摘 要

本文介绍了一种基于 STM32F103C8T6 单片机的系统设计。该系统主要由 STM32F103C8T6 单片机核心板、TFT 液晶显示电路、可选的无线通信模块（无线蓝牙 / 无线 WIFI / 无线视频监控模块）、蜂鸣器声光报警、摄像头模块、舵机模块、按键电路以及电源电路组成。系统具备多种功能，通过各模块协同工作，可实现图像采集、数据传输、显示、报警以及控制等操作。TFT 液晶显示电路用于直观展示信息，无线通信模块为系统提供灵活的通信方式选择，摄像头模块负责采集图像，舵机模块可实现相应的机械控制动作，按键电路用于输入操作指令，蜂鸣器声光报警用于异常情况警示，电源电路为整个系统提供稳定电力支持。该系统在智能控制、安防监控等领域具有一定的应用潜力。

关键字：STM32F103C8T6 单片机；系统组成；模块功能；应用领域

2.方案的设计与论证

2.1 单片机芯片的选择
方案一
采用可编程逻辑器件CPLD作为控制器，CPLD可以实现各种复杂的功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑，最终放弃了此方案。
方案二
采用ST公司的STC89C52单片机作为主控制器，STC89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。该单片机功耗低、接口丰富，成本低廉，完全能满足本设计要求。
方案三
采用单片机芯片控制MSP430单片机是美国德州仪器（TI）推出的一种16位超低功 耗的混合信号处理器（Mixed Signal Processor），主要是针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”混合信号处理的解决方案。MSP430F149是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，具有可靠性高、功耗低、扩展灵活、体积小、价格低和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、专用设备智能化管理及过程控制等领域，有效地提高了控制质量与经济效益，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。
方案四
本文所选单片机控制芯片为STM32单片机，STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM 7架构的32位、支持实时仿真和跟踪的微控制器。使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核，具有优异的实时性能、杰出的功耗控制、出众及创新的外设，并且最大程度的集成整合，十分易于开发，可使产品快速将进入市场。
综上所述，故选择方案四。

3.硬件电路的设计

3.1 系统功能分析和硬件框图
本系统由STM32F103C8T6单片机核心板、TFT液晶显示电路、（无线蓝牙/无线WIFI/无线视频监控模块-可选）、蜂鸣器声光报警、摄像头模块、舵机模块、按键电路、电源电路组成。注意视频监控+WIFI套餐才拥有视频监控(+WIFI功能)!
【1】摄像头实时识别图像信息，液晶显示识别的结果。够识别的内容包括：“榴莲”，“苹果”，“香蕉”，“茄子”，“葡萄”。
【2】按键可以设置种类选择，如果识别的结果和选择结果相同，舵机相应动作，一定时间关闭。类似分拣功能。
【3】非设置状态下，按键能够手动开关舵机。
【4】一定时间无识别相关图像，舵机恢复，液晶显示无。
【5】无线APP功能（注意配备蓝牙/WIFI/视频监控才有该功能）：
手机端APP能够连接板载无线模块，查看设计所有数据；APP也能够发送指令完成上述所有操作。手机直接显示控制，方便快捷智能化！
【6】如果将控制板封装在一个盒子里，把各个检测模块拖到相应的检测位置，以及显示放在合适位置，该设备是一个非常完善的功能产品。

图3-1是其系统框图：

无无线（待选）

4.4 TFT-1.44寸彩屏软件设计

显示屏控制程序简化下来，也相对简单，只需要实现忙检查、写数据、写指令、初始化四个控制函数即可实现对液晶的控制。其显示程序流程图如下：

5.系统调试

5.1 电路焊接
手工焊接是常用原始的焊接方法，目前大量工厂焊接的生产基本上不采用原始方法了，但是普通元器件的修理、系统测试中经常使用原始的手工焊接。重要的是如焊接本质上出现问题，则会影响到整个控制系统的，可以这么说，焊接的会导致这个控制系统可不可以用的。手工焊接主要有如下四步组成的：
第一步开始焊接：
需要把需要焊接的地方打扫干净，主要去处油迹和灰尘,然后把需要焊接的元器件的两个角向一定的方向掰一掰,注意不能把元器件的脚相交在一起了，这样会影响焊接的。接下来让电烙铁头碰到需要焊接的元器件脚下，放上焊锡丝。此处需要注意的是，不能让烙铁头碰到其它元器件的脚了，要不然会把两个元器件焊接在一起了。
第二步给焊接升温：
当在完成第一步以后，接下来就是加热焊锡丝了，主要是将烧热的电烙铁放在器件管脚旁边，慢慢融化焊锡丝，需要注意电洛铁的温度和加热时间，若时间过长，很有可能焊坏面包板焊盘的，一般建议电洛铁温度调整在400。C左右，加热2秒钟左右，例外也要根据器件种类作出具体区别的。在焊接过程中，当需要把焊接好的元器件卸下来，则也需要给焊接处进行加热的，主要操作是首先在焊接处补好焊锡丝，使焊点是圆润的，然后用电洛铁在焊接处进行加热，在加热的过程中就可以直接把元器件卸下来了，此时一定要主要时间，要不然也会损坏焊盘的
第三部清理焊接面：
当在完成第二步时，有的时候会观察到焊接的不完美或者担心出现虚焊情况，这时候需要进行修改的。主要是两种情况的，第一种是焊锡不够，焊接点不圆润，这时需要给焊接处补焊锡，此时需要注意的是焊锡量不能补多，要不然容易连接到其它期间的引脚的。第二种是焊锡过多，这时候可以用电洛铁放在焊接处来回的滑动，会把多余的焊锡带走的，若不行，只能使用吸锡器了。
第四部检查焊点：
当完成以上三步了，最后就需要整体观察了，主要是观看焊接点是不是圆满、亮度好、紧固，有没有与其它管脚相连在一起了。
5.2 系统调试
整体系统上电调试前，大概观察下焊接的系统还存在问题，例如还有很显眼的断裂，正负极接反以及相连、虚焊、等问题，然后用万用表检测一下，电源正负极之间是否短路等严重的电源问题，最终保证系统没有问题。
5.2.1 系统程序调试
（1）在Keil软件中先创建一个工程：单击菜单栏中的“工程”，输入新建工程名，并保存。
（2）新建用户源文件：在新建的空白文本中编写程序源代码，编码完成保存文件并文件拓展名“***.c”，新文件创建完成。
（3）程序编译和调试：单击编译按钮，系统会对文件进行运行，在输出窗口中可看到提示信息，如过窗口显示有error信息，则按提示找出错误并改正，直到提示没有错误提示为止。
（4）程序编译无错误后，进入程序调试状态，可查看单片机资源状态，进行断点等方式调试。
5.2.2硬件测试
最后一步就是硬件整体测试了，主要运用万用表、直流电源和示波器对焊接好的板子进行整体调试，主要检查每一个器件是不是都正常工作了，主要分为两个环节动态调试和静态调试。其中静态调试主要分为以下四种：
1、肉眼观察。主要观看焊接点是否饱满，以及相连器件之间是否相连或者器件管脚没有焊接好，出现短路现象。
2、使用万用表调试。首先查看电源是否短路，然后测量管脚是否连接正确，有没有接线错误。
3、上电检查。在完成第一步和第二步都没有问题，接下来就可以上电了，上电以后观看每个器件是否正常工作，然后在逐一测试功能。

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