基于STM32单片机的点阵显示设计资料

1、基于STM32单片机的点阵显示设计一、系统的硬件设计1.1 系统的硬件设计方案STM32F103x6是基于ARM核心的增强型32位带闪存、USB、ADC和CAN的微控制器。在电机驱动和应用控制、医疗和手持设备、智能仪表、警报系统和视频对讲中有广泛的应用。通过使用STM32F103x6进行LED点阵显示的设计，学习STM32单片机的使用方法。1.2 STM32单片机简介根据本课题需要采用用了STM32F103x6型号单片机STM32F103XX增强型系列拥有ARM的Cortex-M3核心，它为实现MCU的需要提供了低成本、缩减的管脚数目、降低的系统内耗，同时提供了卓越的计算性能和先进的中断系统响

2、应。它的原理图如图1-2所示KEYTHYtMQushFp'TD【烧写电用PA-WKUPPROPABPBlPA2PBLB(K>I1PA3PB3/TDOPH41NTRSTPA5PBSPA6P拗PA7PB7F'AKPHXFA9Pl狗PA10PB10PAUPBI1PA12PBl2Pl5MTMSSWDiOFB13isAI4TCKSWCLKPB14PAI5TDIPB15OSfINPIJOPCI3TAMPERRTCOStOUT/PD1PCI4-OSC32INPC15-OSC32OVJ.J8PSM1RSTITTpSAMCLK二?仃PE'kfDA!Ai常替TpOwst:一42击*4

3、HT75TTT，N)76pF0uhHOOTONRSTVBATVDDIVSS1VDD2VSS2VDL>3VSS3VDDAVSSASTM32FI03C8T6支局喏f图6主控模块以用相关的外围电路的感理图相¥1g业界图1-2STM32单片机原理图1.2.1 STM32F103x6单片机的功能哦心-ARM32位的Cortex-M3CPU-单周期硬件乘法和除法，加快计算哼储器-从32K字节到128K字节闪存程序存储器-多重自举功能寸钟、复位和供电管理-2.0至3.6伏供电和I/O管脚- -上电/断电复位、可编程电压检测器、掉电检测器- -内嵌4至16MHZ高速晶体振荡器- -内嵌PLL供

4、应CPU时钟- -内嵌使用32KHZ晶体的RTC振荡器氐功耗- -3种省电模式：睡眠、停机和待机模式- -VBAT为RTC和后备寄存器供电3个12位模数转换器，1us转换时间- -双采样和保持功能- -温度传感器倜试模式-串行调试和JTAG接口DMA-支持的外设：定时器、ADC、SPI、I2C和USART哆达80个快速I/O口-26/36/51/80个多功能双向5V兼容的I/O接口哆达7个定时器- -多达3个同步的16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道- -两个看门狗定时器- -系统时间定位器：24位的带自动加载功能的哆达9个通信接口- -多达2个I2

5、C接口- -多达3个USART接口- -多达2个SPI同步串行接口- -CAN接口- -USB2.0接口1.2.2STM32单片机的主要特色STM32系列32位闪存微控制器使用来自于ARM公司具有突破性的Cortex-M3内核，该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。Cortex-M3在系统结构上的增强，让STM32受益无穷；Thumb-2?指令集带来了更高的指令效率和更强的性能；通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器，对中断事件的响应比以往更迅速；所有这些又都融入了业界领先的功耗水准。STM32系列给MCU用户带来了前所未有的自由空间，提供了全新的3

6、2位产品选项，结合了高性能、实时、低功耗、低电压等特性，同时保持了高集成度和易于开发的优势。它拥有出众和创新的外设，易于开发，可使产品快速进入市场。1.3STM32单片机开发板简介本课题采用了普中科技的STM32开发板，配备有STM32F103x6芯片。开发板的引脚图如图1-3所示图1-3普中科技的STM32开发板实物图1.3.1 STM32开发板的外围硬件资源- -8*8双色点阵模块- -五线四相步进电机- -四线双极性步进电机-动态数码管/静态数码管-74HC595-74HC165-USB自动下载-MCU-矩阵键盘、独立按键-AD/DA/光敏/温敏-ISP、PS2等等。其电路图如图1-3-

7、1五纥巴相步进电机-fc-动态数吗营Ffl*.WgbbUVTIKK.dfDGHMWa18B自动不爽警庄平1»电兼幌烧目,sp2修早率留国籍聿这图1-3-1普中科技的STM32开发板内部电路图1.3.2 STM32开发板的软件资源STM32开发板提供了丰富的标准例程，其例程列表如下:编号实验名称编号实验名称编号实验名称1LED灯1074HC59519定时器TIM22RCC系统时钟1174HC16520串口通信3独立按键12EXIT中断21DS18B20温度检测4晶体数码管13FLASH保存22RTC时钟显示数据5动态数码管14STM32-24C0223ADC1-DMA6SysTick定

8、时器15STM32-ADDA-PCF859124彩屏例程7步进电机16STM-160225CAN-BUS8矩阵键盘17硬件I2C读取24C0226VirtualCOMPort（USB转串口）9LED点阵18硬件SPI-5951.4硬件电路本科创课题涉及的硬件电路如图1-4所示图1-4STM32LED点阵实验在开发板上的接线图二、系统的软件设计对于一个完整的嵌入式应用系统的开发，硬件的设计与调试工作仅占整个工作量的一半，应用系统的程序设计也是嵌入式系统设计一个非常重要的方面。本次软件编写在Keil软件平台进行的。如图2-1所示。的&4K占由士戒修5除看WUibM岫出卜JVS助gw型由T3

9、.r:卞/JZAUrtawiTiiprikmCMGTMJU!；:N.口？R/m图2-1Keil软件平台截图2.1 对STM32端口进行配置对端口的配置程序如下：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE)/关闭调试端口重新映射使用仿真器调试时，不能用此语GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GP

10、IOPin2|GPIOPin3|GPIOPin4|GPIOPin5|GPIOPin6|GPIO_Pin_7;惭有GPIO为同一类型端口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHZ/输出的最大频率为50HZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);初始化GPIOB端口GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);初始化GPIOB端口2.2 控制LED点阵显示的主程序设计控制L

11、ED点阵显示的程序如下：while(1)m+;if(m>4)m=1;switch(m)case 1:for(j=0;j<3;j+)/从左到右3次for(i=0;i<8;i+)/P2=tabai;GPIOB->BSRR=tabai&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位,不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(tabai)&0x00ff;/P1=0xff;GPIOA->BSRR=0xff&0x00ff;将数据送到P1口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(-0xff)&0x00ff;Delay

12、(0X0DFFFF);break;case 2:Delay(800);for(j=0;j<3;j+)/从右到左3次for(i=0;i<8;i+)/P2=taba7-i;GPIOB->BSRR=taba7-i&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(taba7-i)&0x00ff;/P1=0xff;GPIOA->BSRR=0xff&0x00ff;将数据送到P1口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(-0xff)&0x00ff;Delay(0X0DFFFF);)

13、break;case 3:Delay(800);for(j=0;j<3;j+)/从上至下3次for(i=0;i<8;i+)/P2=0x00;GPIOB->BSRR=0x00&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位,不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(0x00)&0x00ff;P1=tabb7-i;GPIOA->BSRR=tabb7-i&0x00ff;将数据送到P1口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(tabb7-i)&0x00ff;Delay(0X0DFFFF);)break;case 4:

14、Delay(800);for(j=0;j<3;j+)/从下至上3次(for(i=0;i<8;i+)(/P2=0x00;GPIOB->BSRR=0x00&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(0x00)&0x00ff;P1=tabbi;GPIOA->BSRR=tabbi&0x00ff;/将数据送到P1口并屏蔽高位,不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(tabbi)&0x00ff;Delay(0X0DFFFF);)break;2.3 RCC函数的配置配置程序代码如下：vo

15、idRCC_Configuration(void)(复位RCC外部设备寄存器到默认值RCC_DeInit();打开外部高速晶振RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);等待外部高速时钟准备好HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus=SUCCESS)外部高速时钟已经准另U好(开启FLASH的预取功能FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);/FLASH延迟2个周期FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);配置AHB(H

16、CLK)时钟=SYSCLKRCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);配置APB2(PCLK2)钟=AHB时钟RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);配置APB1(PCLK1)钟=AHB1/2时钟RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);配置PLL时钟=外部高速晶体时钟*9PLLCLK=8MHz*9=72MHzRCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);使能PLL时钟RCC_PLLCmd(ENABLE);/等待PLL时钟就绪while(RCC_GetFlagStatus(RC

17、C_FLAG_PLLRDY)=RESET)配置系统时钟=PLL时钟RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);/检查PLL时钟是否作为系统时钟while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08)2.4 NIVC函数配置配置的程序如下：voidNVIC_Configuration(void)(#ifdefVECT_TAB_RAMNVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,0x0);#elseNVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x0);#endif设置向量表的位置和偏移

18、量，如果向量表位于RAM,则偏移量为0x0。如果向量位于FLASH则偏移量为0x0。完整的程序代码见附录。三、系统实验首先进行硬件电路搭建，根据图1-4,进行硬件电路连接。连接完毕后，检查导线是否连接错误以及导线是否连接牢固。其次进行软件调试，在Keil软件平台进行软件调试，直至无错误报警。最后将程序下载到开发板。关键点：连接时核心板的BOOT1的短路帽要断开。实验现象：LED点阵从左到右，从右到左，从上至下，从下至上滚动。附录程序代码#include"stm32f10x_lib.h"GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;ErrorStatu

19、sHSEStartUpStatus;unsignedinttaba=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;unsignedinttabb=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80;voidRCC_Configuration(void);voidNVIC_Configuration(void);voidDelay(vu32nCount);/主函数/*intmain(void)unsignedchari,j;staticunsignedcharm;#ifdefDEBUGdebug();#endifRCC_Con巾gur

20、ation();系统时钟配置函数NVIC_Configuration();/NVIC配置函数/使能APB2总线外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);关闭调试端口重标映射使用仿真器调试而，不育或I此语GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIOPin3|GP

21、IOPin4|GPIOPin5|GPIOPin6|GPIOPin7;RGPIO为同一类型端口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;/输出的最大频率为50HZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);初始化GPIOB端口GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);初始化GPIOB端口while(1)m+;if(m>4)m=1;switch(m)case 1:f

22、or(j=0;j<3;j+)/从左到右3次for(i=0;i<8;i+)/P2=tabai;GPIOB->BSRR=tabai&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(tabai)&0x00ff;/P1=0xff;GPIOA->BSRR=0xff&0x00ff;/将数据送到P1口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(0xff)&0x00ff;Delay(0X0DFFFF);break;case 2:Delay(800);for(j=0;j<3;j+)/

23、从右到左3次for(i=0;i<8;i+)(/P2=taba7-i;GPIOB->BSRR=taba7-i&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(taba7-i)&0x00ff;/P1=0xff;GPIOA->BSRR=0xff&0x00ff;/将数据送到P1口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(0xff)&0x00ff;Delay(0X0DFFFF);break;case 3:Delay(800);for(j=0;j<3;j+)/从上至下3次(for(

24、i=0;i<8;i+)(/P2=0x00;GPIOB->BSRR=0x00&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(0x00)&0x00ff;/P1=tabb7-i;GPIOA->BSRR=tabb7-i&0x00ff;/将数据送到P1口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(tabb7-i)&0x00ff;Delay(0X0DFFFF);break;case 4:Delay(800);for(j=0;j<3;j+)/从下至上3次(for(i=0;i<8

25、;i+)(/P2=0x00;GPIOB->BSRR=0x00&0x00ff;/将数据送到P2口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOB->BRR=(-0x00)&0x00ff;/P1=tabbi;GPIOA->BSRR=tabbi&0x00ff;/将数据送到P1口并屏蔽高位，不干扰高8位IO的使用GPIOA->BRR=(tabbi)&0x00ff;Delay(0X0DFFFF);break;/配置RCC/*voidRCC_Configuration(void)./复位RCC外部设备寄存器到默认值RCC_DeInit();/打开外部高速

26、晶振RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);/等待外部高速时钟准备好HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus=SUCCESS)外部高速时钟已经准另U好/开启FLASH的预取功能FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);/FLASH延迟2个周期FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);配置AHB(HCLK)时钟=SYSCLKRCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);配置APB2(PCLK2)S=AHB时钟RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);配置APB1(PCLK1)#=AHB1/2时钟RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);配置PLL时钟=外部高速晶体时钟*9PLLCLK=8MHz*9=72MHzRCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);/使能PLL时钟RCC_PLLCmd(ENABLE);/等待PLL时钟就绪while(RCC_GetFlagStatu