基于STM32F103的画图实验教学项目设计

发布时间：2021-06-07 07:48

　　为了学生更好地学习嵌入式系统,研究设计了一个画图实验教学项目,让学生可以学习触摸屏以及把触摸屏当画图板进行绘画的编程实验,硬件主要利用STM32F103RCT6芯片为主控制器,TFTLCD显示电路为辅,加上必要的电源电路以及调试下载电路设计而成,当然主板也预留了一些IO接口,实验基于项目开发模式进行教学,对于学生学习嵌入式人机交互有很大帮助。 

【文章来源】：教育现代化. 2020,7(44)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

硬件整体设计框图

由整体设计可知,我们实验项目的主控制器采用 STM32F103RC,其主要特点有以下几方面:芯片采用常规的64引脚LQFP封装,内部集成有256K的 FLASH以及48K的RAM空间,11个TIMER定时器,51个GPIO口,5个USART,1个USB口,若干其他接口[2]。其资源完全能满足本实验项目的硬件需求,特别是其内部集成的FLASH 和RAM空间足够大,也使得设计的电路板比传统ARM(需要外扩存储器)设计的电路板更简单可靠[3],且节省时间和成本;另外CPU内部集成足够多的外设接口,使得CPU和其他电路的连接非常方便。主控器引脚连接如图2。(二) 触摸显示屏电路接口设计

作为一个给学生做实验教学用的实验装置,程序目标文件下载电路必不可少,此实验板不仅提供了常规的JTAG口进行调试仿真,还提供了一个很有特色的快速程序下载电路[5],这个电路与其他ARM开发板下载电路有所不同,设计如图4,其设计思想是根据主控制器的启动模式来决定的,STM32F103的启动模式由BOOT0和BOOT1决定,从其数据手册中可以知道当boot0为0时,CPU从内部FLASH启动,当BOOT0为1,BOOT1为0时,使系统从BootLoader运行[6,7],配合上位机的下载软件引导程序下载;上位机的下载软件MCUISP通过USB接口来控制电路中的DTR和RTS的电平(由USB转串口芯片CH340产生)[8],从而控制对应三极管的导通,来改变主控制器的复位和BOOT0电平。在系统正常工作状态下,此串口又可作为普通数据通信接口用,典型的用法是用来作为串口打印提示字符的接口。图4 USB转串口电路

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的Bootloader实验系统设计[J]. 顾东袁,傅晓婕,陈爱军,卢瑾.  实验技术与管理. 2019(11)
[2]基于STM32F103VET6的触摸屏导引系统设计[J]. 汪勇.  中国设备工程. 2018(24)
[3]电热开水器控制人机界面的设计与开发[J]. 包嘉铭.  电子技术与软件工程. 2018(18)
[4]基于STM32F103的嵌入式图像采集系统[J]. 张兴武,赵庆志,张林华,夏汝岩,王政皓,孙小飞.  山东理工大学学报(自然科学版). 2018(05)
[5]基于Cortex-M3的变压器运行状态在线监测系统设计[J]. 王红亮,庞佳.  东北电力技术. 2018(07)
[6]基于CH341的USB总线数据采集系统设计[J]. 程立敏.  科技视界. 2016(25)
[7]基于S3C2410的触摸屏手写应用程序设计[J]. 高芹,刘作栋.  湖北理工学院学报. 2014(01)
[8]一种基于CH340T的STC89C52RC编程器设计[J]. 黄同,邵思飞.  电子测试. 2013(12)
[9]电阻式触摸屏多点校准及触摸压力研究[J]. 江秀红,段富海,曹阳,胡爱玲.  计算机测量与控制. 2012(08)
[10]电阻式触摸屏校准算法的优化[J]. 蔡红娟,高恒强,蔡苗.  制造业自动化. 2012(13)



本文编号：3216183