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实践报告

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实践日期：

成绩：

一、实践目的

在初步了解STM32单片机程序编写和单片机常用外围电路使用方法的基础上，学会利用STM32单片机的库函数及其常用外围模块电路设计一个小系统，该系统可以实现一定的功能。设计内容包括硬件电路和软件程序设计，并进行实际测试验证，通过本次实践增强学生工程实践能力、创新设计能力以及对单片机、电路、模拟电子技术、数字电子技术等专业知识灵活应用的能力。

二、实践内容

1.硬件电路设计

本设计的中央控制器选用STM32系列芯片，通过TI的CC2530最小系统实现远程无线信息传输，满足室内温湿度实时显示、远程控制灯具亮暗、远程控制灯具选择等智能家居的功能需求。

Zigbee无线模块

无线收发模块我们使用搭载TI生产的CC2530F256无线收发芯片的最小系统，CC2530是一个兼容IEEE 802.15.4的真正的片上系统，支持专有的802.15.4市场以及ZigBee、ZigBee PRO和ZigBeeRF4CE标准，其中CC2530F256结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈（Z-Stack），提供了一个强大和完整的ZigBee解决方案。原理图如图2a、图2b所示，3D模型图如图2c、图2d 所示。

图2a cc2530最小系统

图2b电源及对外接口

图2c PCB正面

图2d PCB背面硬件电路框图如图3所示：

图3 硬件电路框图

整个设计有STM32最小系统、CC2530无线模块、MP3音频解码模块、按键控制模块、OLED显示模块、DHT11温湿度检测模块、喇叭、LED模块8个部分组成，核心模块详细功能介绍如下：

（1）STM32最小系统是整个系统的控制中心，在本设计中主要负责检测CC2530的输入、实时接收DHT11的温湿度数据、驱动OLED显示温湿度及亮度数值、给LED提供一定的PWM。它与CC2530连接的IO口设置为检测外部中断，检测到下降沿便根据信号类型执行切换灯具、更改主灯亮度并刷新OLED 亮度值等操作。

（2）CC2530无线模块主要负责按键信息的无线收发，本设计中它运行的是Zigbee协议栈，指定本模块及目标模块的网络地址、端点、簇即可实现信息的无线点对点单播。同时接收模块也作为STM32最小系统的3.3V电源及音频解码模块的5V电源。发送模块根据按下按键种类发送对应无线按键信息，接收模块一旦接受到无线按键信息便会根据信息类型让与STM32最小系统相连的相应IO 口模拟按键按下的电平变化。

（3）MP3解码模块上电即可检测插入U盘内的MP3格式音乐，经过解码芯片解码后再通过功放芯片放大音频信号，把信号传给喇叭实现音乐外放。无线接收模块与它的几个功能端口相连，一旦检测到音频相关的无线按键信息便让指定相连IO口模拟按键按下，实现音量加减、上下曲、播放/暂停等功能。

（4）DHT11温湿度检测模块把室内的温湿度转化为电信号，单片机可以通过检测DHT11相应引脚电平的变化采集到温湿度原始信号，经过数字转字符串函数后将温湿度显示在OLED上。

（5）OLED显示模块用于显示室内温湿度、主灯亮度等信息，方便开发者的调试和使用者的查看。

2.软件设计

本设计软件上采用主从模式，主控接收依靠STM32最小系统和CC2530无线传输模块，发送设备是CC2530无线传输模块加按键，具体实现如图4、图5、图6：

图4 cc2530接收模块

图5 STM32中控

图6 cc2530发送模块

3.验证

给CC2530接收模块通上电，可以看到接收模块和STM32最小系统板的电源指示灯同时亮起，这是因为接收模块也被设计为最小系统的3.3V电源，按下STM32最小系统复位键后，OLED会显示温湿度及初始亮度值，如图7所示：

图7 OLED显示初值

同时主灯亮起，亮度为初始值150，如图8所示：

图8 主灯初始亮度

给发送模块通电后，通过Packet Sniffer可以观察联网情况，约半分钟后联网成功，此时按一下亮度减按键，可以看到主灯亮度降低，OLED亮度值同步减为100，效果如图9、图10：

图9 OLED显示

图10 亮度值100

再按一下灯具切换键，可以看到主灯关闭，副灯循环呼吸三色闪烁，如图11、图12、图13：

图11 绿色

图12 红色

图13 蓝色

由于音响控制不能直观体现，此处不再赘述。

三、设计总结

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！”在这短短两周的时间里，让我深深的感觉到自我在实际应用中所学专业知识的匮乏。让我真真领悟到“学无止境”这句话的涵义。我懂得了实际生活中，专业知识是怎样应用与实践的。在这些过程中，我不仅仅明白了职业生涯所需具备的专业知识，而且让我深深体会到一个团队中各成员合作的重要性，要善于团队合作，善于利用别人的智慧，这才是大智慧。靠单一的力量是很难完成一个大项目的，在进行团队合作的时候，还要耐心听取每个成员的意见，使我们的组合到达更加完美。

在工程实践中除了学到不少专业知识，对stm32有了一定的了解，复习了以前学习过的知识，并掌握了一些应用知识的技巧等。也了解一些社会的现实性，包括人际交往，沟通方式及相关礼节方面的资料，对于团队开发来说，团结一致使我深有体会。团队的合作注重沟通和信任，不能不屑于做小事，永远都要持续亲和诚信，把专业理论运用到具体实践中，这是也是工程实践最大的收获。这次工程实践，我明白了一些道理，要继续学习，不断提升理论涵养，努力实践，自觉进行主角转化，提高工作用心性和主动性。

能够说这次实训不仅仅使我学到了知识，丰富了经验。也帮忙我缩小了实践和理论的差距。这次实训将会有利于我更好的适应以后的工作。我会把握和珍惜实训的机会，在未来的工作中我会把学到的理论知识和实践经验不断的应用到实际工作中，为实现理想而努力。最后，要感谢老师在实践中的帮助和指导，让我们更加容易的完成了工程实践。