CANopen从站协议在stm32分析和说明

1 CANopen是一种架构在控制局域网路

（Control Area Network, CAN）上的高层通讯协定，其协议在嵌入式系统及单片机上广泛使用，是工业控制常用到的一种现场总线。依靠CANopen协议集的支持，可以对不同的从站设备通过总线进行配置和系统重构。相信在不久的将来随着国内对CANopen协议的研究深入，CANopen协议会在各个领域有广泛的应用。

CANopen 是OSI模型中的网络层以上（包括网络层）的协定。

CANopen 支持网络管理、设备监控及节点间的通讯，其中包括一个简易的传输层，可处理资料的传送。数据的传输和接收都基于CAN总线。如图1，通常多个从站设备靠CANopen网络传输数据给一个CANopen 主站设备。

CANopen需要有对象字典，SDO（服务数据对象）处理功能，PDO（过程数据对象）处理功能，定时器，NMT（网络管理）处理功能等。

2 CANopen对象字典介绍及设计

对象字典(od：object dictionary)是CANopen协议的核心。对象字典(od：object dictionary)是一个有序的对象组；每个对象采用一个16位的索引值来寻址，为了允许访问数据结构中的单个元素，同时定义了一个8位的子索引。通过接收主站发送的SDO（服务数据对象）报文，可以设置从站的对象字典，主要对象字典请参见表1。从站在做事件处理时通常会读取对象字典，根据对象字典里的数据进行事件处理。

譬如从站的1017索引是记录从站发送心跳包的时间间隔。当从站程序运行时并且从站是准备、停止、运行状态时，程序会查找1017索引的0号子索引里的数据进行处理。如果里面有数据的话（假设数据为2000），程序则会根据数据所设置的时间通过定时器判断来每2000毫秒发送心跳包。

表1 从站主要对象字典介绍

索引：对象16 位元的位址。数据的类型：一个代表对象的类型，可以是阵列、纪录或只是一个变量。类型：变量的类型。属性：提供此是否可读/可写的资料，有下列四种：可读/写、只读、唯写、只读常数。

以下是建立6003索引的代码案例，并且里面的数据是(2.78593)*100000的代码片

UNS32 AIdata=(2.78593)*100000;//要写入索引数据

static UNS8 highestSubIndex_6003 = 0; // 子索引为：1个（从0开始计数）

subindex Index6003[] = {

{RW,uint32,sizeof(UNS32),(void*)&AIdata}

};//建立索引的读写属性，数据类型，数据大小，索引数据

3 NMT节点管理介绍及设计

NMT(网络管理, Network management)

会定义（设备内部）从站的状态变更命令（如启动设备或停止设备）、侦测远端设备故障情形等。通常从站都由主机通过NMT报文来启动、停止和重启。每一个从站还必须配有一个单独的设备标识符，即从站节点ID。（从站节点ID一般在程序启动后，节点初始化状态时设置。）

节点可分为4种状态，初始化状态(Initialisatio)，预操作状态（Pre_operational），操作状态(Operational)和停止状态（Stopped）。主站发送来的NMT格式一般为00 00 01 05，其中00 00是NMT功能码，代表主站发来的是NMT报文，01是要将从站节点设定为操作状态（参考表2），05是从站节点的ID。

表2 状态码表

当程序启动或者复位，一开始都是初始

化状态，此状态会进行节点内部设置，如设置从站节点ID及一些索引数据的初始化，完成这些操作后，程

序进入预操作状态，在预操作状态下，主站通常会通过SDO报文设置从站对象字典，包括心跳时间的设定，同步功CANOPEN从站协议在stm32f103zet6单片机上的实现-给人_文库下载https://www.sodocs.net/doc/b51985348.html,/doc/90842bd76bec0975f565e20c-2.html 能设置，数据存储映射设置等，当设置完毕后，会发送NMT节点管理报文将从站设为操作状态，此时从站节点如果已经设

置了同步功能，当从站节点收到主站发送过

来的同步报文后（通常是收到的报文是00 80 ，需要从站根据1005对象字典内的数据来确定可识别的同步报文ID，若数据为00 80，那么收到00 80的报文后发送从站状态数据）会返回目前从站的状态数据。

NMT主要涉及的代码为：proceedNMTstateChange(Message *m)函数：

此函数主要功能是根据主站发送的设定状态码来设置从站节点的状态，代码片段如下：

if( ( (*m).data[1] == 0 ) || ( (*m).data[1] == bDeviceNodeId ) ){//判断报文是否是发给本从站

switch( (*m).data[0]){ //解析报文case NMT_Start_Node:

if ( (nodeState == Pre_operational) || (nodeState == Stopped) )

nodeState = Operational; break;

case NMT_Stop_Node:

if ( nodeState == Pre_operational ||nodeState == Operational )

nodeState = Stopped; break;

case NMT_Enter_PreOperational:

if ( nodeState == Operational || nodeState == Stopped )

nodeState= Pre_operational; break;

case NMT_Reset_Node: nodeState = Initialisation; break;

4 心跳功能介绍及设计

所谓“心跳”，指的是主站/从站之间的一种通信。采用心跳机制的好处在于，如果从站设备发生故障（如断电，重启等），会停止发送心跳报文，若主站一段时间内没有收到心跳报文，主站设备就会检测到从站发生了故障。（心跳报文：CANopen设备将根据主站给从站设置心跳时间间隔参数（索引1017h）的周期发送心跳报文。）

Stm32f103zet6单片机内置定时器用于计算心跳报文发送间隔，假设对象字典设置的数据报文发送间隔为

2000毫秒，就可以将定时器设定为每500毫秒累计一次数值501，当累加数值大于2000时则发送心跳报文。心跳报文数据格式为07 05 7F。07 05根据协议计算可以知道是从站节点ID为5。（根据CANopen 协议设定，心跳报文格式为”Communication Object Identifier”COB-ID+NODE-ID+1位状态码，心跳报文的COB-ID为0x700，0705等于0x700+0x05，则NODE-ID等于0x05），7F代表从站状态为预操作状态（详见表3）。当发送心跳报文后，数值清0，数值再次每500毫秒累加一次数值501，当累加到大于2000数值时则发送心跳报文，以此无限循环。

图2 心跳报文及定时器工作流程图表3 心跳报文状态码对照表

心跳功能主要涉及的函数代码为：定时器设置函数TIM3_Configuration：此函数主要功能为每500毫秒触发一次定时器函数，代码片段：

void TIM3_Configuration(void) {

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 9999;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 3599;//公式(1+3599)/72M*(1+9999)=0.5

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

触发的定时器函数则进行数值累加，代码片段：

void TIM3_IRQHandler(void) {

if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) {

/* Clear TIM3 update interrupt */ TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);

GPIOF->ODR ^= GPIO_Pin_7;//每次让连接PF7管脚的LED灯亮进行状态切换

a=a+501;//每次累加数值501 } }

另外涉及的heartbeatMGR心跳函数：此函数功能是对定时器累加的数值做判断，当累加的数值达到对象字典内的数值时则发送心跳报文，代码片段：

if ( should_time )//这个变量为1017索引内的值，通过读取对象字典函数getODentry()获取

{ if( ( a >= should_time ) ) { msg.cob_id.w= bDeviceNodeId+ 0x700;

msg.len = (UNS8)0x01; msg.rtr = 0; msg.data[0] = nodeState;

can_send(&msg);//发送心跳报文a=0;//发送完毕后将定时器累加的数值清0

} }

5 SDO服务数据对象介绍及设计

SDO服务数据对象可用来设置及读取远端节点的对象字典其中的资料。当主站要设置从站的对象字典的数据时，需要先发送一个SDO报文，当从站（stm32f103zet6）接收到报文后，会进行报文解析进而形成一个响应报文反馈给主站。参考以下流程图：

图3 从站处理主站SDO流程图

CANopen发送的SDO报文包括11 位元的ID、远端传输请求（RTR）位元及大小不超过8位元的资料。表4报文介绍

图3 处理写入报文示例

图4处理读取报文示例

从图3看出，从站先接收到主站发送过来的报文06 05 2B 17 00 D0 07 00 00；其中06 05是主站的设置

05从站节点的ID（根据CANopen协议设定，主站发送的SDO报文格式为，COB-ID+NODE-ID+8位DATA，主站SDO报文的COB-ID为0x600，0605等于0x600+0x05，则NODE-ID等于0x05，即设定要设置的从站节点为5号节点），2B是代表设置的数据长度为2个字节（2F代表设置的数据长度为1个字节，27代表设置的数据长度为2个字节，23代表设置的数据长度为4个字节），17 10则代表要设置10 17索引，后面的00代表设置0号索引，D0 07 00 00代表设置的2个数据为D0 07。（因为只设置2个字节数据长度，所以后面的00 00 可以忽略。）如图3所示，当经过SDO报文处理后，程序会反馈一个SDO响应报文05 85 60 17 00 00 00 00 00 00；其中05 85是代表此数据为5号从站返回的数据(从站发送SDO响应报文格式为COB-ID+NODE-ID+8位数据，从站SDO响应报文的COB-ID为0x580，0585等于0x580+0x05，则NODE-ID等于0x05，即此数据为5号从站返回的数据)，60 代表响应写入成功命令字（若是80的话则是写入错误），17 10代表是对10 17索引的反馈，00 00 00 00代表反馈响应数据成功（若返回失败则返回错误码如：00 00 02 06，则代表是对象字典不存在，此错误代码可以通过代码去设置）。图3是处理设置报文(download)示例。图4是处理读取报文(upload)示例，如图主站发送的报文的第三个字节是40,代表请求读取数据命令字。17 10代表是读取1017索引的数据，从站的响应报文4B代表索引内的数据为2个字节（4F代表索引内的数据为1个字节,47代表索引内的数据为3个字节,43代表索引内的数据为4个字节），数据为D0 07。

SDO功能主要涉及的函数代码为：proceedSDO(message *m)函数：

此函数主要功能是处理SDO报文并将其封装成响应SDO报文，代码片段：

if((nodeState == Operational) || (nodeState == Pre_operational))

{

sdo.nodeId = (UNS8) (GET_NODE_ID((*m)));

MSG_WAR1(0x3A19, "Received SDO for nodeId : ", sdo.nodeId);

sdo.len = (*m).len; if (sdo.len > 0)

sdo.body.SCS = m->data[0]; //封装SDO报文

for (i = 1 ; i < sdo.len ; i++) sdo.body.data[i - 1] = m->data[i];

报文通过sendSDO(s_SDO sdo)函数发送：

此函数主要功能是将封装后的SDO报文发送，代码片段：

m.cob_id.w = *pwCobId; m.rtr = DONNEES; m.len = 8;

if (sdo.len > 0)

m.data[0] = sdo.body.SCS; for (i = 1 ; i < sdo.len ; i++) { m.data[i] = sdo.body.data[i - 1]; }

for (i = sdo.len ; i < 8; i++)m.data[i]=0;//将封装的报文转换成CAN协议帧发送return can_send(&m);

6 PDO过程数据对象及设计

过程数据对象(PDO) 协定可用来在节点之间交换即时的资料。PDO分为两种：传送用的TPDO及接收用的RPDO。一个节点的TPDO是将资料由此节点传输到其他节点,而RPDO则是接收由其他节点传输的资料。从站（stm32f103zet6）目前只设置了TPDO用于传输从站的数据及传输错误信息，TPDO和RPDO 从站可通过一个TPDO传送最多8 字节资料给一设备。一个PDO可以由对象字典中几个不同索引的资料组成，规划方式则是透过对象字典中对应PDO映射及PDO参数的索引。

PDO可以用同步或异步的方式传送：同

步的PDO是从站接收到主站发送的SYNC讯息后触发，而异步的PDO是由从站内部达到一定条件或其他外部条件触发。同时从站报错事件也是由PDO发送。

图5 从站同步传输数据

图5是从站同步传输数据的报文，当从

站收到主站发送的00 80报文时，则进入同步传输数据函数，从站会将之前主站设置好的索引内的数据发送给主站，01 81是由主站设置的同步传输标识ID，02 67 6F则是3个索引里的数值，传换成十进制数为157551。

同步传输涉及的函数代码为：

Proceedsync(Message *m)，此函数功能是封装同步传输PDO报文，代码片段为：

if(index==0x2000&&subIndex==1)//将2000索引的1号子索引的数值赋给pdo的报文

{

*p=x; }

if(index==0x2000&&subIndex==3)// //将2000索引的3号子索引的数值赋给pdo的报文{

*p=y; }

if(index==0x2000&&subIndex==4)// //将2000索引的4号子索引的数值赋给pdo的报文{

*p=z; } if( objDict == OD_SUCCESSFUL ){

MSG_WAR1(0x3011, "Mapped data found size bytes : ", *pSize);

if (sizeData != *pSize) { MSG_WAR1(0x2052, "Size of data different than (size in mapping / 8) : ", sizeData);

} memcpy(&process_var.data[offset], pMappedAppObject, sizeData);//封装pdo报文

图6 从站发送错误事件

图6是一个从站发送错误事件的报文，当从站内部程序出现异常时（譬如取不到索引数据等），从站会进行报错，这里错误码和内容可以自己配置。01 83是由主站设置的发送错误事件标识ID，55 1F 00 00代表错误码，CD AB 00 00代表错误的数据。

发送错误事件涉及的函数代码为：MSG_ERR(num, str, val) ，此函数功能是将错误码和错误数值存入由主站设置的特定索引并封装成PDO报文发送（封装由sendPDOevent函数完成），代码片段为:

MSG_ERR(0x1F55, "Error For Test", 0xABCD);//可发送图6的错误报文

MSG_ERR(num, str, val)//函数原型{ if(nodeState == Operational ){

canopenErrNB=num; canopenErrVAL=val;

sendPDOevent(0,&canopenEr

rNB); //发送pdo报文

}

}

图7 从站异步传输数据

图7是一个异步传输数据报文，当内部达到一定条件是，会自动发送PDO报文，笔者将条件设定为如果时间在每小时56分时则发送PDO报文，01 82是主站设置给从站发送异步数据的标识ID，数据为当前时间戳，（0x86转换成十进制是56。）

异步传输数据所涉及函数也是sendPDOevent函数，此函数功能是将数据

if(minutes==56) {

sendPDOevent( 0, &minutes ); }

7 CANOPEN从站协议在STM32F103ZET6单片机上的实现

7．1 硬件设置

首先需要对管脚进行设置，由原理图（见图8）可以看出CAN数据传输端CANTX接PB9管脚，CAN数据接收端CANRX接PB8管脚。需要编写gpio_config()函数进行配置，代码片段：

/* Configure CAN pin: RX */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//输入模式

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); /* Configure CAN pin: TX */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//输出模式

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap1_CAN1 , ENABLE);//重映射

图8 STM32F103ZET6 CAN原理图

硬件方面设置完毕后，对程序进行设计，程序主要分为两大部分。7．2主程序介绍及设计

第一部分为main函数部分：程序运行时，进行初始化操作（设置节点ID、中断服务、管脚、发送邮箱、接收邮箱和波特率等），完成后进入对节点对状态进行检测和处理的无限循环程序：从站启动运行后会有四个状态，分别是初始化、预运行、运行、停止。代码中分别用initialization、pre_operational、operational、stopped四种状态来表示，四个状态功能函数分别是initialization(),preoperational(),operational(),stopped()，这些功能函数的主要作用是发送当前状态的心跳报文。用switch语句实现不同状态之间的切换及函数处理。

以下是主程序流程图：

图9 主程序流程图

代码框架大致为：While(1) {

switch(nodestatus){ case initialization: initialization(); break;

case pre_operational:

pre_operat ional(); break;

case operational:

operational(); break; case stopped:

stopped(); break;

} }

7．3 中断服务程序介绍及设计第二部分为中断服务程序：从节点上电启动后，中断等待来自主节点的管理报文，当报文到来的时候，基于中断的接收报文机制产生中断，中断由stm32的硬件进入void usb_lp_can_rx0_irqhandler(void)处理接收报文。can接收中断触发了CAN报文接收函数canreceive(&m)。然后通过不同功能码来实现报文的解析和处理。功能函数包括：proceednmtstatechange()函数，处理主站NMT报文，改变从节点状态；proceedsync()函数，用于接收同步报文；proceedpdo()函数，处理pdo报文；proceedsdo()函数，处理sdo报文。通过功能函数的解析后来执行相应的处理。从而来实现对节点的控制。

以下是中断服务程序流程图：

图10 中断服务程序流程图

代码框架大致为：

CAN_Receive(CAN1,CAN_FIFO0,&RxMessage);

if(RxMessage.StdId==0x600+bDeviceNodeId)//检查是否是发给本站的报文

{

if((RxMessage.Data[0]==0x2F)||

(RxMessage.Data[0]==0x2B)||(RxMessage.Data[0]==0x27)||(RxMessage.Data[0]==0x23)||(RxMessage. Data[0]==0x40)|| (RxMessage.Data[0]==0x60))//检查功能码

{ proceedSDO(0,&m);//处理SDO报文

}

if (RxMessage.StdId==0x0000)//检查功能码

{

proceedNMTstateChange(&m);//处理NMT报文

}

if (RxMessage.StdId==0x0080) 检查功能码

{ proceedSYNC(0,&m); //处理PDO同步报文}

7 结束语

CANopen协议作为一种非常有竞争力

标准总线，目前在欧洲已被广泛应用，在中国，随着工业时代的发展，CANopen协议也将会被广泛应用。

基于STM32F103ZET6最小系统设计

电路设计与PCB制板》 设计报告 题目：基于STM32F103ZET6最小系统 引言：Altium Designer基于一个软件集成平台，把为电子产品开发提供完整环境所需工具全部整合在一个应用软件中。 Altium Designer 包含所有设计任务所需工具：原理图和PCB设计、基于FPGA的嵌入式系统设计和开发。 目前我们使用到的功能特点主要有以下几点： 1、提供了丰富的原理图组件和PCB封装库并且为设计新 的器件提供了封装，简化了封装设计过程。 2、提供了层次原理图设计方法，支持“自上向下”的设 计思想，使大型电路设计的工作组开发方式称为可能。 3、提供了强大的查错功能，原理图中的ERC（电气规则 检查）工具和PCB 的DRC（设计规则检查）工具能帮助设计者更快的查出和改正错误。 4、全面兼容Protel系列以前的版本，并提供orcad格式文 件的转换。

一、课程设计目的 1、培养学生掌握、使用实用电子线路、计算机系统设计、制板的能力； 2.提高学生读图、分析线路和正确绘制设计线路、系统的能力； 3.了解原理图设计基础、了解设计环境设置、学习 Altium Designer 软件的功能及使用方法； 4.掌握绘制原理图的各种工具、利用软件绘制原理图； 5.掌握编辑元器件的方法构造原理图元件库； 6. 熟练掌握手工绘制电路版的方法，并掌握绘制编辑元件封装图的方法，自己构造印制板元件库； 7.了解电路板设计的一般规则、利用软件绘制原理图并自动生成印制板图。 二、设计过程规划 1、根据实物板设计方案； 2、制作原理图组件；

3、绘制原理图； 4、选择或绘制元器件的封装； 5、导入PCB图进行绘制及布线； 6、进入DRC检查； 三、原理图绘制 ?新建工程： 1.在菜单栏选择File → New → Project → PCB Project 2.Projects面板出现。 3.重新命名项目文件。 ?新建原理图纸 1. 单击File → New→ Schematic，或者在Files面板的New单元选择:Schematic Sheet。 2.通过选择File → Save As来将新原理图文件重命名（扩展名为M 3.SchDoc），和工程保存在同一文件目录下。

CANopen协议讲解

根据DS301的内容进行介绍 1、CAN总线 CAN标准报文

2、CANopen应用层协议 CANopen 协议不针对某种特别的应用对象，具有较高的配置灵活性，高数据传输能力，较低的实现复杂度。同时，CANopen 完全基于CAN 标准报文格式，而无需扩展报文的支持，最多支持127个节点，并且协议开源。 一个标准的CANopen 节点（下图），在数据链路层之上，添加了应用层。该应用层一般由软件实现，和控制算法共同运行在实时处理单元内。 一个标准的CANopen 节点 CANopen 应用层协议细化了CAN 总线协议中关于标识符的定义。定义标准报文的11 比特标识符中高4 比特为功能码，后7 比特为节点号，重命名为通讯对象标识符（COB-ID）。功能码将所有的报文分为7个优先级，按照优先级从高至低依次为： 网络命令报文（NMT） 同步报文（SYNC） 紧急报文（EMERGENCY） 时间戳（TIME）

过程数据对象（PDO） 服务数据对象（SDO） 节点状态报文（NMT Err Control） 7 位的节点号则表明CANopen 网络最多可支持127个节点共存（0 号节点为主站）。 下表给出了各报文的COB-ID 范围。 NMT 命令为最高优先级报文，由CANopen 主站发出，用以更改从节点的运行状态。 SYNC 报文定期由CANopen 主站发出，所有的同步PDO 根据SYNC报文发送。 EMERGENCY报文由出现紧急状态的从节点发出，任何具备紧急事件监控与

处理能力的节点会接收并处理紧急报文。

TIME 报文由CANopen 主站发出，用于同步所有从站的内部时钟。 PDO 分为4 对发送和接收PDO，每一个节点默认拥有4对发送PDO 和接收PDO，用于过程数据的传递。 SDO 分为发送SDO 和接收SDO，用于读写对象字典。 MT Error Control报文由从节点发出，用以监测从节点的运行状态。 状态机 CANopen 的每一个节点都维护了一个状态机。该状态机的状态决定了该节点当前支持的通讯方式以及节点行为。 初始化时，节点将自动设置自身参数和CANopen 对象字典，发出节点启动报文，并不接收任何网络报文。 初始化完成后，自动进入预运行状态。在该状态，节点等待主站的网络命令，接收主站的配置请求，因此可以接收和发送除了PDO 以外的所有报文。 运行状态为节点的正常工作状态，接收并发送所有通讯报文。 停止状态为一种临时状态，只能接收主站的网络命令，以恢复运行或者重新启动。

基于STM32的经典项目设计实例

13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器，因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时，设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安)，基本可以实现永不关机，即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv，通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407（STM32F407数据手册），ARM Cortex-M4内核，最高频率可达180Mhz，包含一个单精度浮点DSP，一个DCMI（数字相机接口）。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302（STM32F302数据手册）芯片主控，同时用蓝牙，语音模块，数码管，七彩灯等部件构成，当主持人按下抢答键时，数码管进入倒记时，选手做好准备，当数码管从9变为0时，多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答，同时语音播报抢答结果，显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机，它们同轴相连，分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创） 本系统是以STM32F407（STM32F407数据手册）进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计（有视频，有代码） 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪，就是练手，搞清楚STM32F4（STM32F4系列数据手册）中的USB固件编写，USB驱动的开发，上位机UI开发等一整套流程，过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖（有视频） 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人，在硬件方面主要有OV7670摄像头，LCD，舵机，在软件方面主要有OV7670的驱动，摄像头颜色识别算法，解魔方算法和舵机动作算法。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，制版，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。

7个基于STM32单片机的精彩设计实例

7个基于STM32单片机的精彩设计实例，附原理图、代码等相关资料 STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1、STM32与FPGA强强联合，实现完整版信号发生器 话说之前看过作者的另外一个作品，是STM32和FPGA实现的示波器，当然感觉不做。现在作者又推出了信号发生器。重点是TFT触屏来控制波形，相当于一个终端，STM32用来通信，起到了FPGA和TFT之间的纽带作用。最后波形输出作者使用了巴特沃斯滤波器，让输出的波形更加干净。虽然以高端的信号发生器无法比拟，但是用于平时信号输出使用时足够了。 2.采用STM32单片机基于uCOS II系统控制VS1053B语音芯片制作的MP3播放器 一看到uCOS II，就觉得是个高级货，绝对不是一般的小打小闹。该制作耗时半年能完成制作，不得不佩服作者的坚持。这个使用了VC1053B音频模块，TFT液晶显示，还是用了NRF24L01无线模块（暂时没明白这个无线如何使用的），最后作者还很细心的提供了理论指导，方便大家制作。 3.使用OV7670让STM32转身变成照相机（附原理图、代码源文件） 经常使用STM32的同学有没有做过照相机呢？虽说在智能手机遍布的时代，正经相机也要束之高阁了。但是能使用STM32做个相机，拿出去拍个照也是非常拉风的。这个相机使用了ST32F103C8T6（ST32F103C8T6数据手册），摄像头用的是OV7670，带SD卡和触摸屏2.4寸，整体尺寸和卡片机差不多。 4.基于STM32的手机WIFI 控制四轴飞行器设计 我们平时看到的四轴飞行器多是遥控手柄控制的，给你推荐的这个是手机通过wifi就可以控制了，重点在作者还提供了安卓版本的app，直接安装就可以控制飞行器了，当然前提是要根据作者提供的原理图、pcb、代码做出个飞行器了。对APP感兴趣的朋友不妨写写ios 版本的。 5、使用STM32F103RC实现数字万用表设计，具备常用功能 作为电子工程师，最经常用到的就是万用表，可以很少人知道万用表里面的结构、测电压的过程。现在就有人用STM32F103（STM32F103数据手册）做了个数字万用表，只有三个常用功能：测电压（0-50v），测电阻（1k-390k），短路档，使用了LCD5110显示数据，大家不妨动动手开发其他功能。 6、基于RFID技术、以STM32为终端的智能小区管理系统 话说现在高档小区越来越多，对小区的智能化管理也在日渐智能化。这个设计就使用了当下很火的wifi智能控制。系统由多个智能服务终端和系统服务器所组成。智能服务终端就是一个基于STM32的完备系统，涵盖了室内环境监测、高温火警GSM报警、A卡管理助手、天气助手、用户电子账单、万年历、小区意见反馈等功能。

CANopen协议介绍

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基于stm32的智能小车设计毕业设计

海南大学 毕业论文（设计） 题目：基于stm32的智能小车设计学号：20112834320005 姓名：陈亚文 年级：2011级 学院：应用科技学院（儋州校区） 学部：工学部 专业：电子科学与技术 指导教师：张健 完成日期：2014 年12 月 1 日

摘要 本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制

Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control

基于STM32的简易电子计算器设计与实现

四川师范大学成都学院通信工程学院 基于STM32的简易电子计算器设计与实现---实验综合设计报告 学生姓名陶龑 学号2016301033 所在学院通信工程学院 专业名称嵌入式系统课程设计 班级2014级软件班 指导教师刘强 成绩 四川师范大学成都学院 二○一六年十一月

基于STM32的简易电子计算器设计与实现内容摘要：电子计算器即将传统意义上的计算器进行电子化和数字化，为其减少时间误差和体积，并提供更多的扩展实用功能，从而使电子计算器的应用更加广泛。在经过资料的查找与收集后，本论文以该理念设计了一款基于STM32芯片作为核心控制器，使用Keil5平台，以C语言为基础进行软件编程的简易电子计算器，其内在TFT-LCD液晶屏进行输出，以四个按键进行输入，从而实现显示输入数据以及加减乘除运算的基本功能。 通过软件程序的编写、硬件电路原理的实现、电子计算器正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程，该简易电子计算器现可用于日常生活和工作中。 关键词：简易电子计算器STM32 C语言Keil5

Design and implementation of Multi Function Electronic Clock based on STM32 Abstract: The traditional electronic calculator calculator for electronic and digital, to reduce the time error and volume, and provide more extended utility function, so that the more extensive application of electronic calculators. After searching and collecting data, in this paper, the concept of a design based on STM32 chip as the core controller, using Keil5 platform, simple electronic calculator based on C language software programming, the TFT-LCD LCD screen for input and output, with four keys, so as to realize the display of input data and the basic the function of add, subtract, multiply and divide operations. Through the software program, hardware circuit principle of the electronic calculator realization, normal work process and the principle of graph simulation, hardware installation and hardware debugging process, the simple electronic calculator is used in daily life and work. Key words: Simple electronic calculator STM32 language C Keil5

CAN总线与CANopen协议

CAN总线与CANOpen协议 一CAN总线简介 1．1 引言 在20世纪90年代的汽车研究领域，采用总线分布式控制获得了很大的成功。用户要求汽车的控制系统具有优越的性能以保证汽车的安全性和舒适性，因此越来越多的具有超强计算能力的电子设备加载在汽车上。这就要求不同的电子设备之间能够进行通信和数据交换，以达到信息共享协调工作的目的。德国的博世公司（Bosch）率先将CAN总线（Controller Area Network）应用于汽车电子控制系统，解决了控制系统的部件之间的以及控制系统与测试设备主机的数据交换问题，替代了原有网络（用于车体控制的LIN网络、用于厂内环境控制的MOST 网络及原有车内通信的Flecray网络等）实现的功能。由于其独特的设计思想和高可靠性，在不同总线标准的竞争中获得了广泛的认可，并逐渐成为汽车最基本的控制网络，广泛应用于火车、机器人、楼宇控制、机械制造、数字机床、医疗器械、自动化仪表等领域。 图1.1 早期的ECU（汽车电子控制单元）通信 CAN总线是一种串行通信协议，具有较高的通信速率的和较强的抗干扰能力，可以作为现场总线应用于电磁噪声较大的场合。由于CAN总线本身只定义ISO/OSI模型中的第一层（物理层）和第二层（数据链路层），通常情况下CAN 总线网络都是独立的网络，所以没有网络层。在实际使用中，用户还需要自己定义应用层的协议，因此在CAN总线的发展过程中出现了各种版本的CAN应用

层协议，现阶段最流行的CAN应用层协议主要有CANopen、DeviceNet和J1939等协议。 图1.2 基于总线（CAN）的ECU通信 1.2 CAN总线的特点 CAN总线并不采用物理地址的模式传送数据，而是每个消息有自己的标识符用来识别总线上的节点。标识符主要有2个功能：消息滤波和消息优先级确定。节点利用标识符确定是否接收总线上的传送的消息当有2个或更多节点需要传送数据时，根据标识符确定消息的优先级。总线访问采用多主原则，所有节点都可以作为主节点占用总线。CAN总线相对于Ethernet具有非破坏性避免总线冲突的特点（CSMA/CA协议，与CSMA/CD协议相似），这种方式可以保证在产生总线冲突的情况下，具有更高优先级的信息没有被延时传输。 其物理传输层详细和高效的定义，使得CAN总线具有其它总线无法达到的优势，注定其在工业现场总线中占有不可动摇的地位，CAN总线通信主要具有如下所示的优势和特点： （1）CAN总线上任意节点均可在任意时刻主动的向其它节点发起通信，节点没有主从之分，但在同一时刻优先级高的节点能获得总线的使用权，在高优先级的节点释放总线后，任意节点都可使用总线； （2）CAN总线传输波特率为5Kbps~1Mbps，在5Kbps的通信波特率下最远传输距离可以达到10Km，即使在1Mbps的波特率下也能传输40m的距离。在1Mbps波特率下节点发送一帧数据最多需要134μs； （3）CAN总线采用载波监听多路访问、逐位仲裁的非破坏性总线仲裁技术。在节点需要发送信息时，节点先监听总线是否空闲，只有节点监听到总线空

基于STM32的嵌入式操作系统程序设计及实现本科毕业论文 精品

本科毕业论文（设计） 论文题目：基于STM32的嵌入式操作系统程序设计及实现 姓名：郝宇 学号：0930******** 班级：01班 年级：2009级 专业：电子信息工程学院：信息工程学院指导教师：丁光哲讲师完成时间：2013年5月20日

作者声明 本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。 毕业论文（设计）成果归武昌工学院所有。 特此声明 作者专业：电子信息工程 作者学号：0930******** 作者签名： 年月日

基于STM32的嵌入式操作系统 程序设计及实现 郝宇 The Design and Implementation of embedded operating system program based on STM32 Hao, Yu 2013年5月20日

摘要 随着科学技术不断的进步，工业生产越来越先进复杂，操作系统μC/OS-II 是高效、稳定、可靠、节能的系统，广泛应用安防，消费电子中。而基于Cortex-M3架构下的STM32是一款性价比优越新型微处理器，将μC/OS-II移植到STM32 上能够发挥其高效的性能，从而投入社会生产，制造出很多有用又实惠的电子产品，为我们的生活带来便利。 本文主要的研究内容是μC/OS-II操作系统理论分析、移植方法、应用程序设计及调试仿真实现。首先，对μC/OS-II的理论分析，研究其实际应用及系统结构；其次，分析STM32硬件平台及μC/OS-II的移植需求；最后，在μC/OS-II 上开发LCD，LED，按键KEY等应用程序，并对多任务系统调试分析。主要研究结论如下： （1）μC/OS-II操作系统主要分为任务管理、内存管理和时间管理三大部分，其间通信是通过消息队列和消邮箱。 （2）μC/OS-II移植主要在OS_CPU.H，OS_CPU_C.C，OS_CPU_A.ASM三个文件中，涉及到数据类型、堆栈、中断定义和任务切换等。 （3）应用程序设计优先级分配要合理，硬件平台初始化模块化处理。 关键词：嵌入式系统；μC/OS-II；移植

基于某STM32F103的恒温系统的设计

中国矿业大学计算机学院2013 级本科生课程报告 报告时间2016.09.20 学生谊坤 学号08133367 专业电子信息科学与技术 任课教师王凯

任课教师评语 任课教师评语（①对课程基础理论的掌握；②对课程知识应用能力的评价；③对课程报告相关实验、作品、软件等成果的评价；④课程学习态度和上课纪律；⑤课程成果和报告工作量；⑥总体评价和成绩；⑦存在问题等）：

成绩：任课教师签字： 年月日 摘要 针对目前温度控制在生产生活中被广泛应用，而传统的温度控制系统是由功能繁杂的大量分离器件构成，为了节约成本、提高系统的可靠性，本文设计了一种基于STM32F103T6的温度控制系统。本设计是基于DS18B20的温度控制系统，以STM32F103ZET6为控制系统核心，通过嵌入式系统设计实现对温度的显示和控制功能。在该系统中，为了减小干扰的影响，用均值滤波算法对采样数据进行处理之后再进行温度判定等一系列操作的依据。设计中，基本上实现了该系统的功能，通过DS18B20采集温

度数据，使用LCD屏幕来显示相关的信息，能够通过加热和降温将温度控制在恒定的围，并可以手动设置恒温围，温度超出限制后会有声光报警。 关键词：STM32F103，均值滤波，恒温控制，DS18B20 目录 1 绪论 (1) 1.1选题的背景及意义 (1) 1.2设计思想 (1)

2 硬件设计 (2) 2.1硬件平台 (2) 2.2硬件设计模块图 (3) 2.3温度传感器DS18B20 (3) 2.4 LCD屏幕 (6) 2.5 DC 5V散热风扇 (8) 2.6加热片 (8) 3 软件设计 (9) 3.1软件平台 (9) 3.2软件设计模块图 (9) 3.3主程序流程图 (10) 3.4子程序流程图 (11) 3.4.1 恒温控制子程序流程图 (11) 3.4.2 flag标志设置子程序流程图 (12) 3.4.3温度设置子程序流程图 (13) 3.4.4温度读取函数流程图 (14) 3.4.5均值滤波程序流程图 (15) 3.4.6显示函数程序流程图 (16) 4 调试分析 (16)

can总线与canopen协议

竭诚为您提供优质文档/双击可除can总线与canopen协议 篇一：?canopen协议讲解 根据ds301的内容进行介绍 1、can总线 can标准报文 2、canopen应用层协议 canopen协议不针对某种特别的应用对象，具有较高的配置灵活性，高数据传输能力，较低的实现复杂度。同时，canopen完全基于can标准报文格式，而无需扩展报文的支持，最多支持127个节点，并且协议开源。 一个标准的canopen节点（下图），在数据链路层之上，添加了应用层。该应用层一般由软件实现，和控制算法共同运行在实时处理单元内。 一个标准的canopen节点 canopen应用层协议细化了can总线协议中关于标识符的定义。定义标准报文的11比特标识符中高4比特为功能码，后7比特为节点号，重命名为通讯对象标识符（cob-id）。功能码将所有的报文分为7个优先级，按照优先级从高至低

依次为： 网络命令报文（nmt） 同步报文（sync） 紧急报文（emeRgency） 时间戳（time） 过程数据对象（pdo） 服务数据对象（sdo） 节点状态报文（nmterrcontrol） 7位的节点号则表明canopen网络最多可支持127个节点共存（0号节点为主站）。 下表给出了各报文的cob-id范围。 nmt命令为最高优先级报文，由canopen主站发出，用以更改从节点的运行状态。 sync报文定期由canopen主站发出，所有的同步pdo根据sync报文发送。 emeRgency报文由出现紧急状态的从节点发出，任何具备紧急事件监控与处理能力的节点会接收并处理紧急报文。 time报文由canopen主站发出，用于同步所有从站的内部时钟。 pdo分为4对发送和接收pdo，每一个节点默认拥有4 对发送pdo和接收pdo，用于过程数据的传递。 sdo分为发送sdo和接收sdo，用于读写对象字典。

毕业设计基于stm32的智能小车设计说明

摘要 本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制

Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control

基于STM32F103的恒温系统的设计.docx

. 中国矿业大学计算机学院2013级本科生课程报告 课程名称信科专业综合实践 报告时间2016.09.20 学生姓名张谊坤 学号08133367 专业电子信息科学与技术 任课教师王凯

任课教师评语 任课教师评语（①对课程基础理论的掌握；②对课程知识应用能力的评价；③对课程报告相关实验、作品、软件等成果的评价；④课程学习态度和上课纪律；⑤课程成果和报告工作量；⑥总体评价和成绩；⑦存在问题等）： 成绩：任课教师签字： 年月日

摘要 针对目前温度控制在生产生活中被广泛应用，而传统的温度控制系统是由功能繁杂的大量分离器件构成，为了节约成本、提高系统的可靠性，本文设计了一种基于 STM32F103T6 的温度控制系统。本设计是基于 DS18B20 的温度控制系统，以STM32F103ZET6 为控制系统核心，通过嵌入式系统设计实现对温度的显示和控制功能。 在该系统中，为了减小干扰的影响，用均值滤波算法对采样数据进行处理之后再进行温度 判定等一系列操作的依据。设计中，基本上实现了该系统的功能，通过 DS18B20 采集温度数据，使用 LCD 屏幕来显示相关的信息，能够通过加热和降温将温度控制在恒定的范围内，并可以手动设置恒温范围，温度超出限制后会有声光报警。 关键词： STM32F103，均值滤波，恒温控制，DS18B20

. 目录 1 绪论................................................................................................................................................................................. 1.1 选题的背景及意义 (1) 1.2 设计思想................................................................................................................................................................. 1.3 实现的功能 (2) 2 硬件设计........................................................................................................................................................................ 2.1 硬件平台................................................................................................................................................................. 2.2 硬件设计模块图 (3) 2.3 温度传感器DS18B20 (4) 2.4 LCD 屏幕 (8) 2.5 DC 5V 散热风扇 (10) 2.6 加热片 (10) 3 软件设计 (11) 3.1 软件平台 (11) 3.2 软件设计模块图 (12) 3.3 主程序流程图 (12) 3.4 子程序流程图 (14) 3.4.1 恒温控制子程序流程图 (14) 3.4.2 flag 标志设置子程序流程图 (15) 3.4.3 温度设置子程序流程图 (16) 3.4.4 温度读取函数流程图 (17) 3.4.5 均值滤波程序流程图 (18) 3.4.6 显示函数程序流程图 (19) 4 调试分析 (19) 4.1 硬件调试 (20) 4.2 软件测试 (20) 4.3 功能实现分析 (21) 5 实验总结 (21) 参考文献 (23)

CANopen协议—PDO介绍

机械工程学院机械设计及理论研究所 目录 第一章PDO实例分析 (1) 一、目的： (1) 二、手段： (1) 三、分析： (1) 四、过程： (2) 4.1.对象字典的编写 (2) 4.1.1各节点ID分配表定义 (2) 4.1.2对节点1进行对象字典编写 (2) 4.1.3对节点2进行对象字典编写 (3) 4.1.4对节点3进行对象字典编写 (5) 4.2节点1发送数据至节点2、节点3 (6) 4.2.1节点1发送数据至总线 (6) 4.2.2 节点2、节点3从总线接收数据 (7) 4.3 节点2 发送数据至节点3 (8) 4.3.1 节点2 发送数据至总线 (8) 4.3.2 节点3从总线接收数据 (9) 参考文献 (10)

第一章PDO实例分析 一、目的： 实例的目的如图1-1所示，实现节点1的数据（A、B）传送到节点2、节点3，同时实现节点2传输数据（C、D）至节点3 。 图1-1 数据传输目的 二、手段： 使用PDO进行数据传送。 三、分析： 图1-2 SDO客户/服务器通讯模式[1] PDO通信是基于生产者/消费者（Producer/Consumer）模型，主要用于传输实时数据。产生数据的节点将带有自己节点号的数据放到总线上，需要该数据的节点可以配置为接收该节点发送的数据[3]。

四、过程： 4.1.对象字典的编写 对象字典的结构和条目对于所有设备是共同的，本例中采用索引定位，子索引确定对象的思想构建对象字典，方法是使用结构体定义子索引，子索引结构体的成员变量包含对象的属性（读写权限，数据类型，数据长度等）和指向对象的指针，定义索引时包含指向子索引的指针和子索引数目，对象字典各项在代码中采取如图1-3所示的方式来组织构建，这样可以方便地通过索引和子索引一找到对应的项，对象定义为指针的形式可以通过主站的SDO报文进行读写，实现对对象字典的灵活配置，同时这种方式实现通讯层与应用层共享数据变量的特点。对象字典的条目格式如图1-3所示： 图1-3 对象字典模块结构图 4.1.1各节点ID分配表定义 表1-1 各节点ID分配表 4.1.2对节点1进行对象字典编写 节点1发送数据至节点2、节点3，故需定义TPDO，我们在此处定义为TPDO1。节点1的应用数据区、TPDO1的通讯参数和映射参数在对象字典中的定义分别如表1-2、1-3和1-4所示。 表1-2 节点1的应用数据区在对象字典中的定义 表1-3 节点1的TPDO1通讯参数在对象字典中的定义

基于stm32的智能家居项目设计报告

项目设计报告

智能家居监控系统的总体设计框图如下图所示。该系统采用的主要模块是STM32F407ZE系列的单片机，负责对信息的接收和处理，将各个模块收集到的模拟信号转换成数字信号，以便OLED屏显示出来。而智能家居监控系统需要实现监控温湿度、光照强度、密码开锁等信号并及时的做出回应。本课程设计了一款智能家居环境监测报警系统，能够实时监测火灾、光照强度等温湿度异常、外人闯入等危险状态。 图1 智能家居系统框图 该智能家居监控系统由超声波模块、温湿度模块、光敏电阻、OLED 显示模块、蜂鸣器报警模块、LED显示以及按键输入模块组成基本的检测外设，由STM32F407ZE来对各个外设进行控制。其中超声波模块、温湿度模块和光敏电阻将检测到的一些外界环境因素的变化，转换成相应的电压变化，这便有利于在OLED显示屏等观察到相应的现象。

本系统是典型的嵌入式技术应用于测控系统，以嵌入式为开发平台， 系统以32位单片机STM32F407ZE为主控制器对各传感器数据进行采集， 经过分析后去控制各执行设备。 硬件电路部分为：微控制器最小系统电路、数据采集电路（光敏电 路、温湿度传感器、超声波模块）、输出控制电路（OLED显示屏、蜂鸣器、 发光二极管）组成。 图2 LED电路图 其发光二极管一段连接3.3V的电源，而另一端则连接着 STM32F407ZE单片机的GPIO口，同时可以看出当外设给一个低电平时，发光二极管则被点亮。 图3 按键电路 但按键按下时，则输出一个低电位；当按键不按时，则输出高电位。 图4 蜂鸣器电路

当输入一个高电平时，三极管将处于导通状态，此时蜂鸣器将正常工作；而当输入一个低电平时，三极管将处于截止状态，无法正常工作。 图5 串口电路图 串口的RXD和TXD分别连接STM32F407ZE单片机的U1_TX和U1_RX，分别表示数据的接收和传输；而串口UART1的3、4口连接A—A口线的两端，用于对数据的传输。 图6 光敏传感器电路图 其原理利用的是光敏二级管对光照强度的敏感性，通过光照强度的不同，其光敏二极管的导电率也会发生相应的改变，从而使R24的电压值发生改变，从而导致输出电压的大小发生改变。 软件设计：主要控制光敏电阻电压采集处理与控制部分、温度采集处理与控制部分、霍尔传感器报警部分和辅助指示部分。数模转换（ADC）外设用于将连续的模拟电压转换成离散的数字量。ADC模块含有一个可编程的序列发生器，它可在无需控制器的干扰的情况下对多个模拟输入进行采样。同时我们采用I2C模块，I2C为两线式串行总线,由PHILIPS公司开发用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC 之间进行双向传送，高速IIC总线一般可达400kbps以上。同时通信方式为半双工。