实验指导书《基于STM3的嵌入式系统原理与设计》.docVIP

实验指导书 （实验）课程名称：基于STM32的嵌入式系统设计实验 实验一 电路板焊接与调试 一．实验简介 完成实验板上部分元件的焊接，焊接完成后进行基本测试。 二．实验目的及原理 掌握STM32F103实验板的基本原理，掌握焊接电路板的基本技能，掌握下载测试程序的基本方法。 原理：详细内容参考教材《基于STM32的嵌入式系统原理与设计》 MCU和周边电路 如图为MCU及其周边电路。 图1 MCU及其周边电路 唤醒电路，高有效，不按时接220K电阻下拉。 复位电路，低有效。带RC启动复位。 配置启动，用跳线选择BOOT1和BOOT0接高电平或低电平。 高速晶振电路，采用8M晶振，在STM32内部倍频为72M。 AD参考电路，采用LC滤波，可跳线选择直接接VCC或通过TL431稳压电路产生的参考电压。 后备电池。可通过跳线选择直接接VCC或电池。 AD输入，可选择使用RC滤波，共8路。 低速晶振电路，选用32.768kHz晶振，为产生准确的串口波特率。 USB转串口电路 USB转串口电路可以方便没有串口的笔记本电脑用户通过USB接口下载代码到FLASH中，及进行RS232串行通信。 图2 USB转串口接口电路 USB转串口芯片是CP2102,该芯片稳定性较好。当其正常工作的时候，灯LED6亮。该芯片DP/D+引脚连MINI USB接口的脚3，DM/D-引脚连MINI USB接口的脚2，为一对USB输入输出线。TXD与RXD引脚接MCU的PA10(USART1_RX)和PA9(USART1_TX)。 I2C接口电路 本书选择的EEPROM是AT24C02是256字节的电可擦出PROM，通过I2C协议与STM32进行通信，连接十分简单。 EEPROM虽然容量只有256字节，但是读写比较方便，与MCU连线少，被广泛的使用在智能仪器、汽车电子、工业控制、家用电器等 场合。实例中使用AT24C02存储屏幕是否校准过及屏幕各个角的模拟值等。 图3 I2C接口电路 A2、A1、A0为做级联时使用，这里只有1片24C02,接地即可。WP为写保护，不保护的时候接地。SCL为I2C时钟，SDA为I2C数据，因开漏输出，需外部接上拉电阻上拉。 三．实验内容 学习STM32F103实验板电路的原理图 焊接电路板上部分电阻电容 焊接LED和蜂鸣器 焊接ASM1117芯片IIC芯片AT24C02 下载测试代码到焊接好的STM32实验板，测试实验板是否工作正常。 实验原理根据教材。 四．实验设备 硬件部分：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、电烙铁 软件部分：测试软件（源代码）、ISP下载软件 五．实验步骤 1.焊接电路板部分电阻电容 2.焊接LED和蜂鸣器 3.焊接ASM1117芯片IIC芯片AT24C02 4.焊接晶振 5.检查和清洁实验板。注意需在测试前检查电源与地之间是否短路才能进入下一步。 6.下载测试代码到焊接好的电路板，测试焊接是否正确。测试过程通过串口调试助手输出测试信息，依次测试串口、LED、按键、蜂鸣器、IIC和SPIFLSH的工作情况。 7.如测试不通过，根据现象检查电路，找到问题后进行修正，然后重新测试。 实验二 流水灯和按键实验 一．实验简介 从无到有构建第一个STM32工程，并实现流水灯效果和按键响应。 二．实验目的及原理 掌握STM32开发环境，掌握从无到有的构建工程，学会GPIO基本操作。 原理：详细内容参考教材《基于STM32的嵌入式系统原理与设计》 输入输出端口GPIO GPIO是常规输入输出端口,STM32F103VE有PA、PB、PC、PD、PE共5个16位的GPIO。STM32的GPIO都是可编程的，具有很多复用功能。从图1.7.1可见，通过对输出控及肖特基触发器及各个开关的控制，可以选择使用GPIO功能或复用功能。当听过编程，将输出控制设置为选择复用功能的时候，就从来自片上外设的复用功能输出端采集数据，反之采集输出数据寄存器上的数据。在GPIO方式下也可以配置为很多种模式，这和51单片机是有明显的区别，功能性强了很多。这些模式有： 输入浮空、输入上拉、输入下拉、模拟输入、开漏输入、推挽输出、推挽复用、开漏复用。在默认的模式下为输入浮空。 每个I/O端口可以通过对GPIO寄存器写操作来编程成一种模式，GPIO寄存器包括端口配置低寄存器GPIOx_CRL、端口配置高寄存器GPIOx_CRH、端口输入寄存器GPIOx_IDR、端口输出寄存器GPIOx_ODR、端口位设置清除寄存器GPIOx_BSRR、端口为清除寄存器GPIOx_BRR、端口锁定寄存器GPIOx_LCKR。所有x的范围为(A-E)。80个GPIO分为5组，A-E就是分组号。例如，GPIOB_CRL就是B组GPIO的端