基于STM32单片机的点阵显示设计资料

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应。它的原理图如图

1-2所示。

图1-2 STM32单片机原理图1.2.1 STM32F103x6单片机的功能

■核心

--ARM 32位的Cortex-M3CPU

--单周期硬件乘法和除法，加快计算

■存储器

--从32K字节到128K字节闪存程序存储器

--多重自举功能

■时钟、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供应CPU时钟

--内嵌使用32KHZ晶体的RTC振荡器

■低功耗

--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

■2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

■调试模式

--串行调试和JTAG接口

■DMA

--支持的外设：定时器、ADC、SPI、I2C和USART

■多达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

■多达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

■多达9个通信接口

--多达2个I2C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

1.2.2 STM32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32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。

1.3 STM32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1-3-1。

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

1 LED灯10 74HC595 19 定时器TIM2

11 74HC165 20 串口通信

2 RCC系统时

钟

3 独立按键12 EXIT中断21 DS18B20温度

检测

4 晶体数码管13 FLASH保存22 RTC时钟

显示

数据

5

动态数码管

14

STM32-24C0

2

23

ADC1-DMA

6 SysTick 定时

器

15 STM32-ADD A-PCF8591

24 彩屏例程

7 步进电机 16 STM-1602 25 CAN-BUS 8

矩阵键盘

17

硬件I2C 读取

24C02

26

VirtualCOMPort (USB 转串口）

9 LED 点阵 18 硬件SPI-595

1.4 硬件电路

本科创课题涉及的硬件电路如图1-4所示。

图1-4 STM32 LED 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。

图2-1 Keil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 |

GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 ; //所有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50HZ

GPIO_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LED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=taba[i];

不干扰高8位IO的使用

GPIOB->BRR = (~taba[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 2:

Delay(800);

for(j=0;j<3;j++)////从右到左3次

{

for(i=0;i<8;i++)

{

//P2=taba[7-i];

GPIOB->BSRR = taba[7-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 = (~taba[7-i]) & 0x00ff;

//P1=0xff;

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(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=tabb[7-i];

GPIOA->BSRR = tabb[7-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 = (~tabb[7-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;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=tabb[i];

GPIOA->BSRR = tabb[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 = (~tabb[i]) & 0x00ff;

Delay(0X0DFFFF);

}

}

break;

}