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基于STM32的智能公交系统电子站牌设计

时间：2021-11-14 07:38:14

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前言

题目“智能公交系统电子站牌设计”，大概是模拟一个公交车信息实时发布系统，采集公交车信息，再发布在站台和移动客户端，系统结构如下图。

1 站牌思路

站牌主要功能是接收显示公交信息，但考虑也可以上传些数据，索性增加几个传感器，采集些数据，大概长下面这个样子。模块和单片机通讯除了 LCD 用的 FSMC 其他都是串口 UART。整个站牌部分主要麻烦在 LCD 屏的驱动和无线通信部分的代码。

2 ILI9320

ILI9320 是液晶屏的驱动芯片，屏幕分辨率 320 × 240 像素，单片机通过 FSMC 总线控制器操作屏幕，需要 16 根数据线和 6 根控制线，外加电源接地等共 24 根线才能驱动。FSMC（Flexible Static Memory Controller）是 STM32 的一个并行接口，通过此接口，单片机可以控制 NOR Flash、NAND Flash、SRAM 和 PSRAM。除了控制储存器，FSMC 还可以控制支持 Intel8080 和 Motorola 6800 时序的 LCD 屏幕。这个文档详细介绍了相关技术：Using the high-density STM32F10xxx FSMC peripheral to drive external memories。核心初始化代码如下,

//! GPIO结构体声明GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//! FSMC NORSRAM结构体声明FSMC_NORSRAMInitTypeDef FSMC_NORSRAMInitStructure;//! FSMC 读写时序结构体,当扩展模式时,仅有读时序有效FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef readWriteTiming; //! FSMC 写时序结构体,扩展模式使用FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef writeTiming;//! 使能FSMC时钟RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC,ENABLE);//! 使能PART B,D,E,G及AFIO复用功能时钟,RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_GPIOG,ENABLE);//! PB0---------背光功能//! PB1---------RESET功能高电平工作,低电平硬件复位GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;//! 推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //! GPIO最大输出频率50MHzGPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//! PORTD复用推挽输出 PD0,1,8,9,10,14,15为数据管脚//! PD4--------RD; PD5-----------WRGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); //! PORTE复用推挽输出 PE7,8,9,10,11,12,13,14,15为数据管脚详细定义见"GPIO管脚及功能定义.txt" 文件GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;//! 复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//! PORTG复用推挽输出 PG12----CS; PG0-----RS;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_12;//! 复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure); //拉高RESET管脚,液晶屏才工作GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1);

以上代码大部分是 LCD 商家提供的驱动,主要更改了管脚配置和初始化时增加对 RESET 管脚和背光管脚的配置,必须配置背光和 RESET 才能点亮液晶。完整代码见文末 GitHub 仓库地址。

3 串口 GPRS 模块

选择通信模块时考虑到时间有限，选择开发难度相对较低（不需要开发驱动）的串口 GPRS 模块，模块型号：USR-GSM232-7S3，主要特性是支持 GPRS 网络通信，支持数据请求地址自定义或请求至官方后台，官方后台提高访问数据的 API。在上位机软件配置好请求地址后，向串口发送数据，模块会自动打包数据并向配置的服务器地址发起请求，整个模块类似一个 HTTP 客户端。当然，这个模块的缺点也很明显，2G 网络速度太慢，请求一帧数据到收到服务器回复平均需要十几秒。上位机示意图如下图。

图中省略号的内容由如下代码实现，后台部分的实现将在另一篇博文里介绍。模块实际请求的地址为：http://xkmg9m2k.qcloud.la/weapp/usrcloud?a=255&b=1&c=18&d=15&e=1&f=12&g=50&h=3&i=0

其中 a 参数指示站牌初始化状态，类似于帧头，0xff：初始化成功；0xfe：初始化失败；b 参数指示站牌工作状态，1：工作正常；0：工作异常；c 参数指示温度数据，单位：℃；d 参数指示湿度数据，单位：%rh；e 参数指示 pm2.5 浓度的整数部分（抠脚的变量命名方式 2333）；f 参数指示 pm2.5 浓度的小数部分，单位：ug/m3；g 参数指示噪音传数据的整数部分；h 参数指示噪音数据的小叔部分，单位：dB；i 参数无实际意义，作用类似于帧尾或者保留参数。

if(dht11_flag==1) //get请求参数:a=255&b=1&c=18&d=15&e=1&f=12&g=50&h=3&i=0{send[0]='a';send[1]='=';send[2]=0xFF;send[3]='&';send[4]='b';send[5]='=';//! 需加48转换成对应的ASCII码,否则服务器无法读出数据send[6]=1+48;send[7]='&';send[8]='c';send[9]='=';send[10]=temperature+48;send[11]='&';send[12]='d';send[13]='=';send[14]=humidity+48;send[15]='&';send[16]='e';send[17]='=';send[18]=pm25_zheng+48;send[19]='&';send[20]='f';send[21]='=';send[22]=pm25_xiao+48;send[23]='&';send[24]='g';send[25]='=';send[26]=hh06_zheng+48;send[27]='&';send[28]='h';send[29]='=';send[30]=hh06_xiao+48;send[31]='&';send[32]='i';send[33]='=';send[34]=0+48;send[35]='\0';//! 向服务器发送请求USART_SendString(USART3,send); }