嵌入式综合实验周Word文件下载.docx

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DevicesUsedtoControl，MonitororAssisttheOperationofEquipment，MachineryorPlants）。

嵌入式系统，通常指一种专用的计算机设备，或作为装置和设备的一部分，亦或是指单纯的一块控制电路板。

事实上带有数字接口的设备都使用了嵌入式系统。

从应用对象上加以定义，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。

国普遍认同的嵌入式系统定义为：

以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

本次实训采用了信盈达智能穿戴开发平台，通过为期一周的学习，快速掌握了STM32F40XXX系列微控制器的基础使用方法，并通过编程实现了相关的功能。

2总体设计方案

2.1设计思路

2.1.1

设计一个智能穿戴系统，实现下列功能：

显示小组、班级、学号；

显示实时温度、湿度；

测量并显示心率；

测量并显示血压；

返回初始界面。

2.2设计方框图

3系统硬件设计

3.1微控制器电路的设计

图1STM32F11微控制器电路

3.2按键电路的设计

图2按键电路

3.3温湿度检测电路

图3SHT20温湿度检测电路

SHT20是新一代sensirion湿度和温度传感器，采用数字输出方案，带有I2C接口，具有优异的长期稳定性，本电路采用I2C方案进行通讯。

3.4OLED显示电路

图4OLED显示电路

平台搭载了一款132×

64大小的OLED屏幕。

OLED是有机发光二极管的缩写，又称有机电激光显示、有机发光半导体。

其具有自发光、广视角、超高对比度、低耗电的优良性能，为一种高端的显示设备。

4系统软件设计

图5系统流程图

相关程序编写：

①main函数所需头文件：

#include"

stm32f4xx.h"

key.h"

led.h"

exti.h"

uart.h"

delay.h"

timer.h"

oled.h"

spi.h"

bmp.h"

iic.h"

sht20.h"

②按键程序：

在main函数中，按键程序采用switch语句，按下后累计按下次数，以此选择软件功能模块。

switch（page）

{

case1:

OLED_clear（）;

name_page（）;

break;

case2:

clock_page（）;

case3:

pulse_page（）;

case4:

OLED_clear（）;

bp_page（）;

case5:

kal_km_page（）;

default:

break;

}

③SPI程序：

SPI是一种全双工串行接口，英文全称：

SerialPeripheralInterface，可处理多个连接到指定总线上的主机和从机。

在数据传输过程中，总线上只能有一个主机和一个从机通信。

在数据传输中，主机总是会向从机发送一帧8到16个位的数据，而从机也总会向主机发送一帧字节数据。

“全双工”意义为：

主机、从机同时给对方发送数据。

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线（“同步”的意思是数据传输需要时钟线），并且在芯片的管脚上只占用四根线，“信盈达智能穿戴设备开发平台”上的OLED屏使用的是SPI接口。

SPI控制器的初始化步骤有以下几步：

（1）使能SPI复用功能所映射的GPIO口时钟。

（2）SPI控制器时钟使能。

（3）配置GPIO为复用功能。

（MOSI/MISO/CLK）

（4）GPIO复用功能为第几复用功能（AFx）。

（5）配置GPIO输出速率为50MHz。

（6）配置SPIx->

CR1寄存器。

相关代码如下所示：

voidSpi1_init（void）

{

RCC->

AHB1ENR|=1<

<

1;

//PB时钟使能

APB2ENR|=1<

12;

//SPI1

/*PB3/4/5AF5功能*/

GPIOB->

MODER&

=~（0X3F<

6）;

MODER|=0X2A<

6;

AFR[0]&

=~（0XFFF<

12）;

AFR[0]|=0X555<

12;

//af5功能

OSPEEDR&

//io输出速度50MHZ

OSPEEDR|=0X2A<

/*SPI1配置*/

SPI1->

CR1=0;

CR1|=3<

8;

//SSMSSI

CR1|=1<

2;

//主模式

//SPI1->

CR1|=4<

3;

//速度100/64MHZ

//使能SPI1

}

u8Spi1_RevSendByte（u8val）

while（（SPI1->

SR&

（1<

1））==0）

{

;

//等待发送缓存区为空

}

DR=val;

0））==0）

//等待接收缓存区非空

return（SPI1->

DR）;

④SHT20芯片程序：

#defineSHT20ADDR0x80//SHT20写地址

#defineACK0//应答信号

#defineNACK1//非应答信号

#defineFAIL1//读取温湿度失败的返回值。

#defineREAD_TEMP_COMD0xf3//读取温度命令

#defineREAD_HUMI_COMD0xf5//读取湿度命令

TempHumiValue_ttemp_humi_Value;

staticvoidSHT20_setResolution（void）;

voidSHT20_softReset（void）;

staticu8SHT20_writeOneByte（u8dataToWrite）

u8ack;

ack=IIC_WriteByte（dataToWrite）;

//发送字节

returnack;

voidSHT20_softReset（void）

IIC_Start（）;

//startI2C

SHT20_writeOneByte（SHT20ADDR&

0xfe）;

//I2Caddress+write

SHT20_writeOneByte（0xfe）;

//softreset

IIC_Stop（）;

//stopI2C

voidSHT20_Init（void）

SHT20_softReset（）;

staticu8SHT20_readOneByte（u8ack）

u8temp;

temp=IIC_ReadByte（ack）;

returntemp;

staticvoidSHT20_setResolution（void）

//StartI2C

if（SHT20_writeOneByte（SHT20ADDR&

0xfe）==ACK）//I2Caddress+write+ACK

if（SHT20_writeOneByte（0xe6）==ACK）//写用户寄存器

{

if（SHT20_writeOneByte（0x83）==ACK）;

//设置分辨率11bitRH%测量时间：

12ms（typ.）&

11bitT℃测量时间：

9ms（typ.）

//StopI2C

floatSHT20_readTemOrHum（u8commod）

floattemp;

//温度

u8ack=1;

u8MSB,LSB;

//温度、相对湿度的寄存器数据

floatHumidity,Temperature;

//温湿度的转换结果

SHT20_setResolution（）;

//设置帧率8bit,9bit,10bit,11bit,12bit,13bit,14bit

//iic开始信号

ack=SHT20_writeOneByte（SHT20ADDR&

if（ack==ACK）//写地址，并等待ACK

if（SHT20_writeOneByte（commod）==ACK）//写命令

do

{

delay_ms（6）;

//延时

IIC_Start（）;

//发送开始信号

}while（SHT20_writeOneByte（SHT20ADDR|0x01）==NACK）;

//无应答则整形，还在测量中，如果有应答，则结束当前循环

MSB=SHT20_readOneByte（ACK）;

//读Data（MSB），给应答ACK

LSB=SHT20_readOneByte（ACK）;

//读Data（LSB），给应答ACK

SHT20_readOneByte（NACK）;

//读Checksum，不给应答NACK

IIC_Stop（）;

//StopI2C

LSB&

=0xfc;

//Data（LSB）的后两位在进行物理计算前前须置‘0’

temp=MSB*256+LSB;

//十六进制转成十进制

i