基于STM32的多功能画板设计

电子技术综合实践报告设计题目：基于 STM32 的多功能画板设计专 业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 1教师评语：成绩：2摘要Cortex-M3 是 ARM 公司为要求高性(1.25DhrystoneMIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的内核。STM32 系列产品得益于 Cortex-M3 在架构上进行的多项改进，包括提升性能的同时又提高了代码密度的 Thumb-2 指令集和大幅度提高中断响应的紧耦合嵌套向量中断控制器，所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。本系统是基于 Cortex-M3 内核的 STM32 微控制器的画板设计，在硬件方面主要有最小系统板和 TFTLCD 液晶屏，在软件方面主要有 TFTLCD 液晶屏的驱动，触摸功能的驱动，及滤波算法设计。 整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，pcb 板的绘制，制板，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。关键字：STM32，TFTLCD 液晶屏，画板3目录1. 系统描述 .41.1 综述 .41.2 系统框图 .51.3 功能实现 .52. 硬件设计 .62.1 总体框架 .62.2 STM32 微控制器 .72.2.1 芯片介绍 .72.2.2 管脚图 .72.2.3 电路原理图 .82.2.3.1 STM32 外围电路 .82.2.3.2 按键 .82.3 液晶屏 .92.3.1 TFT 彩屏简介 .92.3.2 原理图 .93. 软件设计 .103.1 系统流程图 .103.2 主要函数介绍 .123.2.1 主函数 .123.2.2 触摸屏函数介绍 .143.2.3 LCD 函数介绍 .154. 开发与测试 .164.1 开发环境 .164.1.1 硬件设备 .164.1.2 软件环境 .164.2 开发步骤 .164.2.1 需求分析 .164.2.2 芯片选择 .174.2.3 电路图设计 .174.2.4 系统总体设计与测试 .174.3 成果展示 .175. 心得体会 .186. 参考文献 .1941. 系统描述1.1 综述本系统是基于 STM32 微控制器所设计的多功能画板，该画板具有基本的绘画功能及画布颜色的选择，触摸屏校正等功能。 整个系统模块分为三个模块：MCU 主芯片最小板、液晶显示。MCU 是 STM32 主芯片的最小板，上面有芯片工作需要的最少资源：时钟控制电路、复位电路、JTAG 控制口以及与外围电路相连的接口。液晶屏采用的是显尚光电的 DST2001PH TFTLCD，DST2001PH 的控制器为 ILI9320，采用 26 万色的TFTLCD 屏，分辨率为 320240，采用 16 位的 80 并口。51.2 系统框图T F T L C DS T M 3 2微控制器按键P C图 1 . 2 整个系统的三个模块本设计采用 STM32F103RBT6 作为微控制器，其外围硬件模块主要包括电源模块微处理器模块按键及液晶显示屏接口。电源采用 USB 供电，在设计过程中用 PC 供电。其系统框图如图1.2 所示。1.3 功能实现1. 基本绘画功能，可以用手写笔在液晶屏画出一些简单的图形；2. 屏幕矫正，当按下 KEY0 时即进入屏幕矫正模式，按照指示用手写笔点击矫正标志，四次后如果矫正成功则进入绘画模6式，否则显示误差并继续矫正；3. 画布颜色选择，每次进入绘画模式前都要进行画布颜色选择，在按 RST 标志后也可选择画布颜色；4. 画笔颜色选择；在绘画模式下，可随时点击下方的画笔颜色选择区以选择画笔颜色。2. 硬件设计2.1 总体框架M C UC P U 外围电路T F T L C D2 . 1 系统框架图图 2.1 为硬件设计的系统框架图，核心板主要有微控器及其必要的外围电路，还提供 LCD 的接口。72.2 STM32 微控制器2.2.1 芯片介绍STM32F103RBT6 增强型系列使用高性能的 ARM Cortex-M3 32位的 RISC 内核，工作频率为 72MHz，内置高速存储器(高达128K 字节的闪存和 20K 字节的 SRAM)，丰富的增强 I/O 端口和联接到两条 APB 总线的外设。所有型号的器件都包含 2 个 12 位的 ADC、3 个通用 16 位定时器和一个 PWM 定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达 2 个 I2C 和 SPI、3 个 USART、一个USB 和一个 CAN。其管脚图如图 2.2.2 所示：2.2.2 管脚图图 2.2.2 STM32F103RBT6 增强型 LQFP 管脚82.2.3 电路原理图2.2.3.1 STM32 外围电路STM32 微控制器的工作电路如图 2.2.3.1 所示：2.2.3.1 STM32 外围电路原理图2.2.3.2 按键WK_UP 为电路板的复位键连接 PA0 引脚，KEY0 和 KEY1 分别接到芯片的 PA13、PA15 引脚。连接电路如图 2.3.2 所示：图 2.3.2 按键电路92.3 液晶屏2.3.1 TFT 彩屏简介TFT-LCD 即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT -LCD 与无源 TN-LCD、STN-LCD 的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT） ，可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT -LCD 也被叫做真彩液晶显示器。该模块有如下特点：1. 2.4/2.8 两种大小的屏幕可选；