STM32驱动的智能万年历设计与实现

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"基于STM32的智能万年历设计方案" 这篇文档详细介绍了基于STM32微控制器的智能万年历的设计方案,旨在帮助学生掌握STM32的应用、万年历原理以及相关软件和硬件设计技能。STM32F103作为核心处理器,结合按键、触摸屏、指示灯和串口等组件来实现万年历的各种功能。 1. 设计任务和目的: - 学习万年历的工作原理和定时器、触摸屏的应用。 - 提升学生的实践能力,运用所学知识,培养工程设计能力。 2. 设计要求与技术要求: - 强调独立思考、团队协作和按时完成任务。 - 系统使用STM32F103单片机,配备按键、指示灯、触摸屏和串口等设备。 - 功能包括:日历和时间的设定与调整,自动闰年处理,定时闹钟,上位机数据传输,以及无线设置。 3. 主要问题解决: - 设计最小应用系统,包括MCU、复位、启动、晶振和电源。 - 实现日历显示和设置,万年历算法及其实现。 - 设计定时闹钟功能。 - 开发无线设置功能。 4. 时间安排: - 第一周用于方案设计、资料收集和初步调试。 - 第二周进行深入调试,完成设计报告并提交。 5. 总体方案设计: - 系统包含MCU、启动、晶振、蜂鸣器、实时时钟、电源、LCD显示屏和复位等模块。 - 模块包括最小应用系统、基础配置模块和时间运行模块。 - 最小应用系统负责数据交互,基础配置模块进行系统配置,时间运行模块实现时间运算。 6. 模块工作原理: - 最小应用系统模块:提供MCU运行所需的硬件支持,与上位机通信,控制显示和蜂鸣器。 - 基础配置模块:配置系统时钟、RCC、GPIO、EXTI、NVIC、Timer和USART,设置外设和中断。 - 时间运行模块:通过编程实现时间的计算和更新,包括年、月、日、时、分、秒的动态管理。 这个设计方案全面覆盖了硬件搭建、软件编程和系统集成等多个层面,旨在提供一个实用的学习平台,让学生在实践中提升技能。
2023-02-27 上传
基于STM32的智能万年历设计 [ps:该⽂章排版有点错乱,如果需要,有PDF版本和WORD版本可供下载观看,还有资源免费下载,请移步作者主页下载,仅供学习参 考。该设计是学校要求的课程设计,也是第⼀次做,很多函数并没有进⾏封装,部分逻辑⽐较乱,勉强完成功能设计,介意勿扰哈,最后再 说⼀遍:免费下载,仅供学习参考使⽤] 1 设计任务及要求 1.1 引⾔ 本⽂提出了⼀种基于 STM32 的智能万年历设计⽅案,本⽂案以 STM32F103C8T6 最⼩ 系统作为主控核⼼,与 OLED 显⽰、 DS18B20 温度传感器、 DST11 温湿度传感器等模块组 成硬件系统。 其中以 STM32 内部的 RTC(实时时钟) 实现⽇历和时间的功能,通过修改计 数器的值可以重新设置系统的当前时间和⽇期。综上所述,此电⼦时钟具有读取⽅便、 显⽰直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,符合电⼦仪器仪表的发展趋 势,具有⼴阔的市场前景。 1.2 功能要求 (1) 系统组成: 系统选⽤ STM32F103C8T6 单⽚机为微处理器, 使⽤各模块实现万年历的功 能。 (2) 实现功能: 1) 在 OLED 显⽰屏上显⽰实时的⽇期和时间。 2)具有闰年的⾃动调整功能。 3)能够显⽰实时温度。 4)能够显⽰实时湿度。 (3) 模块组成: STM32 单⽚机最⼩系统、 OLED 显⽰模块、温度传感器模块、湿度传感器模 块; 2 设计⽅案 2.1 可选择的芯⽚⽅案 整个系统⽤ STM32F103 单⽚机作为中央控制器,由单⽚机采集内部 RTC 值,时钟信 号通过单⽚机 I / O ⼝传给 OLED, 单⽚机模块控制驱动模块驱动显⽰模块,通过显⽰模 块来实现信号的输出、 OLED 的显⽰及相关的控制功能。 ⽅案 1:采⽤ 89C51 芯⽚采⽤ 89C51 芯⽚作为硬件核⼼,采⽤ Flash ROM,内部具有 4KB ROM 存储空间,能于 3V 的超低压⼯作,⽽且与 MCS-51 系列单⽚机完全兼容,但是运 ⽤于电路设计中时由于不具备 ISP 在线编程技术,当在对电路进⾏调试时,由于程序的 错误修改或对程序的新增功能需要烧⼊程序时,对芯⽚的多次拔插会对芯⽚造成⼀定的 损坏。 ⽅案 2: 采⽤ STM32 单⽚机。 STM32F103C8T6 是⼀款基于 ARM Cortex-M 内核 STM32 系列的 32 位的微控制器,程序存储器容量是 64KB,需要电压 2V ~ 3.6V,⼯作温度为- 40° C ~ 85° C。 主要性能有:与 MCS-51 单⽚机产品兼容、 37 个可编程 I/0 ⼝线、 贴⽚ 8M 晶振(通过芯⽚内部 PLL 最⾼可达 72M)、⽀持 JTAG/SWD、 20K RAM, 64K ROM, 16 位 的定时、计数器、 中断源、全双⼯ UART 串⾏通道等。 价格相对较便宜, 从单⽚机芯⽚主 要性能⾓度和价格优势出发,本设计的智能万年历单⽚机芯⽚选择设计采⽤⽅案采⽤ STM32F103C8T6。 2.2 显⽰模块选择⽅案 ⽅案 1: 采⽤ OLED 显⽰模块 OLED 显⽰模块的显⽰功能强⼤,可显⽰⼤量⽂字图形显⽰多样,清晰可见,显⽰质 量⾼没有电磁辐射,可视⾯积⼤, 数字接⼝,匀称⼩巧, 功耗⼩。 应⽤范围较⼴,常被 ⽤于智能⼿表,智能⼿环等设备的显⽰。 相对于 LCD 来说, OLED 是⾃发光的,不需要背 光。 ⽅案 2: 采⽤点阵式数码管显⽰ 动态显⽰,即各位数码管轮流点亮, 对于显⽰器各位数码管, 每隔⼀段延时时间循 环点亮⼀次,利⽤⼈的视觉暂留功能可以看到整个显⽰,但需保证扫描速度⾜够快,⼈3 的视觉暂留功能才可察觉不到字符闪烁, 显⽰器的亮度与导通电流、 点亮时间及间隔时 间的⽐例有关。 调整参数可以实现较⾼稳定度的显⽰,动态显⽰节省了 I/O ⼝,降低了 能耗。 从节省单⽚机芯⽚ I/O ⼝和降低能耗⾓度出发,本设计采⽤ OLED 显⽰。 2.3 温湿度模块的选择⽅案 湿度测量模块选择: DHT11 传感器包括 1 个电阻式感湿元件和 1 个 NTC 测温元件,并 与 1 个⾼性能 8 位单⽚机相连接。单线制串⾏接⼝,使系统连接可以更简洁。功耗极 低,信号传输距离可达 20 m 以上。作为⼀种新型的单总线数字温湿度传感器, DHT11 具 有体积⼩、功耗低、响应速度快、抗⼲扰能⼒强、控制简单、性价⽐⾼等优点,能够⼴ 泛应⽤于各个领域。 温度测量模块的选择: DS18B20 的测温范围-55 ~ 125 ,分辨率最⼤可达 0.0625 。 DS18B20 可以直接读出被测温度值。⽽且采⽤ 3 线制与单⽚机相连,减少了 外部硬件电路,具有低成本和易使⽤的特点。 DS18B20 是 Dallas 半导体公司的数字化