STM32項目實戰(zhàn)之“火災(zāi)報警系統(tǒng)”（基于STM32U5）

今天小編來分享一個《火災(zāi)報警系統(tǒng)》的項目案例，硬件平臺是STM32U5開發(fā)板+資源擴展板+顯示觸摸屏+仿真器，項目的演示界面如下圖所示。

火災(zāi)報警系統(tǒng)項目，需要一個蜂鳴器執(zhí)行器件，作為報警器；一個火焰傳感器，用于對當前環(huán)境進行監(jiān)測；一塊TFTLCD顯示屏模塊，用于顯示UI界面，以及進行硬件的控制；ESP8266wifi模塊，用于連接網(wǎng)絡(luò)和MQTT服務(wù)器，與微信小程序進行數(shù)據(jù)交互，以及遠程控制。

01 項目實現(xiàn)功能

• 實現(xiàn)火焰檢測，火焰檢測必須切換到智能模式才能啟動手動模式時，只能使能蜂鳴器；
• 通過界面實現(xiàn)手動控制蜂鳴器；
• 通過界面選擇智能控制，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 wifi 連接 UI 界面連接 WiFi，在程序中填寫 MQTT 相關(guān)信息后在連接 WiFi 成功后自動連接mqtt和微信小程序進行通信；

02 項目整體思路

主程序中，主要負責初始化控制器，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，并進行硬件控制。

傳感器的數(shù)據(jù)采集，使用定時器，定時采集數(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，也在定時器中進行。

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

03 項目基本框架

04 項目硬件平臺

• FS-STM32U575開發(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無線模組，用于物聯(lián)網(wǎng)云平臺項目開發(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擴展接口，用于資源擴展板的接入。核心板接口通過間距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，運行頻率可達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，板載 16MB 的Flash存儲器，用于存儲大容量數(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行指示燈（用戶編程控制）。

• 資源擴展板

板載多種傳感器，覆蓋了常見的接口技術(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、光電開關(guān)、火焰感知傳感器，基于SPI總線的數(shù)碼管驅(qū)動電路，基于PWM控制的風扇、蜂鳴器、震動馬達，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。資源擴展板與華清遠見STM32多核心開發(fā)板配合使用，可拓展多種案例項目。

• 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。像手表，已經(jīng)不再像以往那樣依靠指針轉(zhuǎn)動，而是更加智能化，甚至能夠使用手表接聽電話、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)品會受歡迎，是因為佩戴在身上不容易丟失，需要使用的時候也比較方便，這種穿戴產(chǎn)品甚至要比手機更方便。只是這也就需要考驗到智能穿戴顯示屏的體積問題，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。

智能顯示屏會廣泛應(yīng)用在各種產(chǎn)品，主要還因為它的使用范圍比較廣，很多產(chǎn)品都能夠使用這種顯示屏，其效果還不錯，因而會首先想要購買這種顯示屏作為使用。雖然體積小，但是并不會影響到使用效果，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模擬圓形的一個手表項目。根據(jù)我們前面對STM32U5核心板的了解，我們顯示觸控屏使用SPI接口驅(qū)動我們的屏幕。

• 仿真器

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

05 項目文檔及源碼領(lǐng)取方式

完整版《火災(zāi)報警系統(tǒng)》項目可見具體項目文檔。

06 華清遠見STM32多核心開發(fā)板

多核心支持

華清遠見STM32多核心開發(fā)板采用底板+核心板的分離設(shè)計，底板統(tǒng)一，支持STM32G0/F1/F4/U5多核心板，可以通過插拔不同核心板，去實戰(zhàn)不同型號STM32開發(fā)，因為底板通用，所以如果想學習多個型號STM32，也不需要重新買整套開發(fā)板，只需要買對應(yīng)的核心板即可。

配套資源豐富

STM32多核心開發(fā)板配套了豐富的入門及項目進階學習資料，所有課程均手把手教學，易于上手。資料包括開發(fā)教程、PPT課件、視頻課程、工具軟件、開發(fā)源碼、器件手冊、硬件圖紙等。

區(qū)別于單純理論實驗教學，華清遠見STM32通過基礎(chǔ)知識手把手教學，加上豐富項目案例練手，幫助初學者快速上手，非常適合“入門+項目進階”。同時配套綜合項目實戰(zhàn)，讓學生及時將所學知識應(yīng)用于實踐當中，既學到了技術(shù)，又積累了項目開發(fā)經(jīng)驗，非常適合 STM32入門學習、項目練手學生畢設(shè)、創(chuàng)新競賽、高校教學等場合，而且對于個人求職，豐富簡歷項目經(jīng)驗，也是極有幫助的。