燕山大学生产实习指导书

STM32开发平台实验指导书

电气工程学院自动化系

2014年8月11日

第一部分  STM32电路板整体介绍    1

第一节  电路板资源

第二部分   软件介绍及开发流程    5

第一节  Keil软件介绍

第二节  程序下载

第三部分  实验内容介绍    8

第一节  LED灯亮灭实验

第二节  按键实验

第三节  数码管实验

第四节  外部中断实验

第五节 定时器实验

第六节  串口实验

综合实验一  光敏电阻AD实验

综合实验二  存储器实验

综合实验三  温度测量实验

综合实验四  时钟实验

附录：

STM32核心板电路图

第一部分  STM32电路板整体介绍

第一节电路板资源

STM32平台采用核心板+外围板方式。核心板主要包括STM32F103VET6最小系统、按键、LED灯、TF卡、串口和JTAG电路。可以完成STM32内部资源的大部分开发应用。外围板包括数码管电路、存储器电路、红外、光敏电阻、温度传感器、ULN2003电路、步进电机、蜂鸣器、DS1302时钟电路和CAN总线等电路设计，基本包括了STM32的所有资源、同时又对IIC、单总线、SPI总线、CAN总线等协议进行了硬件设计。可以说，如何将核心板和外围板调试完成，就掌握了大部分的STM32内容。如图1所示为核心板电路图。

图1核心板电路资源介绍

核心板的资源有： 

1.主CPU, 为STM32F103VET6

2. MiniUSB插座，具有通信功能，可进行USB通信实验

3.电源模块，可以为系统提供3.3V电源

4. 单片机最小系统，包括晶振，复位电路，去耦电容等 

5.4个LED灯

6.4个按键电路

7.TF卡电路

8.一个DB9头的串口

外围板主要为了进行功能的扩展，尽可能的发挥STM32的资源。如图2所示:

图2外围板资源图

外围板的资源有： 

1.2个四路数码管

2.1个ULN2003电路、1个步进电机

3.1个蜂鸣器

4.1个24C02芯片

5.1个红外检测芯片HX1838

6.1个光敏电阻

7.1个DS18B20温度检测芯片

8.1个DS1302时钟芯片

9.1个CAN通信芯片TJA1050

第二部分 软件介绍及开发流程

第一节Keil软件介绍

进入PC的桌面，点击图标：KeiluVision4，进入如下MDK主界面，这时候编辑区内什么都没有。如图3所示：

图2-1  Keil uVision4软件界面

点击Porject,然后选择Open Project，如图2-2所示

图2-2  打开工程过程图

选择工程文件，如图2-3所示：

图2-3  打开工程过程图

这样就可以编辑程序了。如图2-4所示：

图2打开工程过程图

第二节程序下载

打开这个图标，效果如图2-5所示：

图2-5  ISP程序下载

点击联机下载时的程序文件，然后选择要下载的hex程序，如图2-6所示：

图2-6  ISP程序下载

这时候，要将BOOT0跳线帽摘下，BOOT1跳线帽插上，按下复位就可以下载程序了，下载完成后，要将BOOT0跳线帽插上就可以了。

第三部分  实验内容介绍

第一节LED灯亮灭实验

GPIO实验主要是测试STM32的输入输出口的一个实验，就是对IO进行高低电平输出和对外界环境导致的高低电平输入。可进行的实验就是对LED亮灭的控制和对按键状态的读取。图3-1为LED灯的电路图。

图3灯电路图

由图中可以知道PB6、PB7、PB8、PB9连接了四个LED灯。控制灯的亮灭就是对4个IO的电平的控制，当输出高电平的时候LED灭，输出低电平的时候LED形成通路，就亮了。下面简要介绍一下程序。

1)声明 GPIO 的结构

这条语句是定义了一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体变量，结构体变量名就是GPIO_InitStruct. 

2)初始化GPIO时钟

3)给结构体变量赋值并初始化GPIO。

由上可以看出，主要是三个成员变量，GPIO_Pin,GPIO_Speed,GPIO_Mode这三个变量分别控制着GPIO的引脚、速度和模式。

这样GPIO的初始化就完成了，接着就可以调用GPIO_SetBits()和GPIO_ResetBits这两个函数来控制LED的亮灭了。

第二节 按键实验

同样对按键的处理就是将按键的GPIO口设置为输入状态，进而读取IO口的电平即可，按键电路图如图3-2所示：

图3-2  按键电路图

按键的处理主要是初始化的情况不同，如图3-3所示：

图3-3  按键初始化程序

接下来就可以用GPIO_ReadInputData()函数来读取端口的状态了，当然了也可以单个读取，需要同学们自行研究和调试。

第三节 数码管实验

数码管，其实也是对IO口的控制，只不过需要了解它的发光原理，以及逻辑控制，如图3-4所示，是4路数码管的电路图，我们采用的是共阴连接的方式。

图3-4  4路数码管电路图

同样是对IO的控制，只不过我们采用了74HC573驱动芯片，因为单片机输出的电流不足以点亮数码管，所以用了数据芯片进行了驱动，74HC573是一个数据缓冲器，详细资料百度一下便可。

数码管电路图如图3-5所示：

图3数码管电路图

数码管采用动态扫描的方式，可以显示不同的数字和简单的字母。它的初始化和实验一类似，采用推挽输出的方式。唯一需要注意的是，它要先进行编码。

有关编码的方式，课上会讲到。接下来就可以，进行动态扫描处理了，如图3-6所示：

图3-6  数码管动态扫描

第四节  外部中断实验

 中断在一个微处理器中地位很重要，我们STM32的所有的输入输出引脚都可以的配置为外部中断，我们这儿采用的是STM32F103VET6，它有80个输入输出引脚，这样就可以包括80个外部中断。这儿采用的是检测按键的状态，硬件电路参考第一节按键的电路图。这儿主要涉及到一个NVIC的概念，其他的和GPIO配置差不多，NVIC是中断向量控制器的意思，它是芯片的CPU和外部资源中断配置的一个部分，它的程序主要如图3-11所示：

图3-11  NVIC的配置

这儿主要听老师在课堂的讲解。

第五节  定时器实验

定时器，也是一种中断，它通过不断的计时达到某个时刻做什么事情的目的，它可以产生捕获和PWM常见的两种方式。其中捕获又是测量脉冲的重要方式、PWM则主要用于电机调速等方面。

第六节 串口实验

串口主要是指采用DB9头和电脑的串口进行通信，采用的协议是RS232，这是一种很常见的通信方式，是一些上位机和下位机通信的协议。但是工业现场更多的选择的协议是RS485，它是在RS232的基础上演变而来的。所以学习串口通信很有必要性。图3-7是串口通信的电路图。

图3-7  串口电路图

由图可知，主要是PA9和PA10进行的通信。也就是说，STM32的串口资源的端口映射的是PA9和PA10当然也可以查询datasheet，映射别的IO口。对串口的通信主要是对串口的初始化，如图3-8所示：

图3-8  串口的初始化

可以看到协议采用的是115200-8-n-1的形式，在上位机也要采用同样的配置就可以进行通信了。电脑端使用的是串口调试助手。

图3-9 串口调试助手

综合实验一  AD实验

AD是模拟世界进入数字世界的一个通道，它是一个转换器，众所周知，世界是模拟的，也是连续的。所以对外界的测量主要是对AD的配置。我们采用的是光敏电阻，通过外界光线的不同导致电阻值变化进而电压变化，这样测量电压值的大小，便可以知道光线的强弱。光敏电阻电路电路图如图3-10所示：

图3-10  光敏电路图

同样主要是对STM32内部AD资源的初始化配置，

这儿的程序不是太全，还有很多需要课堂讲解的东西，不在此一一列出，同时，由于以后的程序变得复杂也不会列出大段的程序。需要同学们课堂认真听讲

综合实验二　存储器实验

本节为综合性实验，会在课堂进行提示讲解，需要同学们自己调试和编程，它的电路图如图3-12所示：

图3-12 IIC实验

综合实验三 温度测量实验

本节为综合性实验，会在课堂进行提示讲解，需要同学们自己调试和编程。它的电路图如图3-13所示：

图3-13 温度测量电路

综合实验四  DS1302时钟实验

本节为综合性实验，会在课堂进行提示讲解，需要同学们自己调试和编程。它的电路图如图3-14所示：

图3-14  DS1302电路图

附录：

电路图会统一发放。在这儿打印不太清晰。