智能家居控制系统-课程设计报告

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践嵌入式系统原理及应用实践 智能家居控制系统 无操作系统 智能家居控制系统 无操作系统 学生姓名学生姓名XXXXXX 学学 号号XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 所在学院所在学院XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 专业名称专业名称XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 班班 级级XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师指导教师XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 成成 绩绩 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 二二 XXXX年年XXXX月月 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 I 综合实训综合实训任务书任务书 学生姓名学生姓名XXX学生学号学生学号XXX 学生专业学生专业XXX学生班级学生班级XXX 设计题目设计题目 智能家居控制系统 无操作系统 设计目的 设计目的 巩固 AD 转换模块的应用 光照采集 掌握 PWM 驱动蜂鸣器产生不同频率声音的方法 巩固 SSI 模块控制数码管动态显示的方法 掌握定时器控制数码管实现动态扫描的思想 掌握 DS18B20 检测温度的程序设计方法 掌握一个完整项目的分析 规划 硬件设计 软件设计 报告撰写的流程方法 具体任务 具体任务 1 编写 或改写 发光二极管 按键 继电器 定时器 数码管 ADC PWM 温度传感器 DS18B20 等模块的初始化程序及基本操作程序 2 为保证数码管显示的稳定性 使用定时器定时扫描各个数码管 可避 免处理器在执行其他程序时 数码管停止扫描而使得显示不正常 3 通过 ADC 模块采集开发板上的光敏电阻 CH3 并在数码管低四位显 示采集的值 将光照强度分为 5 级 亮度最亮时开发板上的 4 颗 LED 全部熄灭 亮度越来越低时 分别点亮 1 颗 2 颗 3 颗 完全黑暗时点亮 4 颗 LED 4 通过 DS18B20 检测环境温度 并在数码管高三位显示 两位整数 一 位小数 当环境温度低于设定的下限温度时 蜂鸣器报警 同时打开空调制 热 继电器 当环境温度高于上限温度时 蜂鸣器报警 同时打开空调制热 继电器 5 通过开发板上的三个按键 KEY1 KEY2 KEY4 KEY3 引脚与 DS18B20 共 用 在此项目中不使用 设定上下限温度 KEY1 按一次设定上限温度 同时数码管显示上限温度 按两次设定下限 温度 同时数码管显示下限温度 按三次 设定完成 同时数码管显示实时 温度 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 II KEY2 按一次 上限或下限温度加 1 KEY3 该引脚被 DS18B20 占用 不可使用 KEY4 按一次 上限或下限温度减 1 目目 录录 前 言 1 1 硬件设计 1 1 1 ADC 转换 3 1 2 SSI 控制数码管显示 3 1 3 按键和 LED 模块 5 1 4 PWM 驱动蜂鸣器 6 2 软件设计 7 2 1 ADC 模块 7 2 1 1 ADC 模块原理描述 7 2 1 2 ADC 模块程序设计流程图 8 2 2 SSI 模块 8 2 2 1 SSI 模块原理描述 9 2 2 2 SSI 模块程序设计流程图 10 2 3 定时器模块 10 2 3 1 定时器模块原理描述 10 2 3 2 定时器模块流程图 11 2 4 DS18B20 模块 11 2 4 1 DS18B20 模块原理描述 11 2 4 2 DS18B20 模块程序设计流程图 12 2 5 按键模块 13 2 5 1 按键模块原理描述 13 2 5 2 按键模块程序设计流程图 13 2 6 PWM 模块 13 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 III 2 6 1 PWM 模块原理描述 14 2 6 2 PWM 模块程序设计流程图 14 2 6 主函数模块 14 2 6 1 主函数模块原理描述 14 2 6 2主函数模块程序设计流程图 15 3 验证结果 15 操作步骤和结果描述 15 总结 16 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 1 智能家居控制系统设计 前 言 当前 随着科学技术的发展 计算机 嵌入式系统和网络通信技术逐步深入 到各个领域 使得住宅和家用电器设备网络化和智能化 智能家居已经开始出现 在人们的生活中 智能家居控制系统 smarthome control systems 简称 SCS 它以住宅为平台 家居电器及家电设备为主要控制对象 利用综合布线技术 网 络通信技术 安全防范技术 自动控制技术 音视频技术将家居生活有关的设 施进行高效集成 构建高效的住宅设施与家庭日程事务的控制管理系统 提升家 居智能 安全 便利 舒适 并实现环保节能的综合智能家居网络控制系统平台 智能家居控制系统是智能家居核心 是智能家居控制功能实现的基础 通过家居智能化技术 实现家庭中各种与信息技术相关的通讯设备 家用电 器和家庭安防装置网络化 通过嵌入式家庭网关连接到一个家庭智能化系统上进 行集中或异地的监控和家庭事务管理 并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与 协调 家居智能化所提供的是一个家居智能化系统的高度安全性 生活舒适性和 通讯快捷性的信息化与自动化居住空间 从而满足 21 世纪新秀社会中人们追求 的便利和快节奏的工作方式 以及与外部世界保持安全开放的舒适生活环境 本 文以智能家居广阔的市场需求为基础 选取智能家居控制系统为研究对象 1 硬件设计 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 LM3S8962 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 温度 传感器 霍尔传感器 输出控制电路 继电器 蜂鸣器 发光二极管 和八位 LED 数码管显示组成 LM3S8962 布局如图 1 1 所示 LM3S8962 核心板外围电路如 图 1 2 所示 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 2 图 1 1 LM3S8962 布局图 R1 10K S1 S1 VDD3 3 SYSRST C4 104 Y1 6M Y3 4 194304M C1 18P C7 18P C3 18P C12 18P OSC0 OSC1 XOSC1 XOSC0 C5 104 C6 104 AGND AVDD3 3 C8 104 C10 105 C11 104 C13 104 LDO VDD2 5 C14 104 C15 104 C16 104 C22 104 C23 104 C19 104 R5 1K POWER1 LED VDD3 3 R2 1M R3 0R Y2 25MHz C2 18P C9 18P PG3 PG2 VBAT GND VDD3 3 R4 10K PG7 PH2 PH3 PF4 PH0 PH1 PG4 PF7 xPG7 xPH2 xPH3 xPF4 xPH0 xPH1 xPG4 xPF7 C17 104 C18 104 C20 104 C21 104 C24 104 VDD3 3 RP1 0 RP3 0 RP2 0 RP4 0 GND 图 1 2 LM3S8962 核心板外围电路 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 3 1 1 ADC 转换 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 StellsrisADC 模块的转换分辨率为 10 位 并最多可支持 8 个输入通道以及一个 内部温度传感器 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 Stellaris 系列 ARM 集成有一个 10 位的 ADC 模块 支持 8 个输入通道 以及 一个内部温度传感器 ADC 模块含有一个可编程的序列发生器 可在无需控制器 干涉的情况下对多个模拟输入源进行采样 每个采样序列队完全可配置的输入源 触发事件 中断的产生和序列优先级提供灵活的编程 如输入源和输入模式 采 样结束时的中断产生 以及指示序列最后一个采样的指示符 图 1 1 1 为 ADC 输入测试电路示意图 Stellaris 系列 MCU 的 ADC 模块采用 模拟电源 VDDA GNDA 供电 RW1 是音频电位器 输出电压在 0V 3 3V 之间 并带 有手动旋钮 便于操作 R1 和 C1 组成简单的 RC 低通滤波电路 能够滤除寄生在 由 RW1 产生的模拟信号上的扰动 图1 1 1 A D转换电路原理图 1 2 SSI 控制数码管显示 SSI 模块驱动数码管显示 对于 Texas Instruments 同步串行帧格式 在发 送每帧之前 每遇到 SSICLK 的上升沿开始的串行时钟周期时 SSIFss 管脚就跳 动一次 在这种帧格式中 SSI 和片外从器件在 SSICLK 的上升沿驱动各自的输出 数据 并在下降沿锁存来自另一个器件的数据 不同于其它两种全双工传输的帧格式 在半双工下工作的 MICROWIRE 格式使 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 4 用特殊的主 从消息技术 在该模式中 帧开始时向片外从机发送 8 位控制消息 在发送过程中 SSI 没有接收到输入的数据 在消息已发送之后 片外从机对消 息进行译码 并在 8 位控制消息的最后一位也已发送出去之后等待一个串行时钟 之后以请求的数据来响应 返回的数据在长度上可以是 4 16 位 使得在任何地 方整个帧长度为 13 25 位 图 1 2 1 显示了一次传输的 Texas Instruments 同 步串行帧格式 在该模式中 任何时候当 SSI 空闲时 SSICLK 和 SSIFss 被强制为低电平 发送数据线 SSITx 为三态 一旦发送 FIFO 的底部入口包含数据 SSIFss 变为高 电平并持续一个 SSICLK 周期 即将发送的值也从发送 FIFO 传输到发送逻辑的串 行移位寄存器中 在 SSICLK 的下一个上升沿 4 16 位数据帧的 MSB 从 SSITx 管 脚移出 同样地 接收数据的 MSB 也通过片外串行从器件移到 SSIRx 管脚上 然后 SSI 和片外串行从器件都提供时钟 供每个数据位在每个 SSICLK 的下 降沿进入各自的串行移位器中 在已锁存 LSB 之后的第一个 SSICLK 上升沿上 接收数据从串行移位器传输到接收 FIFO 图1 2 1 TI同步串行帧格式 单次传输 图1 2 2 TI同步串行帧格式 连续传输 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 5 图 1 2 2 显示了背对背 back to back 传输时的 Texas Instruments 同步 串行帧格式 图 1 2 3 为 LM3S8962 实验板上数码管通过 SSI 端口连接的电路原理图 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 GND 8 Q7 9 MR 10 SHcp 11 STcp 12 OE 13 DS 14 Q0 15 VCC 16 U7 74HC595 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 GND 8 Q7 9 MR 10 SHcp 11 STcp 12 OE 13 DS 14 Q0 15 VCC 16 U9 74HC595 a 1 b 2 c 3 d 4 e 5 f 6 g 7 h 8 S1 9 S2 10 S3 11 S4 12 S1S2 S3S4 led1 LED4 1 a 1 b 2 c 3 d 4 e 5 f 6 g 7 h 8 S1 9 S2 10 S3 11 S4 12 S1S2 S3S4 led2 LED4 2 X1X2X3 X4 X5X6X7 X8 R32 510 R33 510 R34 510 R36 510 R37510 R38 510 R39510 R40 510 V595 V595 V595 V595 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 C22 104 C23 104 V595V595 PA2 PA3 PA5 5VV595 JP3 JP 图1 2 3 SSI端口的数码管电路原理图 1 3 按键和 LED 模块 图 1 3 1 和图 1 3 2 分别为 LM3S8962 实验板上的 LED 和 KEY 电路原理图 当有按键按下去时 与 KEY 对应的端口输出低电平 在程序中 当读取到对应的 端口输入低电平时 表示有键被按下了 然后将与之关联的 LED 输出高电平 图 1 3 1 为 LED 灯模块 此模块中有 4 颗 LED 灯 阳极分别通过四个保护电 阻连接电源正极 阴极分别和 PB0 PB3 相接 当需要点亮某颗发光二极管时 只需要给相应的引脚写低电平就行了 四颗发光二极管的供电经过了一个跳线帽 J3 使用此模块前需要将此跳线帽盖上 图 1 3 2 为按键模块的原理图 K1 K4 按键一端与公共地相接 另一端与接 有高电平的上拉电阻以及 MCU 的 PB4 PB7 相接 当按键断开时 PB4 PB7 读取 到的是高电平 当有按键闭合时 对应的引脚便会读到低电平 以判断出被按下 的键 再有 MCU 作出相应的相应 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 6 图 1 3 1 KEY 电路原理图 图 1 3 2 LED 电路原理图 1 4 PWM 驱动蜂鸣器 PWM 脉冲宽度调制 是一项功能强大的技术 它是一种对模拟信号电平进 行数字化编码的方法 在脉冲调制中使用高分辨率计数器来产生方波 并且可以 通过调整方波的占空比来对模拟信号电平进行编码 PWM 发生器模块产生两个 PWM 信号 这两个 PWM 信号可以是独立的信号 也 可以是一对插入了死区延迟的互补信号 PWM 发生器模块的输出信号在传递到器 件管脚之前由输出模块管理 LM3S8962 实验板驱动直流电机和步进电机的电路原理图如图 1 4 1 所示 在 本电路图中 引出了 LM3S8962 处理器的六路 PWM 输出 其中 PWM0 PWM3 用于驱 动四相八拍步进电机 PWM4 驱动直流电机 PWM5 驱动无源蜂鸣器 IN1 1 IN2 2 IN3 3 IN4 4 IN5 5 IN6 6 IN7 7 GND 8 COM 9 OUT7 10 OUT6 11 OUT5 12 OUT4 13 OUT3 14 OUT2 15 OUT1 16 U8 ULN2003A JDQ setpA setpB setpC DC M otor1 OE 1 LE 11 D1 2 D2 3 D3 4 D4 5 D5 6 D6 7 D7 8 D8 9 GND 10 Q8 12 Q7 13 Q6 14 Q5 15 Q4 16 Q3 17 Q2 18 Q1 19 VCC 20 U6 74HC573 1 2 P11 DC m otor 5V PG1 SPEAKER PB0 PB1 PE0 PE1 PF0 PG0 PF1 PWM0 PWM1 PWM2 PWM3 PWM4 PWM5 JP5 JP 5V U3 5V U3 5V U3 5V U3 5V U3 1 2 3 4 5 P10 stepm otor setpD 图1 4 1 蜂鸣器电路原理图 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 7 2 软件设计 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 2 1 ADC 模块 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 StellsrisADC 模块的转换分辨率为 10 位 并最多可支持 8 个输入通道以及一个 内部温度传感器 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 该 StellsrisADC 提供下列特性 最多可支持 8 个模拟输入通道 单端和差分输入配置 内部温度传感器 最高可以达到 1M 秒的采样率 4 个可编程采样序列 入口长度 1 8 每个序列均带有相应的转换结 果 GPIO 灵活的触发方式 控制器 软件触发 定时器触发 模拟比较器触 发 GPIO 触发 PWM 触发 硬件可对多达 64 个采样值进行平均计算 以便提高 ADC 转换精度 使用内部 3V 作为 ADC 转换参考电压 模拟电源和模拟地跟数字电源和数字地分开 2 1 1 ADC 模块原理描述 Stellaris 系列 ARM 集成有一个 10 位的 ADC 模块 支持 4 8 个输入通道 以及一个内部温度传感器 ADC 模块含有一个可编程的序列发生器 可在无需控 制器干涉的情况下对多个模拟输入源进行采样 每个采样序列均对完全可置的输 入源 触发事件 中断的产生和序列优先级提供灵活的编程 函数 ADCSequenceEnable 和 ADCSequenceDisable 用来使能和禁止 一个 ADC 采样序列 函数 ADCSequenceDataGet 用来读取 ADC 结果 FIFO 里的数据 函数 ADCIntEnable 和 ADCIntDisable 用来使能和禁止一个 ADC 采 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 8 样序列中断 函数 ADCIntStatus 用来获取一个采样序列的中断状态 程序中通过配置 ADC 采集光传感器的光照强度并转换 ADC 采样完成后触 发中断 在中断中修改采样结束控制变量 ADC EndFlag 2 1 2 ADC 模块程序设计流程图 开始 ADC 初始化 ADC 采样及分级ADC 中断服务程序 判断 Case1 熄 灭所有二 极管 Case2 点亮一颗 Case3 点 亮二颗 Case4 点亮三颗 Case5 点亮四颗 2 2 SSI 模块 SSI 总线系统是一种同步串行接口 它可以使 MCU 与各种外围设备以串行方 式进行通信以交换信息 外围设置 FLASHRAM 网络控制器 LCD 显示驱动器 A D 转换器和 MCU 等 SPI 总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件 直接接口 该接口一般使用 4 条线 串行时钟线 SCK 主机输入 从机输出数 据线 MISO 主机输出 从机输入数据线 MOSI 和低电平有效的从机选择线 SS 有的 SPI 接口芯片带有中断信号线 INT 或 INT 有的 SPI 接口芯片没有主机输出 从机 输入数据线 MOSI SSI 接口主要应用在 EEPROM FLASH 实时时钟 AD 转换器 还有数字信号处理 器和数字信号解码器之间 SSI 接口是在 CPU 和外围低速器件之间进行同步串行数据传输 在主器件的移 位脉冲下 数据按位传输 高位在前 低位在后 为全双工通信 数据传输速度总体 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 9 来说比 I2C 总线要快 速度可达到几 Mbps SSI 接口是以主从方式工作的 这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器 件 2 2 1 SSI 模块原理描述 Stellaris 系列 ARM 的 SSI Synchronous Serial Interface 同步串行接口 是与具有 Freescale SPI 飞思尔半导体 MicroWire 美国国家半导体 Texas Instruments 德国仪器 TI 同步串行接口的外设器件进行同步串行通 信的主机或从机接口 SSI 具有以下特征 主机或从机操作 时钟位速率和预分频可编程 独立的发送和接收 FIFO 16 位宽 8 个单元深 接口独立可编程 以实现 Freescale SPI MicroWire 或 TI 的串行接 口 数据帧大小可编程 范围 4 16 位 内部回环测试模式 可进行诊断 调试测试 SSI 模块的配置由 SSIConfigSetExpClk 函数来管理 它主要设置 SSI 协议 工作模式 位速率和数据宽度 但为了实际的方便 常用函数 SSIConfig 代替 函数 SSIDataPut 将把提供的数据放置到特定的 SSI 模块发送 FIFO 中 函数 SSIDataGet 将指定 SSI 模块的接受 FIFO 获取接收到的数据 函数 SSIIntEnable 使能单独的一个或多个 SSI 中断源 函数 SSIIntStatus 获取 SSI 当前的中断状态 在使用 SSI 可通过置位 RCGC1 寄存器的 SSI 位来使能 SSI 外设时钟 针对不 同的帧格式 SSI 可通过以下步骤进行配置 确保在对任何配置进行更改之前先将 SSICR1 寄存器中的 SSE 位禁止 SSI 引脚配置 确定 SSI 为主机还是从机 通过写 SSICR0 寄存器来配置时钟预分频除数 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 10 写 SSICR0 寄存器 实现串行时钟率 协议模式 数据长度配置 通过置位 SSICR1 寄存器的 SSE 位来使能 SSI 通过 SSIDR 进行读写操作 2 2 2 SSI 模块程序设计流程图 SSI 总线初始化 接口模块的编写 开始 下 限 显 示 模 块 上 限 显 示 模 块 光 照 强 度 显 示 模 块 温 度 显 示 模 块 2 3 定时器模块 2 3 1 定时器模块原理描述 定时器的工作原理都是对某一特定的时钟进行计数 如系统时钟为 6MHz 则 定时器每计一次数则为 6M 分之一秒 如果定时一秒钟 则定时器需要计数 6M 次 定时器 API 分成 3 组函数 分别执行以下功能 处理定时器配置和控制 处 理定时器内容和执行中断处理 Timer 模块的功能在总体上可以分为 32 位模式和 16 位模式两大类 在 32 位 模式下 TimerA 和 TimerB 被连在一起形成一个完整的 32 位计数器 对于 Timer 的各项操作 如装载初值 运行控制 中断控制等 在 32 位模式下 对 TimerA 的操作作为整体上的 32 位控制 而对 TimerB 的操作无任何效果 在 16 位模式 下 对 TimerA 的操作仅对 TimerA 有效 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 11 对 TimerB 的操作仅对 TimerB 有效 即对两者的操控是完全独立进行的 函数 TimerConfig 用于配置 Timer 模块的工作模式 即 32 位或 16 位工作 模式 函数 TimerIntEnable 使能 Timer 中断 函数 TimerLoadSet 设置装载 值 函数 TimerEnable 使能 Timer 计数 函数 TimerIntStatus 获取当前 Timer 的中断状态 程序中使用定时器模块 设置为 32 位周期定时器 每隔 10ms 扫描一次数码 管 TimerConfigure TIMER0 BASE TIMER CFG 32 BIT PER TimerLoadSet TIMER0 BASE TIMER A 60000 TimerIntEnable TIMER0 BASE TIMER TIMA TIMEOUT 超时中断 对数码管的动态显示 是通过定时器中断的方式来扫描的 因此 涉及到中 断服务例程和定时器中断的设置 2 3 2 定时器模块流程图 开始 设置系统时钟 使能定时器 调用定时器中断 结束 2 4 DS18B20 模块 运用 DS18B20 检测温度 若指令成功地使 DS18B20 完成温度测量 数据存储 在 DS18B20 的存储器 一个控制功能指挥指示 DS18B20 的演出测温 测量结果将 被放置在 DS18B20 内存中 并可以让阅读发出记忆功能的指挥 阅读内容的片上 存储器 温度报警触发器 TH 和 TL 都有一字节 EEPROM 的数据 如果 DS18B20 不 使用报警检查指令 这些寄存器可作为一般的用户记忆用途 在片上还载有配置 字节以理想的解决温度数字转换 写 TH TL 指令以及配置字节利用一个记忆功能 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 12 的指令完成 通过缓存器读寄存器 所有数据的读 写都是从最低位开始 2 4 1 DS18B20 模块原理描述 DS18B20 的 1 2 3 引脚分别是 Vcc 电源正 DQ 数据输出 和 GND 电 源地 DS18B20 通过引脚 2 将采集到的数据传输给 MCU 的 PB6 引脚 交由 MCU 处 理 如图 2 4 1 1 所示 图 2 4 1 1 DS18B20 原理图 2 4 2 DS18B20 模块程序设计流程图 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 13 开始 初始化 DS18B20 复位 DS18B20 启动 DS18B20 结束 读取温度 2 5 按键模块 当有按键按下去时 与 KEY 对应的端口输出低电平 在程序中 当读取到对 应的端口输入低电平时 表示有键被按下了 然后将与之关联的 LED 输出高电平 即可达到实验内容的要求 2 5 1 按键模块原理描述 按键可用于调控温度上下限的数值 按一下 key1 键 再按 key2 完成了对 上限温度的加操作 按 key4 完成对下限温度的减操作 按两下 key1 键 再按 key2 完成对上限的减操作 按 key4 完成对下限的减操作 当处于上下限温度 调节时 数码管前三位显示的不是当前温度 而是上下限温度的数值 2 5 2按键模块程序设计流程图 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 14 开始 按键模块初始化 获取中断状态 判断 Case 0 x10 设定温度 Case 0 x20 温度加一 Case 0 x80 温度减一 2 6 PWM 模块 Stellsris 系列 ARM 提供 4 个 PWM 发生器模块和一个控制块 每个 PWM 发生 器模块包含 1 个定时器 16 位递减或先递增后递减计数器 2 个比较器 1 个 PWM 信号发生器 1 个死区发生器 以及一个中断 ADC 触发选择器 而控制模块 决定了 PWM 信号的极性 以及将哪个信号传递到管脚 PWM 发生器模块产生两个 PWM 信号 这两个信号可以是独立的信号 也可以 是一对插入了死区延迟的互补信号 PWM 发生器模块的输出信号在传输到器件管 脚之前由输出控制模块管理 Stellsris 系列 ARM 的 PWM 特性 4 个 PWM 发生器 产生 8 路 PWM 信号 灵活的 PWM 产生方法 自带死区发生器 灵活可控的输出控制模块 安全可靠的错误保护功能 丰富的中断机制和 ADC 触发 2 6 1 PWM 模块原理描述 脉冲宽度调制 PWM Pulse Width Modulation 也简称为脉宽调制 是一 项功能强大的技术 它是一种对模拟信 四川师范大学成都学院综合实训设计报告 15 号电平进行数字化编码的方法 在脉宽调制中使用高分辨率计数器来产生方波 并且可以通过调整方波的占空比来对模拟信号电平进行编码 PWM 通常使用在开 关电源和电机控制中 2 6 2 PWM 模块程序设计流程图 开始 模块初始化 上下限判断 蜂鸣器发出响声 继电器工作 蜂鸣器发出另一频 率的响声继电器工 作 如果高于上限如果低于下限 2 6 主函数模块 2 6 1 主函数模块原理描述 每一个程序里面都必须要有一个主函数的存在 开始从主函数开始 结束也 在主函数结束 主函数主要功能是可以调用各个模块的函数从而进行程序的运行 当完成各个模块的程序后 从主函数中结束