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编号：

T4412402M

设计简介：

本设计是基于stm32的智能手机柜设计，主要实现以下功能：

1. 通过时钟模块可以获取时间
2. 通过舵机模拟开锁和关锁的功能
3. 可以通过按键设置上锁时间，到达时间后，可以通过指纹进行解锁，如果指纹错误三次进行报警
4. 可以通过按键切换模式，考场模式：可以定时上锁和开锁时间；学习模式：上锁后，可以通过显示屏显示励志语录，到达上锁时间或者允许开锁时间，会播报励志语音
5. 通过电池进行供电，显示屏显示电量
6. 通过WiFi模块连接手机，手机端显示数据，以及设置定时

电源： 18650锂电池
传感器：时钟模块
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：蜂鸣器，语音模块，舵机
人机交互：独立按键，WiFi模块，指纹模块

标签：STM32、OLED12864、ESP8266、SU-03T、SG90、AS608、DS1302

题目扩展：基于物联网的手机收纳柜系统，基于单片机的智能存放柜系统

基于 STM32 的智能手机柜设计

一、主控部分

核心：STM32 单片机

功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

二、输入部分

1. 指纹模块：通过指纹识别实现柜门解锁功能
2. 时钟模块：获取实时时间，用于时间关联功能（如时间段设置、闹钟等）
3. 语音控制模块：接收语音指令，同时提供语音播报提示
4. 独立按键：用于切换界面、添加 / 删除指纹、修改时间、调节灯光亮度及设置闹钟时间等操作
5. 电池模块：储存电能，为系统提供备用或移动供电支持
6. 供电电路：为整个智能手机柜系统稳定供电

三、输出部分

1. OLED 显示模块：显示定制时间段、励志文案、柜门开锁 / 闭锁状态等信息
2. 舵机模块：模拟柜门锁的开关动作，实现解锁与闭锁功能
3. 蜂鸣器报警模块：当指纹解锁错误次数超过三次时，触发蜂鸣器报警提醒
4. WIFI 模块：将系统运行数据（如解锁记录、设备状态）上传至云平台，同时连接手机 APP，支持远程监控与控制

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该设计主要硬件包括主控芯片，负责协调控制各模块工作；电源模块，为整个系统稳定供电；定时模块，精准设定手机柜上锁和开锁时间；指纹识别模块，进行身份验证及错误报警；显示模块，呈现手机柜状态、励志文案等信息；语音模块，播放励志语音；通信模块，满足数据交互需求。

焊接流程方面，先准备好焊接工具和元件，对电路板进行清洁。然后根据电路图，依次将元件放置到对应焊盘位置，使用烙铁加热焊点，添加适量焊锡，确保元件牢固焊接。焊接完一个元件后，及时检查焊接质量。

注意事项上，焊接前要确认元件型号、极性正确，避免插错。焊接时温度不宜过高、时间不宜过长，防止损坏元件。要保持工作环境整洁，避免杂物掉入电路板。焊接完成后，仔细检查焊点，杜绝虚焊、短路等问题，可通过万用表等工具进行简单测试，保证硬件正常工作。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 定时设置功能测试

该硬件系统的定时设置功能，可通过按键操作，在显示屏直观呈现设定时间（如示例中 “设置关闭小时 10:00”）。能灵活设定手机柜上锁、开锁时间，适配个人学习专注、考场秩序维护等场景，系统按设定自动执行开关锁，还可联动励志文案显示、语音播放等功能，精准管控手机使用时段，满足多样化场景下的时间控制需求。定时设置功能图如下图 5-2 所示。

图 5-2 定时设置功能图

5.3 指纹管理功能测试

该智能手机柜的指纹管理功能通过硬件上的按键与显示屏配合实现。从显示屏信息可知，能通过按键操作完成指纹相关管理，按下对应按键（如 S2 按键），可添加指纹，录入使用者指纹信息，将其存储于系统中作为开锁的身份凭证；按下 S3 按键，能够删除已录入的指纹，便于管理指纹库，保障系统安全。在使用时，当到达设定的开锁时间，使用者进行指纹识别，系统会将采集到的指纹与已录入的指纹信息进行比对。若指纹匹配正确，即可开启手机柜；若指纹错误达到三次及以上，系统可能会触发报警机制，以防止非法开锁，确保手机柜内物品安全，有效提升了手机柜使用的安全性与便捷性。指纹管理功能测试如下图 5-3 所示：

图 5-3 指纹管理功能测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：

图 6-1 软件界面图

6.2 定时设置功能测试

该硬件系统具备定时设置功能，用户通过按键操作，就能在显示屏上直观看到设定的时间。它可以灵活设定手机柜的上锁和开锁时间，适配个人学习专注、考场秩序维护等不同场景。系统会按照设定自动执行开关锁操作，还能与励志文案显示、语音播放等功能联动，精准管控手机的使用时段，满足多样化场景下的时间控制需求。定时设置功能图如下图 6-2 所示。

图 6-2 定时设置功能图

6.3 电池电压监测功能

该智能手机柜设计中，电池电压监测功能通过电池电压检测模块实现，能实时监测电池的电压情况，并将电压数据传输到系统中，最终在显示屏上显示出电池电量相关信息，让用户可以直观了解电池的供电状态。电池电压监测功能如下图 6-3 所示：

图 6-3 电池电压监测功能测试图