STM32項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)之“火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)”（基于STM32U5）

今天小編來(lái)分享一個(gè)《火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)》的項(xiàng)目案例，硬件平臺(tái)是STM32U5開(kāi)發(fā)板+資源擴(kuò)展板+顯示觸摸屏+仿真器，項(xiàng)目的演示界面如下圖所示。

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)項(xiàng)目，需要一個(gè)蜂鳴器執(zhí)行器件，作為報(bào)警器；一個(gè)火焰傳感器，用于對(duì)當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)；一塊TFTLCD顯示屏模塊，用于顯示UI界面，以及進(jìn)行硬件的控制；ESP8266wifi模塊，用于連接網(wǎng)絡(luò)和MQTT服務(wù)器，與微信小程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以及遠(yuǎn)程控制。

01 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)功能

• 實(shí)現(xiàn)火焰檢測(cè)，火焰檢測(cè)必須切換到智能模式才能啟動(dòng)手動(dòng)模式時(shí)，只能使能蜂鳴器；
• 通過(guò)界面實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制蜂鳴器；
• 通過(guò)界面選擇智能控制，根據(jù)傳感器附近是否有火焰從而觸發(fā)中斷使能蜂鳴器；
• 通過(guò) wifi 連接 UI 界面連接 WiFi，在程序中填寫(xiě) MQTT 相關(guān)信息后在連接 WiFi 成功后自動(dòng)連接mqtt和微信小程序進(jìn)行通信；

02 項(xiàng)目整體思路

主程序中，主要負(fù)責(zé)初始化控制器，然后處理觸摸事件(例如，蜂鳴器的控制、模式切換等)，以及解析微信小程序下發(fā)的控制指令，并進(jìn)行硬件控制。

傳感器的數(shù)據(jù)采集，使用定時(shí)器，定時(shí)采集數(shù)據(jù)，并更新到 UI 界面，智能控制模式下的數(shù)據(jù)判斷和硬件控制，也在定時(shí)器中進(jìn)行。

ESP8266 模塊與 STM32 之間的通信是通過(guò)串口，所以，利用串口的接收中斷來(lái)接收數(shù)據(jù)，空閑中斷來(lái)判斷是否完成一幀數(shù)據(jù)的接收，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。

03 項(xiàng)目基本框架

04 項(xiàng)目硬件平臺(tái)

• FS-STM32U575開(kāi)發(fā)板底板

FS-STM32U575底板，支持5V電源適配器與TypeC供電。提供RTC時(shí)鐘電源，提供三軸加速度與角速度傳感器，用于姿態(tài)感知。板載ESP-12F無(wú)線模組，用于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。提供1路五向按鍵，采用中斷與A/D模式采樣。提供1路有源蜂鳴器，1路2*17擴(kuò)展接口，用于資源擴(kuò)展板的接入。核心板接口通過(guò)間距2.54mm的插針引出全部端口，方便用戶外接其它設(shè)備。

• STM32U5核心板

STM32U5核心板采用STM32U575RIT6微控制器，基于32位的Cortex-M33 內(nèi)核，運(yùn)行頻率可達(dá)160MHz，內(nèi)部ROM容量2MB，RAM容量786KB。核心板采用最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，板載 16MB 的Flash存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)大容量數(shù)據(jù)，例如圖片(分辨率 240*320 的16位彩色圖片大小240*320*16=150KB)。供電端口采用 USB TypeC接口，板載USB轉(zhuǎn)UART芯片，用于ISP功能或串口調(diào)試。核心板提供復(fù)位、BOOT與用戶按鍵，提供2.8寸電容觸摸屏接口。核心板提供電源指示燈與運(yùn)行指示燈（用戶編程控制）。

• 資源擴(kuò)展板

板載多種傳感器，覆蓋了常見(jiàn)的接口技術(shù)(GPIO、SPI、I2C、PWM、A/D)及總線技術(shù)(CAN、RS485)，包括基于I2C總線的溫濕度傳感器、環(huán)境光感知、心率/脈搏測(cè)量，基于A/D接口的電壓/電流采集，基于EXTI事件/中斷控制類型的人體紅外傳感器、光電開(kāi)關(guān)、火焰感知傳感器，基于SPI總線的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，基于PWM控制的風(fēng)扇、蜂鳴器、震動(dòng)馬達(dá)，基于GPIO的按鍵、LED指示燈，基于異步串行通信的485總線電平轉(zhuǎn)換，基于控制器局域網(wǎng)總線的CAN電平轉(zhuǎn)換等。資源擴(kuò)展板與華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32多核心開(kāi)發(fā)板配合使用，可拓展多種案例項(xiàng)目。

• 顯示觸摸屏

我們都知道，現(xiàn)在的許多電子產(chǎn)品，追求智能化、便攜性與使用感，各大企業(yè)也在紛紛制造出更符合用戶使用需求的產(chǎn)品來(lái)。像手表，已經(jīng)不再像以往那樣依靠指針轉(zhuǎn)動(dòng)，而是更加智能化，甚至能夠使用手表接聽(tīng)電話、查看信息。這種智能化程度比較高的產(chǎn)品，需要使用到智能穿戴顯示屏，只有使用顯示屏才能做到這些基本操作。

智能穿戴的產(chǎn)品會(huì)受歡迎，是因?yàn)榕宕髟谏砩喜蝗菀讈G失，需要使用的時(shí)候也比較方便，這種穿戴產(chǎn)品甚至要比手機(jī)更方便。只是這也就需要考驗(yàn)到智能穿戴顯示屏的體積問(wèn)題，體積小才容易便攜，體積大則不適用在穿戴產(chǎn)品中，畢竟各類穿戴產(chǎn)品更喜歡小巧容易戴在身上。

智能顯示屏?xí)V泛應(yīng)用在各種產(chǎn)品，主要還因?yàn)樗氖褂梅秶容^廣，很多產(chǎn)品都能夠使用這種顯示屏，其效果還不錯(cuò)，因而會(huì)首先想要購(gòu)買這種顯示屏作為使用。雖然體積小，但是并不會(huì)影響到使用效果，這也是大多數(shù)企業(yè)選擇這種產(chǎn)品的原因之一，不用再辛苦尋找其他顯示屏作為替代品。

我們使用的是如下圖所示的，顯示觸摸屏（電容屏），在生活中看到智能手表，多半以圓形的智能手表為主，也有方型的手表，我們此次使用的是一種方型的顯示屏用來(lái)模擬圓形的一個(gè)手表項(xiàng)目。根據(jù)我們前面對(duì)STM32U5核心板的了解，我們顯示觸控屏使用SPI接口驅(qū)動(dòng)我們的屏幕。

• 仿真器

推薦采用的仿真器：FS-DAP-Link或者ST-LINKV3.0，用于程序燒寫(xiě)和仿真調(diào)試。

05 項(xiàng)目文檔及源碼領(lǐng)取方式

完整版《火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)》項(xiàng)目可見(jiàn)具體項(xiàng)目文檔。

06 華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32多核心開(kāi)發(fā)板

多核心支持

華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32多核心開(kāi)發(fā)板采用底板+核心板的分離設(shè)計(jì)，底板統(tǒng)一，支持STM32G0/F1/F4/U5多核心板，可以通過(guò)插拔不同核心板，去實(shí)戰(zhàn)不同型號(hào)STM32開(kāi)發(fā)，因?yàn)榈装逋ㄓ茫匀绻雽W(xué)習(xí)多個(gè)型號(hào)STM32，也不需要重新買整套開(kāi)發(fā)板，只需要買對(duì)應(yīng)的核心板即可。

配套資源豐富

STM32多核心開(kāi)發(fā)板配套了豐富的入門及項(xiàng)目進(jìn)階學(xué)習(xí)資料，所有課程均手把手教學(xué)，易于上手。資料包括開(kāi)發(fā)教程、PPT課件、視頻課程、工具軟件、開(kāi)發(fā)源碼、器件手冊(cè)、硬件圖紙等。

區(qū)別于單純理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)，華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32通過(guò)基礎(chǔ)知識(shí)手把手教學(xué)，加上豐富項(xiàng)目案例練手，幫助初學(xué)者快速上手，非常適合“入門+項(xiàng)目進(jìn)階”。同時(shí)配套綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，讓學(xué)生及時(shí)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，既學(xué)到了技術(shù)，又積累了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，非常適合 STM32入門學(xué)習(xí)、項(xiàng)目練手學(xué)生畢設(shè)、創(chuàng)新競(jìng)賽、高校教學(xué)等場(chǎng)合，而且對(duì)于個(gè)人求職，豐富簡(jiǎn)歷項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，也是極有幫助的。