《基于STM32的智能手环》_基于stm32智能手环开发环境搭建总结

这个项目在以STM32F411为主的硬件开发平台+MDK4软件开发平台+串口编程软件ISP搭建的环境中进行开发。最终我们在这块开发板上完成了１.时间、日期界面；2.温湿度测量界面；３.心率血压测量界面；４.计步测量界面,四个功能界面。

时间日期界面：该手环通过配置RTC时实时钟模块，修改计数器的值，设置系统当前时钟日历；
温湿度测量界面：利用开发板内部的SHT20温湿度传感器采集环境信息，并利用IIc 协议读取数据；
心率血压测量界面：通过HP-6模块采集身体相关的信息，并利用IIC 协议读取数据；
计步测量界面：利用陀螺仪MPU６０５０测量计步；

１.时间日期界面：该手环通过配置RTC时实时钟模块，修改计数器的值，设置系统当前时钟日历，并通过OLED屏显示；

关于RTC的配置步骤：
**Step1.**首先配置任何东西，第一件事就是使能时钟，所以首先使能时钟源拟合备份区域时钟；
**Step2.**要向备份区域写数据，就要取消备份区域写保护，否则无法对RTC读写，使能LSI时钟源，所以第二步为取消备份区域，开始外部低速振荡器；
Step3.选择RTC时钟并使能，设置RTC的分配以及配置RTC时钟（LSI时钟为４０Ｋ，而RTC需要１HZ，所以 以40K:1　进行配置）
**Step4.**进入初始化模式
Step５．设置时钟格式、初始化时间
Step６.退出初始化，开启写保护

２.温湿度测量界面：利用SHT20温湿度传感器采集环境信息，并利用IIc 协议读取数据，并将数据传输到OLED屏上显示；

读取温湿度传感器SHT20 的值： S–>Slave　Address–>R/W–>A–>Data–>A–>Data–>Nk–>p

Step1.SHT 20初始化（延时子程序上电后要一定的时间达到空闲状态 ；
Step2.IIC 读数据read；主机：启动－发送器件地址－等待应答－发送字地址０XFE－等待应答——结束；
Step3.获取温度：SHT２０接到指令后测量温湿度并将读出的数据给应答 ；
Step4.输出以整数显示 读出的数值由１６进制转换为十进制；
**Step5.**调用OLED_showString函数将数据显示到OLD显示屏上；
Step６．软件复位

关于IIC协议:
1.IIC 总线是由数据线和时钟线构成的串行总线，为半双工串行通信；
2.IIc在传输过程中有三类信号：开始、结束、应答；

3.多主机的IIC总线一定要接上拉电阻；
4.IIC的传输速率，IIC数据传输的有效性；
5.IIC如何选中芯片——器件地址
6.IIC的读写操作

３.ADC五向按键

**ADC：**AD转有并联比较／逐次逼近两种类型； AD相关参数：分辨率、转换速率、采样速率

五向按键功能： 利用AD检测，设定不同的电压阈值来表示按键的五种状态；再将键值通过Seitch循环依次赋给每个功能模块。

４.ＯＬED显示

SH1106 SPI控制OLED驱动，取模软件的使用：取模显示字符、汉字、图片

OLED支持4种接口包括：6800、8080两种并行接口方式、 4线的串行SPI接口方式，IIC接口方式。

OLED 显示字符/汉字/图片信息： 利用取模软件获得字码库，再调用相关函数显示，OLED_SHOWING

Q&A

常见问题

1.为什么做这个项目？

《基于STM32智能手环项目》是我与好友参加校电子设计大赛的比赛项目，项目的灵感来源于小米手环，与传统手表相比，小米手环不仅可以看时间，还有计步，心率测量功能，作为电子系的学生，我们很想了解小米手环的工作原理，并且想制作一款属于自己独一无二的手环。另外，人们越来越关注人体健康，智能手环应用前景非常可观。

Q2.简述一下这个项目？

这个项目在以STM32F４11硬件开发平台+MDK4软件开发平台+串口编程软件ISP搭建的环境中进行开发。最终我们在这块开发板上完成了１.时间、日期界面；2.温湿度测量界面；３.心率血压测量界面；４.计步测量界面,四个功能界面。我主要负责时间、时期界面、温湿度测量界面、五向键控功能的实现；

淘宝购得STM３２F４１１的硬件开发板，板上资源有STMF４１１，OLED屏、五向按键、SHT２０温湿度传感器、HP－６心率血压模块、 USB 串口，MPU６０５０陀螺仪测步计，拨码开关

Q3.所用的芯片的型号？所有的资源？

主控制芯片：STM 32F411， Cortex-M４内核，高性能，主频：180MHZ;
OLED屏、五向按键、SHT２０温湿度传感器、HP－６心率血压模块、 USB 串口，MPU６０５０陀螺仪测步计，拨码开关
片上外设：GPIO、USART（串口）、IIC、SPI

Q4.如何寻找IO的功能说明？

根据参考手册和数据手册

Q5.GPIO？USART？IIC？SPI？

GPIO :通用输入输出端口简称；
GPIO有八种工作模式：
四种输入：模拟/浮空/上拉/下拉
两种输出：推挽/开漏
两种复用：推挽/开漏

如何配置GPIO口模式：
step1.使能GPIO的时钟；
step2.设置GPIO目标引脚；
step3.控制GPIO引脚输出高低电平

GPIO

SPI：Serial Peripheral interface 串性外设接口，也称四线串行接口；主从
四线：SCLK时钟/MOSI/MISO/ss片选
特点：
全双工（同时in/out)，编程简单，速率较高（259Mbp/s)
缺点：
占线多。只支持一个主机

IIC接口：两根线 SCLK/SDA　协议复杂 地址片选
优点：占线少，支持多主机、多从机；
缺点：协议复杂/速率慢

UART 异步 两线：TXD RXD
优点：占线少，无时钟，传播距离远；
缺点：速度慢，20kpb/s

USART

面试中的IIC

SPI使用四根线来实现串行通信：两根数据线、一根时钟线、一根控制线

主出从入MOSI：主设备输出数据，从设备输入数据

主入从出MISO：主设备输入数据，从设备输出数据

串行时钟SCK：主设备输出，从设备输入，用于同步数据位

从设备选择NSS：主设备输出，从设备输入，用来选择哪一个从设备与主机通信。

并且SPI的接口时序也由两个很重要的参数决定：时钟极性与时钟相位
SPI

Q6.stm32与51的区别？

1.内核架构不同
2.地址空间：51只有64KB，STM３２有4GB
3.片上存储器不同:STM32 的RAM/ROM都比51大
4.外设不同:51只有三个定时器和一个串口,STM 32却有众多外设
5.操作系统不同

Q7.STM 32复位？

电源复位、系统复位、备份区域复位

Q8.STM 32时钟源

内部时钟源：高速（HSI）、低速（LSI）
外部时钟源：高速（HSE）、低速（LSE）
如果要求高精度不能采用LSIN，一般选择外部时钟

高速外部时钟(HSE)：以外部晶振作时钟源，晶振频率可取范围为4~16MHz，我们一般采用8MHz的晶振。 高速内部时钟(HSI)：
由内部RC振荡器产生，频率为8MHz，但不稳定。
低速外部时钟(LSE)：以外部晶振作时钟源，主要提供给实时时钟模块，所以一般采用32.768KHz。
低速内部时钟(LSI)：由内部RC振荡器产生，也主要提供给实时时钟模块，频率大约为40KHz。

Q9.时间管理寄存器？

控制：RCC_CR；
配置：RCC_CFGR ;
中断：RCC_CIR

Q10.STM32中断

STM32有先占优先级和从占优先级，所以需要优先级分组；

使用STM32外部中断的步骤：
1.设置好相应的时钟（打开GPIO口端口时钟及复用功能）； ２.设置好相应的中断（中断控制器NVIC、包括中断分组，通道，优先级）； ３.I/O 初始化；
4.将相应的IO口设置成中断线路并初始化；
5.选择中断通道的响应函数来写中断函数；

Q11.简述STM32 最小硬件开发系统的组成及其各部分作用？

1.主芯片：STM32
2.晶体振提供荡部分：提供硬件时序以及实时时钟；
3.供电部分：采用3.3V电压；
4.复位部分：复位开关

Ｑ１２．STM32GPIO的主要特点：

1.通用I/O口，可做输入、输出功能；
2.单独的位设置或位清楚；
3.外部中断/唤醒线；
4.复用功能（AF）和重映射；
5.GPIO锁定机制

ＳＴＭ３２题库