能執(zhí)行指令，有些按鍵只要輕微觸屏就能執(zhí)行指令。原來的按鍵設(shè)計主要是利用金屬片來進(jìn)行彈起和閉合，但是長期下來，金屬片在多次按壓的作用下容易損壞，這種也就是所謂的物理開關(guān)。所謂的電子開關(guān)就是利用電平進(jìn)行控制，在沒有進(jìn)行按壓的情況下，引腳是處于高電平狀態(tài)，一旦開關(guān)按壓下去，就會變成低電平，此時就有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的信息輸入。按鍵個數(shù)可變。其電路原理圖如下圖3.8所示。圖3.8按鍵電路原理圖（四）MP3串口控語音模塊MP3模塊不僅能夠進(jìn)行語音的讀寫，還能支持各種格式的轉(zhuǎn)換，并且存儲量大，能夠利用數(shù)據(jù)線在電腦作用下下載各種音頻文件，其中UART串口控制，ONE_line單總線串口控制。模塊參數(shù)（1）支持MP3、WAV解碼格式。（2）支持采樣率(KHz):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48。（3）24位DAC輸出。（4）存儲空間大，最大程度能承受32G的U盤。（5）能夠進(jìn)行語音的播放，實(shí)時進(jìn)行暫停，播放模式的選擇，能存儲選曲65535首曲目，波特率9600bit/s。（6）支持IO觸發(fā)功能，8個IO口單獨(dú)觸發(fā)8首曲目或8個IO口組合觸發(fā)255首曲目。（7）支持One_line單總線串口控制，可控制播放，暫停，選曲，音量加減等功能。（8）支持3個配置IO進(jìn)行模式選擇。2、接口說明模塊實(shí)物接口圖如下圖3.9所示。圖3.9模塊實(shí)物接口圖模塊實(shí)物接口說明如下表3.2所示表3.2模塊實(shí)物接口說明引腳序號引腳名稱引腳描述1IO0/UART_TXIO觸發(fā)模式下為輸入引腳IO0；UART控制模式下為TX引腳2IO1/UART_RXIO觸發(fā)模式下喂輸入引腳IO1;UART控制模式下為RX引腳3IO2IO觸發(fā)模式輸入引腳IO24IO3IO觸發(fā)模式輸入引腳IO35IO4/ONE_LINEIO觸發(fā)模式輸入引腳IO4；One_Line一線串口控制模式數(shù)據(jù)發(fā)送引腳6IO5IO觸發(fā)模式輸入引腳IO57IO6IO觸發(fā)模式輸入引腳IO68IO7IO觸發(fā)模式輸入引腳IO79GND地10CON1模式配置引腳111CON2模式配置引腳212CON3/BUSY模式配置引腳3；Busy信號輸出，播放音樂輸出高電平，暫停音樂輸出低電平。13USB_DMUSBDM信號14USB_DPUSBDP信號15VDD/5V模塊供電，3.3-5V電壓輸入引腳163.3VLDO3.3V輸出引腳，最大輸出電流100mA17DACL音頻左聲道輸出18DACR音頻右聲道輸出3、模塊接口原理圖如下圖3.10所示。圖3.10傳感器接口電路原理圖（五）LM386功放模塊LM386功放模塊是很重要的部分，主要是在各種收音機(jī)當(dāng)中使用，由于其功能消耗低，并且使用的元件很少，播放音質(zhì)效果好。為了減少連接的配件，因此增加了電壓增加幅度為20。在第一個腳和第八個腳之間進(jìn)行電阻和電容的連接，然后調(diào)整電壓，不斷加大到200左右，慢慢可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓等于6V的時候，系統(tǒng)的功能消耗是24mW,利用電池供電就能滿足該模塊的運(yùn)轉(zhuǎn)。1、LM386功放模塊參數(shù)如下表3.3所示表3.3LM386功放模塊參數(shù)序號名稱參數(shù)1芯片LM3862板載可調(diào)電阻10K3工作電壓5～12V4板子尺寸41(mm)x13(mm)（1）芯片：LM386。（2）10K的板載可調(diào)電阻，可調(diào)節(jié)和放大的音量（3）工作電壓：5～12V（4）板子尺寸：41(mm)x13(mm)2、接口說明如下表3.4所示表3.4接口說明序號接口說明1V外接5-12V2G外接GND3I音頻輸入端4O音頻輸出端（1）V接口接5-12V（2）G接口外接GND（3）I接口接音頻輸入端（4）O接口接音頻輸出端3、模塊接口原理圖如下圖3.11所示。圖3.11傳感器接口電路原理圖4、LM386功放模塊實(shí)物圖如下圖3.12所示。圖3.12LM386功放模塊實(shí)物圖（六）VS1003解碼電路設(shè)計解碼電路VS1003設(shè)計，設(shè)計電路如圖3.6.1所示。其中12.288MHz為時鐘信號，48KHz為音頻文件為采樣率。數(shù)字地與模擬地相互連接，這樣可以有效防止鎖存上拉。如下圖3.13（七）電源模塊

任何的電子設(shè)備在正常運(yùn)行的過程當(dāng)中，都是需要電源來提供支持力的，因此作為電子設(shè)備中極為重要的一步，它的功能作用是必不可少的。電源是本系統(tǒng)必不可缺的一部分,此次課題中采用了以下電源:(1)CPU的內(nèi)核數(shù)字使用1.8V的模擬電壓（2）CPU的I/O口數(shù)字使用3.3V模擬電源電壓(2)隔離電源(3)LCD的驅(qū)動電源和背光逆變電源(4)5V電源電壓供給外圍電路(5)3.3V和2.5V的直流電源（AMS1117-3.3和AMS1117-2.5產(chǎn)生）圖3.14電源電路四系統(tǒng)軟件設(shè)計（一）主流程圖設(shè)計圖4.1程序設(shè)計流程圖如圖4.1可以清晰的了解到本系統(tǒng)的設(shè)計程序以及相應(yīng)的工作過程。其工作過程大致為首先讀取MP3文件，這主要是由STM32通過SD卡所讀出來的,之后需要傳送精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息來為系統(tǒng)設(shè)計提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，要傳送到的解碼器VSl003，下一步就可以進(jìn)行歌曲的播放，前提是需要在對于解碼器進(jìn)行解碼。TFT觸摸屏的存在首先是可以幫助進(jìn)行功能按鍵，同時也可以幫助歌詞的顯示以及歌曲的播放狀態(tài)，最后TFT觸摸屏還有一個極為重要的作用，便是切換播放模式。（二）顯示子流程圖設(shè)計利用LCD動態(tài)掃描來進(jìn)行的第一步便是要連接端口E與單片機(jī)的P2.2，只要將這兩個數(shù)據(jù)相連才可以更準(zhǔn)確的將所顯示出來的數(shù)值，傳送到P0口.接著要開始精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)的延時功能，主要體現(xiàn)在將p2.2調(diào)成最后，可以準(zhǔn)確的填寫數(shù)據(jù)并且填寫數(shù)據(jù)的過程也要持續(xù)到所有的數(shù)字都出現(xiàn)在屏幕之上方可停止。顯示流程圖如圖4.2所示。圖4.2顯示流程圖（三）音樂播放功能的設(shè)計音樂的播放是需要有音樂文件作為支撐的，這樣才可以顯示出所需要的音樂信息，通常情況下，這類的音樂文件都是需要拷貝然后系統(tǒng)的存放在儲存卡上，初始化VS1003,DREQ引腳設(shè)為高電平，VS1003等待接收數(shù)據(jù)。將接收到的數(shù)據(jù)送入RAM中,RAM接收數(shù)據(jù)后VS1003對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和加工，輸出模擬音頻信號。音樂播放功能實(shí)現(xiàn)的具體流程如圖4.3所示。圖4.3音樂播放功能的實(shí)現(xiàn)流程五、系統(tǒng)調(diào)試（一）系統(tǒng)硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是核查電路是否存在問題，是否有接觸不良、焊接是否到位以及具有方向的元件是否方向弄錯、電路設(shè)計錯誤等情況。當(dāng)出現(xiàn)漏焊接和元件接錯方向的情況，那么就要跟著PCB的線路圖進(jìn)行一一對照，排查出哪里的問題，針對問題進(jìn)行完善，確保焊接的完整性和元件連接的正確性。萬能表可以檢測電路中的一些錯誤,如電路是否出現(xiàn)短路以及在我們焊接電路板虛接等問題。使用方法如下:將數(shù)字萬用表打到二極管檔位,再將紅黑筆連接在一起。若是出現(xiàn)鳴叫聲音,則證實(shí)電路出現(xiàn)短路或者短路等問題。它也可以用來檢測單個元器件問題。同理紅黑筆放在相應(yīng)的元件上,出現(xiàn)鳴叫聲,證明含有此元件的部分電路出現(xiàn)問題,進(jìn)而一步步解決電路問題。（二）系統(tǒng)軟件調(diào)試測試所需的工具：KEIL軟件、系統(tǒng)硬件、PL2303下載器等。在KEIL軟件編寫相關(guān)的代碼，并將相應(yīng)的代碼生成.HEX文件后通過PL2303下載器下載到單片機(jī)中。最后進(jìn)行程序的調(diào)試，調(diào)試過程要做好相關(guān)的記錄并反復(fù)測試，看是否存在系統(tǒng)問題。在系統(tǒng)軟件調(diào)試上主要遇到以下幾個問題：1、LCD12864顯示出現(xiàn)花屏。解決方法：在本設(shè)計中用到了LCD12864字庫顯示和繪圖顯示，剛開始以為字庫顯示的內(nèi)容和繪圖顯示的內(nèi)容只要顯示其中一個另一個就會自動被清除掉，但是，最終的結(jié)果是顯示屏上的字幕還沒消失另外一段圖像開始出現(xiàn)，這樣就出現(xiàn)了花屏的現(xiàn)象，于是需要對程序代碼進(jìn)行修改，最后面對程序上進(jìn)行修改在操作字庫顯示時就對繪圖顯示進(jìn)行先清除，反過來一樣，重新下載程序后就沒出現(xiàn)花屏的現(xiàn)象。2、矩陣鍵盤的按鍵讀取方法存在一定的缺陷。特定的功能的顯示要一個一個的將鍵值對應(yīng)到按鍵上才可以起作用。而單純的人工計算鍵值，會產(chǎn)生極大的工作量，同時會提高調(diào)試的錯誤率。解決方法:通過查看按鍵次數(shù)的數(shù)量就可以得知檢測次數(shù)字以及對矩陣鍵盤讀取數(shù)據(jù)有不足之處。顯示出來的功能的實(shí)現(xiàn)需要鍵值對應(yīng)到按鍵上。然而,人為一個個去處理鍵值數(shù)據(jù),必然是一個大工程,而且錯誤率明顯會增大。（三）實(shí)物測試首先將實(shí)物的電源接上，系統(tǒng)上電，在LCD1602顯示屏上會顯示當(dāng)前所在的歌曲序號，按下開始按鍵，可以聽見音樂開始播放。其實(shí)物圖如圖5.1所示圖5.1開始播放與暫停功能 切換音質(zhì)快進(jìn)3秒快退3秒的功能測試也同樣如此，其實(shí)物圖如圖5.2所示。圖5.2功能測試實(shí)物圖1：開機(jī)圖：2：測試上一首功能，如圖按下1鍵LCD1602顯示屏006/002切換到006/001。3：測試下一首功能，如圖按下2鍵LCD1602顯示屏006/002切換到006/003。4：測試快進(jìn)3秒功能，如圖按下3鍵顯示00:21秒切換到00:24秒。5：測試快退3秒功能，如圖按下4鍵，又從00:24退回到00:21秒。6：測試暫停/播放鍵，如圖按下5鍵，播放標(biāo)志變化成暫停標(biāo)志。7：測試停止鍵，如圖按下6鍵，從暫停標(biāo)志變化成停止標(biāo)志。8：測試切換音質(zhì)鍵，如圖按下7鍵，從R音效變化成N音效。9：測試循環(huán)模式鍵，如圖按下8鍵從N無循環(huán)模式變化到A全盤播放模式。

六、總結(jié)與展望此次論文的完成，離不開老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助。STM32的MP3系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試中老師啟發(fā)了我的思想。循循善誘的一步步幫助我完成MP3模塊能夠識別轉(zhuǎn)速和圈數(shù),按鍵的各種信息能夠在液晶顯示屏中顯示等功能?；灸軌蜻_(dá)到預(yù)期要求,但是此次設(shè)計并不完美,還有一次不足之處,在今后的學(xué)習(xí)中希望能夠逐步完善。從硬件的認(rèn)識到軟件的理解，都碰到了不少的問題。每次遇到問題我都從翻閱資料、請教老師和同學(xué)中一一克服困難，對我論文的完成也提供了不小的幫助。

感謝我的導(dǎo)師在每一次論文審核中不斷地的引導(dǎo)我向更好的方向發(fā)展，并提供寶貴的意見。一篇論文的完成除了自身的努力之外，與導(dǎo)師的精心協(xié)助是分不開的。同時，要感謝默默付出的老師們，正是他們孜孜不倦的治學(xué)態(tài)度和謙虛嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，才有我學(xué)有所成的一天，扎實(shí)的專業(yè)知識必將使我受益終生。還要感謝我的大學(xué)同學(xué)、朋友以及室友的支持，感謝他們的細(xì)致關(guān)愛伴隨我順利完成學(xué)業(yè)。參考文獻(xiàn)[1]許銀.智能油煙機(jī)的設(shè)計[J].機(jī)電信息,2021(30):60-61.DOI:10.19514/32-1628/tm.2021.30.025.[2]馬蓉.基于東芝TX03系列單片機(jī)的矢量控制方案研究[J].機(jī)電信息,2021(18):41-43.DOI:10.19514/32-1628/tm.2021.18.016.[3]白宇航,翟娟,潘往麗,彭泉.智能油煙機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子元器件與信息技術(shù),2021,5(02):1-4.DOI:10.19772/ki.2096-4455.2021.2.001.[4]付濤,石黃霞,張發(fā)年,馬錦程,李博浩.智能風(fēng)能及熱能高效利用控制系統(tǒng)設(shè)計[J].河南科技,2019(26):137-139.[5]邱攀,王淞,王家琪,周奕如,畢志偉.基于51單片機(jī)天然氣智能監(jiān)控裝置[J].今日財富(中國知識產(chǎn)權(quán)),2019(04):182-183.[6]梅宇軒.基于單片機(jī)的智能節(jié)能型抽油煙機(jī)的設(shè)計[J].科技傳播,2020(23):107-108.DOI:10.16607/ki.1674-6708.2018.23.055.[7]潘益玲.基于單片機(jī)的抽油煙機(jī)自動控制無級調(diào)速電路設(shè)計[J].科技經(jīng)濟(jì)市場,2017(12):9-11.[8]秦穎,韓成浩,劉東宇,李皓.家用抽油煙機(jī)自動控制電路的設(shè)計[J].通信電源技術(shù),2016,33