STM32项目实战之“火灾报警系统”(基于STM32U5)
今天小编来分享一个《火灾报警系统》的项目案例,硬件平台是STM32U5开发板+资源扩展板+显示触摸屏+仿真器,项目的演示界面如下图所示。
火灾报警系统项目,需要一个蜂鸣器执行器件,作为报警器;一个火焰传感器,用于对当前环境进行监测;一块TFTLCD显示屏模块,用于显示UI界面,以及进行硬件的控制;ESP8266wifi模块,用于连接网络和MQTT服务器,与微信小程序进行数据交互,以及远程控制。
01 项目实现功能
- 实现火焰检测,火焰检测必须切换到智能模式才能启动手动模式时,只能使能蜂鸣器;
- 通过界面实现手动控制蜂鸣器;
- 通过界面选择智能控制,根据传感器附近是否有火焰从而触发中断使能蜂鸣器;
- 通过 wifi 连接 UI 界面连接 WiFi,在程序中填写 MQTT 相关信息后在连接 WiFi 成功后自动连接mqtt和微信小程序进行通信;
02 项目整体思路
主程序中,主要负责初始化控制器,然后处理触摸事件(例如,蜂鸣器的控制、模式切换等),以及解析微信小程序下发的控制指令,并进行硬件控制。
传感器的数据采集,使用定时器,定时采集数据,并更新到 UI 界面,智能控制模式下的数据判断和硬件控制,也在定时器中进行。
ESP8266 模块与 STM32 之间的通信是通过串口,所以,利用串口的接收中断来接收数据,空闲中断来判断是否完成一帧数据的接收,以便进行数据解析。
03 项目基本框架
04 项目硬件平台
- FS-STM32U575开发板底板
FS-STM32U575底板,支持5V电源适配器与TypeC供电。提供RTC时钟电源,提供三轴加速度与角速度传感器,用于姿态感知。板载ESP-12F无线模组,用于物联网云平台项目开发。提供1路五向按键,采用中断与A/D模式采样。提供1路有源蜂鸣器,1路2*17扩展接口,用于资源扩展板的接入。核心板接口通过间距2.54mm的插针引出全部端口,方便用户外接其它设备。
- STM32U5核心板
STM32U5核心板采用STM32U575RIT6微控制器,基于32位的Cortex-M33 内核,运行频率可达160MHz,内部ROM容量2MB,RAM容量786KB。核心板采用最小系统设计,板载 16MB 的Flash存储器,用于存储大容量数据,例如图片(分辨率 240*320 的16位彩色图片大小240*320*16=150KB)。供电端口采用 USB TypeC接口,板载USB转UART芯片,用于ISP功能或串口调试。核心板提供复位、BOOT与用户按键,提供2.8寸电容触摸屏接口。核心板提供电源指示灯与运行指示灯(用户编程控制)。
- 资源扩展板
板载多种传感器,覆盖了常见的接口技术(GPIO、SPI、I2C、PWM、A/D)及总线技术(CAN、RS485),包括基于I2C总线的温湿度传感器、环境光感知、心率/脉搏测量,基于A/D接口的电压/电流采集,基于EXTI事件/中断控制类型的人体红外传感器、光电开关、火焰感知传感器,基于SPI总线的数码管驱动电路,基于PWM控制的风扇、蜂鸣器、震动马达,基于GPIO的按键、LED指示灯,基于异步串行通信的485总线电平转换,基于控制器局域网总线的CAN电平转换等。资源扩展板与华清远见STM32多核心开发板配合使用,可拓展多种案例项目。
- 显示触摸屏
我们都知道,现在的许多电子产品,追求智能化、便携性与使用感,各大企业也在纷纷制造出更符合用户使用需求的产品来。像手表,已经不再像以往那样依靠指针转动,而是更加智能化,甚至能够使用手表接听电话、查看信息。这种智能化程度比较高的产品,需要使用到智能穿戴显示屏,只有使用显示屏才能做到这些基本操作。
智能穿戴的产品会受欢迎,是因为佩戴在身上不容易丢失,需要使用的时候也比较方便,这种穿戴产品甚至要比手机更方便。只是这也就需要考验到智能穿戴显示屏的体积问题,体积小才容易便携,体积大则不适用在穿戴产品中,毕竟各类穿戴产品更喜欢小巧容易戴在身上。
智能显示屏会广泛应用在各种产品,主要还因为它的使用范围比较广,很多产品都能够使用这种显示屏,其效果还不错,因而会首先想要购买这种显示屏作为使用。虽然体积小,但是并不会影响到使用效果,这也是大多数企业选择这种产品的原因之一,不用再辛苦寻找其他显示屏作为替代品。
我们使用的是如下图所示的,显示触摸屏(电容屏),在生活中看到智能手表,多半以圆形的智能手表为主,也有方型的手表,我们此次使用的是一种方型的显示屏用来模拟圆形的一个手表项目。根据我们前面对STM32U5核心板的了解,我们显示触控屏使用SPI接口驱动我们的屏幕。
- 仿真器
推荐采用的仿真器:FS-DAP-Link或者ST-LINKV3.0,用于程序烧写和仿真调试。
05 项目文档及源码领取方式
完整版《火灾报警系统》项目可见具体项目文档。
06 华清远见STM32多核心开发板
多核心支持
华清远见STM32多核心开发板采用底板+核心板的分离设计,底板统一,支持STM32G0/F1/F4/U5多核心板,可以通过插拔不同核心板,去实战不同型号STM32开发,因为底板通用,所以如果想学习多个型号STM32,也不需要重新买整套开发板,只需要买对应的核心板即可。
配套资源丰富
STM32多核心开发板配套了丰富的入门及项目进阶学习资料,所有课程均手把手教学,易于上手。资料包括开发教程、PPT课件、视频课程、工具软件、开发源码、器件手册、硬件图纸等。
区别于单纯理论实验教学,华清远见STM32通过基础知识手把手教学,加上丰富项目案例练手,帮助初学者快速上手,非常适合“入门+项目进阶”。同时配套综合项目实战,让学生及时将所学知识应用于实践当中,既学到了技术,又积累了项目开发经验,非常适合 STM32入门学习、项目练手学生毕设、创新竞赛、高校教学等场合,而且对于个人求职,丰富简历项目经验,也是极有帮助的。
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