diff --git a/README.md b/README.md new file mode 100644 index 0000000..976d216 --- /dev/null +++ b/README.md @@ -0,0 +1,150 @@ +# 毕业设计之 STM32 公交站牌系统 + +# 前言 + +自从去年六月二十一日离校，想来毕业已八月有余，工作也渐入正轨，很久很久没写博客了，就今天开始更吧，哈哈，本文主要讨论一些功能的代码实现。 +毕业设计题目“智能公交系统电子站牌设计”，大概是模拟一个公交车信息实时发布系统，采集公交车信息，再发布在站台和移动客户端，系统结构如下图。 + +![](https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/25/826afbcd47e98f793be1129d2ccbf171.writebug) + +# 1 站牌思路 + +站牌主要功能是接收显示公交信息，但考虑也可以上传些数据，索性增加几个传感器，采集些数据，大概长下面这个样子。模块和单片机通讯除了 LCD 用的 FSMC 其他都是串口 UART。整个站牌部分主要麻烦在 LCD 屏的驱动和无线通信部分的代码。 +![](https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/25/e80d155c90799b9fe6abdf5569658bc1.writebug) + +# 2 ILI9320 + +ILI9320 是液晶屏的驱动芯片，屏幕分辨率 320 × 240 像素，单片机通过 FSMC 总线控制器操作屏幕，需要 16 根数据线和 6 根控制线，外加电源接地等共 24 根线才能驱动。FSMC（Flexible Static Memory Controller）是 STM32 的一个并行接口，通过此接口，单片机可以控制 NOR Flash、NAND Flash、SRAM 和 PSRAM。除了控制储存器，FSMC 还可以控制支持 Intel8080 和 Motorola 6800 时序的 LCD 屏幕。这个文档详细介绍了相关技术：[Using the high-density STM32F10xxx FSMC peripheral to drive external memories](https://billie.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image/%E6%AF%95%E4%B8%9A%E8%AE%BE%E8%AE%A1/STM32F10xxx_FSMC.pdf)。核心初始化代码如下, + +``` +//! GPIO结构体声明 +GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; +//! FSMC NORSRAM结构体声明 +FSMC_NORSRAMInitTypeDef FSMC_NORSRAMInitStructure; +//! FSMC 读写时序结构体,当扩展模式时,仅有读时序有效 +FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef readWriteTiming; +//! FSMC 写时序结构体,扩展模式使用 +FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef writeTiming; +//! 使能FSMC时钟 +RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC,ENABLE); +//! 使能PART B,D,E,G及AFIO复用功能时钟, +RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_GPIOG,ENABLE); +//! PB0---------背光功能 +//! PB1---------RESET功能 高电平工作,低电平硬件复位 +GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; +//! 推挽输出 +GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; +//! GPIO最大输出频率50MHz +GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; +GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); + +//! PORTD复用推挽输出 PD0,1,8,9,10,14,15为数据管脚 +//! PD4--------RD; PD5-----------WR +GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; +GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; +GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; +GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); + +//! PORTE复用推挽输出 PE7,8,9,10,11,12,13,14,15为数据管脚 详细定义见"GPIO管脚及功能定义.txt" 文件 +GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15; +//! 复用推挽输出 +GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; +GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; +GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); + +//! PORTG复用推挽输出 PG12----CS; PG0-----RS; +GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_12; +//! 复用推挽输出 +GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; +GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; +GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure); + +//拉高RESET管脚,液晶屏才工作 +GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1); +``` + +以上代码大部分是 LCD 商家提供的驱动,主要更改了管脚配置和初始化时增加对 RESET 管脚和背光管脚的配置,必须配置背光和 RESET 才能点亮液晶。完整代码见文末 GitHub 仓库地址。 + +# 3 串口 GPRS 模块 + +选择通信模块时考虑到时间有限，选择开发难度相对较低（不需要开发驱动）的串口 GPRS 模块，模块型号：USR-GSM232-7S3，主要特性是支持 GPRS 网络通信，支持数据请求地址自定义或请求至官方后台，官方后台提高访问数据的 API。在上位机软件配置好请求地址后，向串口发送数据，模块会自动打包数据并向配置的服务器地址发起请求，整个模块类似一个 HTTP 客户端。当然，这个模块的缺点也很明显，2G 网络速度太慢，请求一帧数据到收到服务器回复平均需要十几秒。上位机示意图如下图。 + +![](https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/25/f323a4769cabfe3e47a175721f5945c0.writebug) + +图中省略号的内容由如下代码实现，后台部分的实现将在另一篇博文里介绍。模块实际请求的地址为： **http://xkmg9m2k.qcloud.la/weapp/usrcloud?a=255&b=1&c=18&d=15&e=1&f=12&g=50&h=3&i=0** + +- 其中 a 参数指示站牌初始化状态，类似于帧头，0xff：初始化成功；0xfe：初始化失败； +- b 参数指示站牌工作状态，1：工作正常；0：工作异常； +- c 参数指示温度数据，单位：℃； +- d 参数指示湿度数据，单位：%rh； +- e 参数指示 pm2.5 浓度的整数部分（抠脚的变量命名方式 2333）； +- f 参数指示 pm2.5 浓度的小数部分，单位：ug/m3； +- g 参数指示噪音传数据的整数部分； +- h 参数指示噪音数据的小叔部分，单位：dB； +- i 参数无实际意义，作用类似于帧尾或者保留参数。 + +``` +if(dht11_flag==1) //get请求参数:a=255&b=1&c=18&d=15&e=1&f=12&g=50&h=3&i=0 +{ + send[0]='a'; + send[1]='='; + send[2]=0xFF; + send[3]='&'; + send[4]='b'; + send[5]='='; + //! 需加48转换成对应的ASCII码,否则服务器无法读出数据 + send[6]=1+48; + send[7]='&'; + send[8]='c'; + send[9]='='; + send[10]=temperature+48; + send[11]='&'; + send[12]='d'; + send[13]='='; + send[14]=humidity+48; + send[15]='&'; + send[16]='e'; + send[17]='='; + send[18]=pm25_zheng+48; + send[19]='&'; + send[20]='f'; + send[21]='='; + send[22]=pm25_xiao+48; + send[23]='&'; + send[24]='g'; + send[25]='='; + send[26]=hh06_zheng+48; + send[27]='&'; + send[28]='h'; + send[29]='='; + send[30]=hh06_xiao+48; + send[31]='&'; + send[32]='i'; + send[33]='='; + send[34]=0+48; + send[35]='\0'; + //! 向服务器发送请求 + USART_SendString(USART3,send); +} +``` + +# 4 传感器简介 + +噪音传感器和 pm2.5 传感器都是通过串口读取数据，只需按要求初始化串口配置并解析收到的数据即可。DHT11 温湿度传感器数据读取需按特定的时序，模块和单片机间使用单总线传输数据。在购买模块时商家已提供驱动代码，相关代码见 GitHub 仓库，驱动时序如下图所示。 +![](https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/25/1ae31351c0a8f56f92632ea9c479f579.writebug) + +# 5 最终成品 + +站牌制作过程并不复杂，只需把买来的模块焊接在面包板上即可，各模块的供电统一由一个 12V 输出的适配器提供，5V 电源由一个直流降压模块提供，模块间的连线使用杜邦线，比较混乱。 + +注：代码有 bug 未解决，不过就保留原样吧 233。 + +![](https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/25/ff0b653d7a60154e2641930652b4a9d9.writebug) + +![](https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2021/10/25/47376b9cbc4d95b56ae0dbec08b3fea1.writebug) + +-------------本文结束感谢您的阅读------------- + +- **本文作者：** Billie +- **本文链接：** [https://www.billie.cc/blog/Graduation-design-of-STM32F103ZET6.html](https://www.billie.cc/blog/Graduation-design-of-STM32F103ZET6.html) +- **许可协议：** 本博客所有文章除特别声明外，均采用 [CC BY-NC-SA 3.0](https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/) 协议。转载请注明出处！