基于STM32的嵌入式系统原理与设计第四章

LOGOLOGO基于STM32的嵌入式系统原理与设计第四章工程项目实例主讲教师:EMAL:博客：交流论坛：开发板和教程：原作者：卢有亮有修改请发修改稿到论坛以更有利于其他人教学！要点需求分析工程设计软件开发设计题第四章工程项目实例•学到的知识要转化为成果，就要开发工程项目。将学到的知识应用于实际，才能转化为价值。在工程项目中克服困难解决问题，才能将知识转化为能力。•本书的工程实例应用于实际的多电源检测系统工程。由于基于STM32的μC/OS和μC/GUI部分在亮点嵌入式后续的书籍中，因此，本章完成不需要μC/OS和μC/GUI的从机部分，主机部分需要μC/OS和μC/GUI，在后续书籍中给出。•本章引领读者，如何去分析和开始做一个工程。•既然是工程，就要从需求分析开始。4.1需求分析4.1.1需求MDKKEIL•需求，是用户想要达到的目标。目标没搞清楚，技术再先进也达不到理想的结果。因此，项目的开发都是从需求开始的。1.用户是“上帝”，但不一定是专家。需求没搞清楚需要返工的时候，多批评自己而不是责怪用户。2.与用户友好沟通，多接触多学习。3.立下字据让用户签字确认。项目的开发应以协议或合同为准，可以满足用户额外的部分需求，有的时候用户看到产品才觉得需要做需求的改进。4.1需求分析4.1.1需求MDKKEIL该工程项目的被测控设备如下表：•1.电源A：被检测信号：电压，电流，过流控制信号：开关•2.电源B：被检测信号：电压，电流，过流控制信号：开关•3.电源C：被检测信号：电压，电流，过流控制信号：开关•4.电源D：被检测信号：电压控制信号：开关,发射•5.功率设备：被检测信号：电压（表示功率）控制信号：数字量5根，根据功率查表进行设置。4.1需求分析4.1.1需求MDKKEIL•需要以图形的方式在480X272的屏幕上显示各电源电压电流值，需要以触摸的方式按键控制各电源及功率设备的开关，需要输入功率值以5根数字信号控制功率设备。•功率设备与电源之间需要隔离。4.1需求分析4.1.2分析MDKKEIL•需要检测7路模拟电压，由于功率设备和电源之间去要隔离，因此需要采用主从机的模式，主机和从机之间需进行高压隔离。•主机应具备带触摸液晶屏，需要的接口如下：•1.1路RS232接口，通过隔离电路与从机通过RS232相连，发送命令和接收数据。•2.1路模拟输入，检测功率信号。•3．10根GPIO输出，其中5根设置功率，4根设置4个电源的开关，1根用来设置电源4的发射。4.1需求分析4.1.2分析MDKKEIL•从机不需要液晶屏，需要的接口如下：•1.1路RS232接口，通过隔离电路与主机通过RS232相连，接收命令和发送数据。•2.7路模拟输入，检测电压电流信号。•3.3路GPIO输入信号，分别是3个电源的过流信号。•从机需编程实现的主要功能：•多路AD采集•GPIO信息采集•采集信息打包发送到串口4.2工程设计4.2.1总体设计4.2工程设计4.2.2硬件端口设计（分配）•从第2章的硬件设计来看，亮点STM32开发板的功能完全满足了项目的需要，有独立的模拟和数字接口，因此使用该开发板就可以实现项目的需要，对应的问题转化为分配具体的管脚功能。有多路的串口，因为串口1已经转为USB接口输出，工程中采用串口4就可以满足项目的需要。•亮点STM32开发板的模拟接口（附录A,P234表A-4）还提供了4路的GPIO，因此不需要采用其他接口了。端口功能分配见P224表4-14.2工程设计4.2.3从机软件设计•采集7路模拟量，并将其值通过串口发送给主机•在主循环中实现即可。注意对7路模拟量都需要通过一个积分滤波的方式进行滤波，然后周期性的发送给主机。考虑采用DMA方式采集AD数据，•设计软件流程图4-24.2工程设计4.2.3从机软件设计•发送数据格式（简单协议）4.3软件开发4.3.1宏和变量定义•为方便系统修改，增强系统的可读性，定义了AD采集次数和AD通道数，过流信号的管脚和通道等宏，这些定义在bp_config.h中。4.3软件开发4.3.1宏和变量定义•全局变量在主程序main.c中定义，定义了一个二维数据AD_Value用来存储每个通道一次DMA采集缓存的采集数据，一维数组After_filter用来存放滤波后的数据。4.3软件开发4.3.2主程序编程•初始化变量，时钟使能，初始化串口，初始化ADC和DMA，启动DMA4.3软件开发4.3.2主程序编程启动AD转换，延时等待转换完成后暂停转换，这时缓冲区中为采集到的数据。调用函数对缓冲区的采集数据进行处理，将滤波后的数值存储到全局数组CJDY中4.3软件开发4.3.2主程序编程主循环下半部分，读GPIO，根据结果设置CJDY[8]的各个位。然后，将数组CJDY的数据循环发送到串口。CJDY为16位类型，因此先发高8位，再发低8位。设计题一采集系统采集系统以12位精度和100K采样率采集3通道模拟电压，将其通过网络发送到远程主机，设计基于STM32的方案完成采集和发送硬件和软件设计，并编程实现。作业•无LOGOLOGO亮点嵌入式