基于STM32的多功能画板设计

电子技术综合实践报告设计题目：基于STM32的多功能画板设计专业：班级学号：学生姓名：指导教师：设计时间：1教师评语：成绩：2摘要Cortex-M3是ARM公司为要求高性(1.25DhrystoneMIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的内核。STM32系列产品得益于Cortex-M3在架构上进行的多项改进，包括提升性能的同时又提高了代码密度的Thumb-2指令集和大幅度提高中断响应的紧耦合嵌套向量中断控制器，所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。本系统是基于Cortex-M3内核的STM32微控制器的画板设计，在硬件方面主要有最小系统板和TFTLCD液晶屏，在软件方面主要有TFTLCD液晶屏的驱动，触摸功能的驱动，及滤波算法设计。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，pcb板的绘制，制板，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。关键字：STM32，TFTLCD液晶屏，画板3目录1.系统描述................................................................................................................41.1综述...................................................................................41.2系统框图...........................................................................51.3功能实现...........................................................................52.硬件设计................................................................................................................62.1总体框架...........................................................................62.2STM32微控制器...............................................................72.2.1芯片介绍.................................................................72.2.2管脚图.....................................................................72.2.3电路原理图.......................................................................82.2.3.1STM32外围电路....................................................82.2.3.2按键.......................................................................82.3液晶屏...............................................................................92.3.1TFT彩屏简介..........................................................92.3.2原理图.....................................................................93.软件设计..............................................................................................................103.1系统流程图.....................................................................103.2主要函数介绍.................................................................123.2.1主函数...................................................................123.2.2触摸屏函数介绍...................................................143.2.3LCD函数介绍.......................................................154.开发与测试............................................................................................................164.1开发环境.........................................................................164.1.1硬件设备...............................................................164.1.2软件环境...............................................................164.2开发步骤.........................................................................164.2.1需求分析...............................................................164.2.2芯片选择...............................................................174.2.3电路图设计...........................................................174.2.4系统总体设计与测试...........................................174.3成果展示.........................................................................175.心得体会..............................................................................................................186.参考文献..............................................................................................................1941.系统描述1.1综述本系统是基于STM32微控制器所设计的多功能画板，该画板具有基本的绘画功能及画布颜色的选择，触摸屏校正等功能。整个系统模块分为三个模块：MCU主芯片最小板、液晶显示。MCU是STM32主芯片的最小板，上面有芯片工作需要的最少资源：时钟控制电路、复位电路、JTAG控制口以及与外围电路相连的接口。液晶屏采用的是显尚光电的DST2001PHTFTLCD，DST2001PH的控制器为ILI9320，采用26万色的TFTLCD屏，分辨率为320×240，采用16位的80并口。51.2系统框图TFTLCDSTM32微控制器按键PC图1.2整个系统的三个模块本设计采用STM32F103RBT6作为微控制器，其外围硬件模块主要包括电源模块﹑微处理器模块﹑按键及液晶显示屏接口。电源采用USB供电，在设计过程中用PC供电。其系统框图如图1.2所示。1.3功能实现1.基本绘画功能，可以用手写笔在液晶屏画出一些简单的图形；2.屏幕矫正，当按下KEY0时即进入屏幕矫正模式，按照指示用手写笔点击矫正标志，四次后如果矫正成功则进入绘画模式，否则显示误差并继续矫正；63.画布颜色选择，每次进入绘画模式前都要进行画布颜色选择，在按RST标志后也可选择画布颜色；4.画笔颜色选择；在绘画模式下，可随时点击下方的画笔颜色选择区以选择画笔颜色。2.硬件设计2.1总体框架MCUCPU外围电路TFTLCD2.1系统框架图图2.1为硬件设计的系统框架图，核心板主要有微控器及其必要的外围电路，还提供LCD的接口。72.2STM32微控制器2.2.1芯片介绍STM32F103RBT6增强型系列使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。其管脚图如图2.2.2所示：2.2.2管脚图图2.2.2STM32F103RBT6增强型LQFP管脚82.2.3电路原理图2.2.3.1STM32外围电路STM32微控制器的工作电路如图2.2.3.1所示：2.2.3.1STM32外围电路原理图2.2.3.2按键WK_UP为电路板的复位键连接PA0引脚，KEY0和KEY1分别接到芯片的PA13、PA15引脚。连接电路如图2.3.2所示：图2.3.2按键电路92.3液晶屏2.3.1TFT彩屏简介TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶显示器。该模块有如下特点：1.2.4/2.8两种大小的屏幕可选；2.320×240的分辨率；3.16位真彩显示；4.自带触摸屏，可以用来作为控制输入；5.通用的接口。本设计采用2.8寸TFTLCD屏。2.3.2原理图TFTLCD工作电路原理图如图2.3.2.1和图2.3.2.2所示：10图2.3.2.12.8寸TFTLCD模块原理图图2.3.2.22.8寸TFTLCD模块接口图3.软件设计3.1系统流程图系统开机后工作的流程图如图3.1所示：11开机系统初始化扫描按键清屏KEY=1屏幕校准并保存数据填充桌面扫描菜单区域改变画笔颜色KEY!=1检测触摸屏N关中断画图开中断Y图3.1系统流程图123.2主要函数介绍3.2.1主函数intmain(void){u8key;//变量定义u8i=0;Stm32_Clock_Init(9);//系统时钟初始化delay_init(72);//延时初始化LCD_Init();//液晶屏初始化KEY_Init();//按键初始化LED_Init();//LED初始化POINT_COLOR=BLUE;//画笔颜色初始化