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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。通过各模块的协同工作，系统能够实现多种功能。摄像头模块用于采集图像信息，TFT 液晶显示电路可实时展示相关图像或数据。无线通信模块为系统提供了灵活的通信方式，可实现数据的无线传输。蜂鸣器声光报警用于在特定情况下发出警报信号。舵机模块可根据控制指令执行相应动作。按键电路用于用户输入操作指令。电源电路为整个系统提供稳定的电力支持。该系统具有集成度高、功能多样、可扩展性强等特点，在智能监控、图像识别等领域具有一定的应用价值。

关键字：STM32F103C8T6 单片机；模块组成；功能实现；应用领域

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】设备自动学习并识别两种物体或者场景。学习后，能够自动识别物体或者场景，并显示识别率。
【2】摄像头实时识别图像信息，液晶显示识别的结果、识别流程及识别率。识别成功后，舵机进行左右动作进行指向分拣作用。
【3】摄像头实时识别图像信息，液晶显示识别的结果、识别流程及识别率。识别成功后，舵机进行左右动作进行指向分拣作用。
【4】非学习录入状态时，可以手动进行控制舵机的左右指向及恢复。
【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：
4. 软件复位(SW复位)
5. 低功耗管理复位
STM32单片机震荡电路：首先要明确的是STM32没有内部晶振，HSI是内部RC振荡器。HSI内部8MHz的RC振荡器的误差在1%左右，内部RC振荡器的精度通常比用HSE（外部晶振）要差上十倍以上。没所谓优缺点，最重要的是根据应用场合，对时钟要求不高时也是可以用HSI的，要注意的是当用HSI时，最高系统时钟的频率是达不到72MHz的。STM32的ISP就是用（HSI）内部RC振荡器。
STM32F103单片机是一款低功耗、高性能的微控制器。其作用是控制各种传感器和外设，自行计算处理得到的数据和信号，并进行相应的操作，在工业生产中起到大脑的作用。相比于日常生活中使用的电脑，单片机只能称得上微小电路集成系统，能起到的作用非常有限，只能处理一些简单的控制工作。单片机的应用非常广泛，绝大部分电器都是采用单片机进行控制，家里的大家电，比如冰箱、空调、洗衣机、电视机，小到遥控器、鼠标、键盘、闹钟。其里面都包含一个或者多个单片机。单片机广泛应用于仪表仪器，航空航天，家用电器和医用设备上。智能设备的发展也非常依赖单片机，多样化的传感器对单片机也提出了一定的要求，故此越来越多的高级的单片机成出现。
我们选择单片机是STM32F103C8T6单片机。此单片机和51系列相比多了很多功能，不但运行速度比51单片机要快很多，自带多个AD转换，方便我们在设计模拟量检测的时候免去了需要加外部ADC进行转换，非常方便；
STM32有着很强大的通信功能和控制功能。这一点是51单片机无法比拟的。因为51单片机只有1个串口进行通信，而32单片机具有3个串口进行通信，所以对一些要求用串口进行通信的模块而且就不需要通过CD4052等双串口模块来转换，所以这一点被市场上广泛的运用，32单片机因为本身可以进行多种不同的时钟模数来进行工作，所以在功耗要求比较严格的产品中占有一席之地。
STM32特点：
1.STM32F103C8T6系列的起振晶部分采用了RTC，低负载的方式，而没有像传统的比较廉价的圆柱晶振。
2.引脚个数为48个。
3.工作频率为72MHZ。
4.单片机具有3个普通定时器和1个高级定时器。
5.单片机具有2个2位/16通道的ADC模数转换。
6.使用了3.3V稳压芯片，可以保证最大输出300MA电流。
7.支持ST-LINK和JTAG调试下载。
8.存储资源为64kb byte FLASH和20byte Sram。

STM32F103C8T6单片机引脚图

我们选择本款STM32核心板，特点：
1、电源指示灯LED(PWR通常为红色):如果电源指示灯亮亮说明单片机正常运行，如果较暗或者闪烁，表示此单片机可能存在故障。
2、用户LED(PC13):这个功能的使用大大的方便了我们进行一些比较简单的功能测试，如单片机的运行状态等，方便初学者进行更好的测试。
3、单片机上采用了跳帽的方式，我们可以对stm32进行3种编程方式。如用户的SARM、闪存和系统的存储器。
4、有单片机的复位电路。
5、8M晶振：主要是用于设置单片机系统的频率为72MHZ。
6、32.768KHz晶振：可供内置RTC使用，避免了需要专门的时钟芯片进行定时器处理等。
6、各个引脚基本均引出，方便使用。

核心板介绍图
STM32F103C8T6单片机核心板内部电路图如下图所示。
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STM32单片机核心板内部电路原理图

STM32单片机实物图如下图所示。

STM32单片机核心板实物图

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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