# Stm32_dev **Repository Path**: magiclc/stm32_dev ## Basic Information - **Project Name**: Stm32_dev - **Description**: No description available - **Primary Language**: C - **License**: Not specified - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2025-10-04 - **Last Updated**: 2025-10-04 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # 基于STM32的智能语音识别垃圾桶系统 - 深度代码分析文档 ## 📋 目录 - [项目概述](#项目概述) - [完整目录结构](#完整目录结构) - [核心代码文件深度解析](#核心代码文件深度解析) - [开发指南](#开发指南) - [硬件连接](#硬件连接) - [调试与故障排除](#调试与故障排除) --- ## 项目概述 本项目是一个基于STM32F103微控制器的智能语音分类垃圾桶系统，实现了8大核心功能： 1. ✅ **垃圾容量检测** - 红外传感器实时监测 2. ✅ **语音识别控制** - 识别4种垃圾类型自动开盖 3. ✅ **语音播报** - TTS语音反馈 4. ✅ **OLED显示** - 实时显示投递次数和状态 5. ✅ **精准舵机控制** - PWM控制盖子开合 6. ✅ **智能照明** - 光敏传感器自动控制LED 7. ✅ **云平台连接** - WiFi上传数据到物联网平台 8. ✅ **手动按键控制** - 4个物理按键备用方案 --- ## 完整目录结构 ``` S/ │ ├── 📁 CORE/ # STM32内核启动文件目录 │ ├── core_cm3.c # Cortex-M3内核外设访问层 │ ├── core_cm3.h # 内核寄存器定义 │ ├── startup_stm32f10x_hd.s # 启动汇编文件(高密度产品) │ └── startup_stm32f10x_md.s # 启动汇编文件(中密度产品) │ 【说明】包含芯片启动代码和中断向量表，❌不要修改 │ ├── 📁 HARDWARE/ # 硬件外设驱动目录(核心开发区) │ │ │ ├── 📁 ADC/ # 模数转换器模块 │ │ ├── adc.c # ADC驱动实现文件 │ │ └── adc.h # ADC驱动头文件 │ │ 【功能】读取光敏传感器的模拟电压，实现自动照明 │ │ 【接口】ADC_Init(), Get_Adc(), Get_Adc_Average() │ │ 【修改】✅可修改 - 调整ADC通道、采样时间、阈值参数 │ │ │ ├── 📁 DS18B20/ # 温度传感器模块(可选) │ │ ├── ds18b20.c # DS18B20驱动实现 │ │ └── ds18b20.h # DS18B20头文件 │ │ 【功能】读取环境温度(项目中为扩展功能) │ │ 【接口】DS18B20_Init(), DS18B20_Read_Temp() │ │ 【修改】⚠️可选模块 - 如不使用可删除 │ │ │ ├── 📁 GPIO/ # 通用输入输出模块 │ │ ├── gpio.c # GPIO驱动实现 │ │ └── gpio.h # GPIO头文件 │ │ 【功能】控制LED灯、读取红外传感器状态 │ │ 【接口】GPIO_LED_Init(), LED_On(), LED_Off(), IR_Read() │ │ 【修改】✅必须修改 - 根据实际硬件连接调整引脚定义 │ │ │ ├── 📁 KEY/ # 按键扫描模块 │ │ ├── key.c # 按键驱动实现 │ │ └── key.h # 按键头文件 │ │ 【功能】扫描4个物理按键，实现手动控制垃圾桶 │ │ 【接口】KEY_Init(), KEY_Scan() │ │ 【修改】✅可修改 - 调整按键引脚、去抖动时间 │ │ │ ├── 📁 MOTOR_DUOJI/ # 舵机控制模块 │ │ ├── motor_duoji.c # 舵机PWM驱动实现 │ │ └── motor_duoji.h # 舵机头文件 │ │ 【功能】通过PWM控制4个舵机转动角度，开关垃圾桶盖 │ │ 【接口】Servo_Init(), Servo_SetAngle(), Servo_Open(), Servo_Close() │ │ 【修改】✅必须修改 - 调整PWM参数、开合角度、延时时间 │ │ │ └── 📁 OLED/ # OLED显示屏模块 │ ├── oled.c # OLED驱动实现(I2C通信) │ ├── oled.h # OLED头文件 │ └── oledfont.h # OLED字体库(ASCII + 汉字) │ 【功能】显示系统状态、投递次数、垃圾桶满状态 │ 【接口】OLED_Init(), OLED_ShowString(), OLED_ShowNum(), OLED_ShowChinese() │ 【修改】✅可修改 - 自定义显示布局、添加字库 │ ├── 📁 STM32F10x_FWLib/ # STM32标准外设库(官方) │ ├── 📁 inc/ # 外设库头文件 │ │ ├── misc.h # NVIC和SysTick配置 │ │ ├── stm32f10x_adc.h # ADC外设寄存器定义 │ │ ├── stm32f10x_bkp.h # 备份寄存器 │ │ ├── stm32f10x_can.h # CAN通信 │ │ ├── stm32f10x_crc.h # CRC校验 │ │ ├── stm32f10x_dac.h # DAC数模转换 │ │ ├── stm32f10x_dbgmcu.h # 调试支持 │ │ ├── stm32f10x_dma.h # DMA直接内存访问 │ │ ├── stm32f10x_exti.h # 外部中断 │ │ ├── stm32f10x_flash.h # Flash编程 │ │ ├── stm32f10x_fsmc.h # 外部存储控制器 │ │ ├── stm32f10x_gpio.h # GPIO通用IO │ │ ├── stm32f10x_i2c.h # I2C通信 │ │ ├── stm32f10x_iwdg.h # 独立看门狗 │ │ ├── stm32f10x_pwr.h # 电源控制 │ │ ├── stm32f10x_rcc.h # 时钟配置 │ │ ├── stm32f10x_rtc.h # 实时时钟 │ │ ├── stm32f10x_sdio.h # SD卡接口 │ │ ├── stm32f10x_spi.h # SPI通信 │ │ ├── stm32f10x_tim.h # 定时器 │ │ ├── stm32f10x_usart.h # 串口通信 │ │ └── stm32f10x_wwdg.h # 窗口看门狗 │ │ │ └── 📁 src/ # 外设库源文件(对应上述头文件) │ ├── misc.c │ ├── stm32f10x_adc.c │ ├── stm32f10x_gpio.c │ ├── stm32f10x_rcc.c │ ├── stm32f10x_tim.c │ ├── stm32f10x_usart.c │ └── ... (其他外设驱动源码) │ 【说明】ST官方标准外设库，提供底层寄存器操作封装 │ 【修改】❌绝对不要修改 - 这是官方库文件 │ ├── 📁 SYSTEM/ # 系统级驱动封装 │ │ │ ├── 📁 delay/ # 延时函数模块 │ │ ├── delay.c # 延时函数实现 │ │ └── delay.h # 延时函数头文件 │ │ 【功能】提供微秒级(delay_us)和毫秒级(delay_ms)精确延时 │ │ 【原理】基于SysTick定时器实现 │ │ 【修改】⚠️一般不修改 - 除非需要更高精度延时 │ │ │ ├── 📁 sys/ # 系统配置模块 │ │ ├── sys.c # 系统配置实现 │ │ └── sys.h # 系统配置头文件 │ │ 【功能】位带操作宏定义、NVIC优先级配置、时钟初始化 │ │ 【接口】SYS_SUPPORT宏、位带地址转换 │ │ 【修改】⚠️谨慎修改 - 仅在需要改变系统配置时 │ │ │ └── 📁 usart/ # 串口通信模块 │ ├── usart.c # 串口驱动实现 │ └── usart.h # 串口头文件 │ 【功能】串口初始化、数据收发、printf重定向 │ 【接口】USART1_Init(), USART_SendByte(), USART_SendString() │ 【协议】与语音模块(USART1)、WiFi模块(USART2)通信 │ 【修改】✅必须修改 - 根据模块通信协议调整 │ ├── 📁 USER/ # 用户应用程序(主开发区) │ ├── main.c # ⭐主程序文件(最重要) │ │ 【功能】系统初始化、主循环、业务逻辑调度 │ │ 【内容】见下方详细解析 │ │ 【修改】✅核心开发文件 - 主要逻辑都在这里 │ │ │ ├── stm32f10x_conf.h # 外设库配置文件 │ │ 【功能】选择需要使用的外设模块 │ │ 【内容】包含或注释掉不需要的外设头文件 │ │ 【修改】⚠️按需修改 - 启用/禁用外设以节省代码空间 │ │ │ ├── stm32f10x_it.c # 中断服务函数实现 │ │ 【功能】所有中断处理函数(串口接收、定时器等) │ │ 【内容】USART1_IRQHandler(), TIM2_IRQHandler()等 │ │ 【修改】✅必须修改 - 添加中断处理逻辑 │ │ │ └── stm32f10x_it.h # 中断服务函数头文件 │ 【功能】中断函数声明 │ 【修改】⚠️配合.c文件修改 │ ├── 📁 OBJ/ # 编译生成的目标文件(.o) │ 【说明】编译器自动生成，❌不要手动修改 │ ├── 📁 LISTING/ # 编译生成的清单文件(.lst) │ 【说明】包含汇编代码清单，用于调试分析 │ ├── project.uvprojx # Keil uVision5工程文件 │ 【说明】双击打开Keil开发环境 │ ├── project.uvoptx # Keil工程配置文件 │ 【说明】保存编译器设置、调试器配置等 │ └── README.md # 项目说明文档(本文件) ``` --- ## 核心代码文件深度解析 ### 1️⃣ USER/main.c - 主程序文件 (⭐⭐⭐⭐⭐) **文件作用**: 整个项目的大脑，负责系统初始化和主循环调度 #### 📌 完整代码框架及详细注释 ```c /****************************************************************************** * 文件名: main.c * 功能: 智能语音识别垃圾桶主程序 * 作者: [您的名字] * 版本: V1.0 * 日期: 2024-10-04 ******************************************************************************/ #include "sys.h" // 系统配置 #include "delay.h" // 延时函数 #include "usart.h" // 串口通信 #include "oled.h" // OLED显示 #include "motor_duoji.h" // 舵机控制 #include "key.h" // 按键扫描 #include "gpio.h" // GPIO控制 #include "adc.h" // ADC采集 #include #include /****************************************************************************** * 全局变量定义 ******************************************************************************/ // 投递次数统计数组(索引0-3对应4个垃圾桶) u16 bin_count[4] = {0, 0, 0, 0}; // 垃圾桶满状态数组(0=未满, 1=已满) u8 bin_full[4] = {0, 0, 0, 0}; // 垃圾桶名称字符串(用于显示和播报) char *bin_name[4] = { "Recyclable", // 可回收垃圾 "Kitchen", // 厨余垃圾 "Harmful", // 有害垃圾 "Other" // 其他垃圾 }; // 串口接收缓冲区 u8 USART1_RX_BUF[200]; // 语音模块接收缓冲 u16 USART1_RX_STA = 0; // 接收状态标志 u8 USART2_RX_BUF[200]; // WiFi模块接收缓冲 u16 USART2_RX_STA = 0; // 系统运行时间计数(用于定时任务) u32 system_tick = 0; /****************************************************************************** * 函数声明 ******************************************************************************/ void System_Init(void); // 系统初始化 void Voice_Monitor(void); // 语音监控处理 void Key_Process(void); // 按键处理 void Bin_Status_Check(void); // 垃圾桶状态检测 void Display_Update(void); // 更新OLED显示 void Light_Auto_Control(void); // 自动照明控制 void WiFi_Data_Upload(void); // WiFi数据上传 void Open_Bin(u8 bin_num); // 打开指定垃圾桶 void Close_Bin(u8 bin_num); // 关闭指定垃圾桶 u8 Parse_Voice_Command(void); // 解析语音指令 void Voice_Play(char *text); // 语音播报 /****************************************************************************** * 主函数 ******************************************************************************/ int main(void) { System_Init(); // 系统初始化 // 显示欢迎界面 OLED_Clear(); OLED_ShowChinese(16, 0, 0); // "智" OLED_ShowChinese(32, 0, 1); // "能" OLED_ShowChinese(48, 0, 2); // "垃" OLED_ShowChinese(64, 0, 3); // "圾" OLED_ShowChinese(80, 0, 4); // "桶" delay_ms(2000); OLED_Clear(); // 主循环 while(1) { Voice_Monitor(); // 处理语音识别指令 Key_Process(); // 处理按键输入 Bin_Status_Check(); // 检测垃圾桶状态 Display_Update(); // 更新显示内容 Light_Auto_Control(); // 自动照明控制 WiFi_Data_Upload(); // 上传数据到云平台 system_tick++; // 系统计时递增 delay_ms(50); // 主循环延时50ms } } /****************************************************************************** * 函数名: System_Init * 功能: 初始化所有硬件模块 * 参数: 无 * 返回: 无 ******************************************************************************/ void System_Init(void) { // 配置中断优先级分组(2位抢占优先级, 2位响应优先级) NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 初始化延时函数(必须最先初始化) delay_init(); // 初始化串口1(9600波特率, 用于语音识别模块) USART1_Init(9600); // 初始化串口2(115200波特率, 用于WiFi模块) USART2_Init(115200); // 初始化OLED显示屏(I2C接口) OLED_Init(); OLED_Clear(); // 初始化舵机PWM(TIM2, 50Hz) Servo_Init(); // 初始化时关闭所有垃圾桶盖子 for(u8 i = 1; i <= 4; i++) { Servo_Close(i); } // 初始化按键GPIO(上拉输入) KEY_Init(); // 初始化GPIO(LED和红外传感器) GPIO_Init(); // 初始化所有LED为绿灯(表示未满) for(u8 i = 1; i <= 4; i++) { LED_Green_On(i); LED_Red_Off(i); } // 初始化ADC(用于光敏传感器) ADC_Init(); // 延时确保所有模块稳定 delay_ms(100); } /****************************************************************************** * 函数名: Voice_Monitor * 功能: 监听并处理语音识别模块发送的指令 * 参数: 无 * 返回: 无 * 说明: 在中断中接收数据，在此函数中解析处理 ******************************************************************************/ void Voice_Monitor(void) { // 检查是否接收到完整数据包(最高位为1表示接收完成) if(USART1_RX_STA & 0x8000) { u8 bin_type = Parse_Voice_Command(); // 解析语音指令 if(bin_type >= 1 && bin_type <= 4) // 有效指令(1-4) { // 检查该垃圾桶是否已满 if(bin_full[bin_type - 1] == 1) { OLED_ShowString(0, 6, "Bin Full!"); Voice_Play("垃圾桶已满"); delay_ms(1000); } else { Open_Bin(bin_type); // 打开垃圾桶 bin_count[bin_type - 1]++; // 投递次数+1 Voice_Play(bin_name[bin_type - 1]); // 播报垃圾类型 delay_ms(2000); // 等待2秒 Close_Bin(bin_type); // 关闭垃圾桶 } } // 清除接收完成标志，准备接收下一帧 USART1_RX_STA = 0; memset(USART1_RX_BUF, 0, sizeof(USART1_RX_BUF)); } } /****************************************************************************** * 函数名: Parse_Voice_Command * 功能: 解析语音模块发送的指令字符串 * 参数: 无 * 返回: 垃圾桶类型(1-4), 0表示无效指令 * 协议示例: * "TYPE:1\r\n" -> 可回收垃圾 * "TYPE:2\r\n" -> 厨余垃圾 * "TYPE:3\r\n" -> 有害垃圾 * "TYPE:4\r\n" -> 其他垃圾 ******************************************************************************/ u8 Parse_Voice_Command(void) { // 方式1: 简单字符匹配 if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "TYPE:1") != NULL) return 1; else if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "TYPE:2") != NULL) return 2; else if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "TYPE:3") != NULL) return 3; else if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "TYPE:4") != NULL) return 4; // 方式2: 关键词匹配(根据语音模块识别结果) if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "可回收") != NULL || strstr((char*)USART1_RX_BUF, "recyclable") != NULL) return 1; else if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "厨余") != NULL || strstr((char*)USART1_RX_BUF, "kitchen") != NULL) return 2; else if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "有害") != NULL || strstr((char*)USART1_RX_BUF, "harmful") != NULL) return 3; else if(strstr((char*)USART1_RX_BUF, "其他") != NULL || strstr((char*)USART1_RX_BUF, "other") != NULL) return 4; return 0; // 无效指令 } /****************************************************************************** * 函数名: Key_Process * 功能: 扫描按键并处理手动控制 * 参数: 无 * 返回: 无 ******************************************************************************/ void Key_Process(void) { u8 key = KEY_Scan(0); // 0表示不支持连按 if(key != 0) // 有按键按下 { // key值: 1=KEY1, 2=KEY2, 3=KEY3, 4=KEY4 if(bin_full[key - 1] == 1) // 检查是否已满 { OLED_ShowString(0, 6, "Bin Full!"); Voice_Play("垃圾桶已满"); delay_ms(1000); } else { Open_Bin(key); // 打开对应垃圾桶 bin_count[key - 1]++; // 投递次数+1 Voice_Play(bin_name[key - 1]); delay_ms(2000); Close_Bin(key); } } } /****************************************************************************** * 函数名: Bin_Status_Check * 功能: 检测所有垃圾桶的满溢状态 * 参数: 无 * 返回: 无 * 说明: 红外传感器检测到障碍物(垃圾)时输出低电平 ******************************************************************************/ void Bin_Status_Check(void) { for(u8 i = 0; i < 4; i++) { u8 ir_status = IR_Sensor_Read(i + 1); // 读取红外传感器 // 检测到已满(ir_status=1)且之前状态为未满 if(ir_status == 1 && bin_full[i] == 0) { bin_full[i] = 1; // 更新状态为已满 LED_Green_Off(i + 1); // 关闭绿灯 LED_Red_On(i + 1); // 开启红灯 Voice_Play("垃圾桶已满，请及时清理"); // 通过串口输出提示(可用于调试或扩展功能) printf("Bin %d is full!\r\n", i + 1); } // 检测到未满(ir_status=0)且之前状态为已满(已清空) else if(ir_status == 0 && bin_full[i] == 1) { bin_full[i] = 0; // 更新状态为未满 LED_Red_Off(i + 1); // 关闭红灯 LED_Green_On(i + 1); // 开启绿灯 } } } /****************************************************************************** * 函数名: Display_Update * 功能: 更新OLED显示内容 * 参数: 无 * 返回: 无 * 说明: 每500ms更新一次，避免频繁刷新 ******************************************************************************/ void Display_Update(void) { static u32 last_update = 0; // 每500ms更新一次(system_tick每50ms递增1) if(system_tick - last_update >= 10) { // 第1行: 可回收垃圾桶 OLED_ShowString(0, 0, "Recycle:"); OLED_ShowNum(70, 0, bin_count[0], 3); // 显示次数 OLED_ShowString(100, 0, bin_full[0] ? "X" : "√"); // 第2行: 厨余垃圾桶 OLED_ShowString(0, 2, "Kitchen:"); OLED_ShowNum(70, 2, bin_count[1], 3); OLED_ShowString(100, 2, bin_full[1] ? "X" : "√"); // 第3行: 有害垃圾桶 OLED_ShowString(0, 4, "Harmful:"); OLED_ShowNum(70, 4, bin_count[2], 3); OLED_ShowString(100, 4, bin_full[2] ? "X" : "√"); // 第4行: 其他垃圾桶 OLED_ShowString(0, 6, "Other:"); OLED_ShowNum(70, 6, bin_count[3], 3); OLED_ShowString(100, 6, bin_full[3] ? "X" : "√"); last_update = system_tick; } } /****************************************************************************** * 函数名: Light_Auto_Control * 功能: 根据光敏传感器自动控制照明LED * 参数: 无 * 返回: 无 * 说明: ADC值越小表示环境越暗 ******************************************************************************/ void Light_Auto_Control(void) { static u32 last_check = 0; // 每1秒检测一次(避免频繁开关灯) if(system_tick - last_check >= 20) { u16 light_value = Get_Adc_Average(4, 10); // ADC通道4，采样10次平均 // 阈值判断(可根据实际环境调整) if(light_value < 1000) // 环境较暗(夜晚) { LED_Light_On(); // 开启照明LED } else if(light_value > 1500) // 环境较亮(白天) { LED_Light_Off(); // 关闭照明LED } // 中间区域保持当前状态，避免频繁开关 last_check = system_tick; } } /****************************************************************************** * 函数名: WiFi_Data_Upload * 功能: 通过WiFi模块上传垃圾桶状态到云平台 * 参数: 无 * 返回: 无 * 说明: 每5秒上传一次数据 ******************************************************************************/ void WiFi_Data_Upload(void) { static u32 last_upload = 0; // 每5秒上传一次(100个tick = 5秒) if(system_tick - last_upload >= 100) { char send_buf[100]; // 构造JSON格式数据包 sprintf(send_buf, "{\"bin1\":%d,\"bin2\":%d,\"bin3\":%d,\"bin4\":%d}\r\n", bin_full[0], bin_full[1], bin_full[2], bin_full[3]); // 通过USART2发送给WiFi模块 USART_SendString(USART2, send_buf); last_upload = system_tick; } } /****************************************************************************** * 函数名: Open_Bin * 功能: 打开指定垃圾桶盖子 * 参数: bin_num - 垃圾桶编号(1-4) * 返回: 无 ******************************************************************************/ void Open_Bin(u8 bin_num) { if(bin_num < 1 || bin_num > 4) return; // 参数检查 Servo_SetAngle(bin_num, 90); // 舵机转到90度(开盖) // OLED提示 OLED_ShowString(0, 6, "Opening..."); } /****************************************************************************** * 函数名: Close_Bin * 功能: 关闭指定垃圾桶盖子 * 参数: bin_num - 垃圾桶编号(1-4) * 返回: 无 ******************************************************************************/ void Close_Bin(u8 bin_num) { if(bin_num < 1 || bin_num > 4) return; Servo_SetAngle(bin_num, 0); // 舵机转到0度(关盖) // 清除提示信息 OLED_ShowString(0, 6, " "); } /****************************************************************************** * 函数名: Voice_Play * 功能: 通过语音模块播报文字 * 参数: text - 要播报的文本 * 返回: 无 * 说明: 发送AT指令给语音模块进行TTS播报 ******************************************************************************/ void Voice_Play(char *text) { char cmd_buf[100]; // 构造TTS指令(根据实际语音模块调整) sprintf(cmd_buf, "AT+TTS=%s\r\n", text); // 通过USART1发送 USART_SendString(USART1, cmd_buf); } ``` --- ### 2️⃣ HARDWARE/MOTOR_DUOJI/motor_duoji.c - 舵机控制 (⭐⭐⭐⭐⭐) **文件作用**: 通过PWM信号控制4个舵机的转动角度，实现垃圾桶盖子的开合 #### 📌 完整代码实现 ```c /****************************************************************************** * 文件名: motor_duoji.c * 功能: 舵机PWM控制驱动 * 说明: 使用TIM2的4个通道产生PWM信号控制舵机 ******************************************************************************/ #include "motor_duoji.h" #include "sys.h" /****************************************************************************** * 函数名: Servo_Init * 功能: 初始化舵机PWM输出 * 参数: 无 * 返回: 无 * 说明: * - 舵机工作频率: 50Hz (周期20ms) * - 脉宽范围: 0.5ms(0°) ~ 2.5ms(180°) * - TIM2时钟: 72MHz * - 预分频系数: 72-1 (计数频率1MHz) * - 重装载值: 20000-1 (周期20ms) ******************************************************************************/ void Servo_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; // 1. 使能时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); // TIM2时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); // 复用功能时钟 // 2. 配置GPIO为复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; // PA0-PA3 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 3. 初始化TIM2定时器 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 20000 - 1; // 自动重装载值(20ms) TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; // 预分频(1MHz计数频率) TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 不分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); // 4. 初始化PWM输出模式 (4个通道) TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // PWM模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 高电平有效 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比0 // 通道1 (PA0 -> 舵机1) TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable); // 通道2 (PA1 -> 舵机2) TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable); // 通道3 (PA2 -> 舵机3) TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable); // 通道4 (PA3 -> 舵机4) TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC4PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable); // 5. 使能定时器 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); } /****************************************************************************** * 函数名: Servo_SetAngle * 功能: 设置舵机转动角度 * 参数: * servo_num - 舵机编号(1-4) * angle - 目标角度(0-180度) * 返回: 无 * 公式推导: * - 0度对应脉宽0.5ms，计数值 = 0.5 * 1000 = 500 * - 180度对应脉宽2.5ms，计数值 = 2.5 * 1000 = 2500 * - angle度对应脉宽 = 0.5 + (2.5-0.5) * angle/180 ms * - 计数值 = 500 + 2000 * angle / 180 = 500 + angle * 11.11 ******************************************************************************/ void Servo_SetAngle(u8 servo_num, u8 angle) { u16 pulse_width; // 限制角度范围 if(angle > 180) angle = 180; // 计算脉宽对应的计数值 pulse_width = 500 + (u16)(angle * 11.11); // 根据舵机编号设置对应通道的比较值 switch(servo_num) { case 1: TIM_SetCompare1(TIM2, pulse_width); break; case 2: TIM_SetCompare2(TIM2, pulse_width); break; case 3: TIM_SetCompare3(TIM2, pulse_width); break; case 4: TIM_SetCompare4(TIM2, pulse_width); break; default: break; } } /****************************************************************************** * 函数名: Servo_Open * 功能: 打开指定垃圾桶盖子 * 参数: servo_num - 舵机编号(1-4) * 返回: 无 ******************************************************************************/ void Servo_Open(u8 servo_num) { Servo_SetAngle(servo_num, 90); // 转到90度(开盖位置) } /****************************************************************************** * 函数名: Servo_Close * 功能: 关闭指定垃圾桶盖子 * 参数: servo_num - 舵机编号(1-4) * 返回: 无 ******************************************************************************/ void Servo_Close(u8 servo_num) { Servo_SetAngle(servo_num, 0); // 转到0度(关盖位置) } ``` #### 📌 对应头文件 motor_duoji.h ```c #ifndef __MOTOR_DUOJI_H #define __MOTOR_DUOJI_H #include "sys.h" // 函数声明 void Servo_Init(void); void Servo_SetAngle(u8 servo_num, u8 angle); void Servo_Open(u8 servo_num); void Servo_Close(u8 servo_num); #endif ``` --- ### 3️⃣ HARDWARE/OLED/oled.c - OLED显示驱动 (⭐⭐⭐⭐) **文件作用**: 通过I2C接口控制OLED显示屏，显示文字、数字、汉字 #### 📌 核心代码片段 (完整代码较长，展示关键部分) ```c /****************************************************************************** * 文件名: oled.c * 功能: OLED显示屏驱动(I2C接口) * 芯片: SSD1306 * 分辨率: 128x64 ******************************************************************************/ #include "oled.h" #include "oledfont.h" // 字体库 #include "delay.h" // OLED显存缓冲区(128x64/8=1024字节) u8 OLED_GRAM[128][8]; // I2C引脚定义(根据实际硬件修改) #define OLED_SCL_PIN GPIO_Pin_6 #define OLED_SDA_PIN GPIO_Pin_7 #define OLED_GPIO GPIOB // I2C地址(0x78或0x7A，根据硬件决定) #define OLED_ADDRESS 0x78 /****************************************************************************** * I2C底层时序函数 ******************************************************************************/ void OLED_I2C_Start(void) { // I2C起始信号: SCL高电平时，SDA从高到低跳变 OLED_SDA_Set(); OLED_SCL_Set(); delay_us(5); OLED_SDA_Clr(); delay_us(5); OLED_SCL_Clr(); } void OLED_I2C_Stop(void) { // I2C停止信号: SCL高电平时，SDA从低到高跳变 OLED_SDA_Clr(); OLED_SCL_Set(); delay_us(5); OLED_SDA_Set(); } void OLED_I2C_SendByte(u8 dat) { u8 i; for(i = 0; i < 8; i++) { OLED_SCL_Clr(); if(dat & 0x80) OLED_SDA_Set(); else OLED_SDA_Clr(); delay_us(2); OLED_SCL_Set(); delay_us(2); dat <<= 1; } OLED_SCL_Clr(); } u8 OLED_I2C_WaitAck(void) { // 等待应答信号 OLED_SDA_Set(); delay_us(2); OLED_SCL_Set(); delay_us(2); if(OLED_SDA_Read()) // 未收到应答 { OLED_SCL_Clr(); return 1; } OLED_SCL_Clr(); return 0; } /****************************************************************************** * 函数名: OLED_Init * 功能: 初始化OLED显示屏 ******************************************************************************/ void OLED_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能GPIOB时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 配置SCL和SDA为开漏输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = OLED_SCL_PIN | OLED_SDA_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(OLED_GPIO, &GPIO_InitStructure); delay_ms(100); // SSD1306初始化命令序列 OLED_WriteCmd(0xAE); // 关闭显示 OLED_WriteCmd(0xD5); // 设置时钟分频 OLED_WriteCmd(0x80); OLED_WriteCmd(0xA8); // 设置多路复用率(1-64) OLED_WriteCmd(0x3F); OLED_WriteCmd(0xD3); // 设置显示偏移 OLED_WriteCmd(0x00); OLED_WriteCmd(0x40); // 设置起始行 OLED_WriteCmd(0x8D); // 电荷泵设置 OLED_WriteCmd(0x14); // 使能 OLED_WriteCmd(0x20); // 内存寻址模式 OLED_WriteCmd(0x02); // 页寻址模式 OLED_WriteCmd(0xA1); // 段重映射 OLED_WriteCmd(0xC8); // COM扫描方向 OLED_WriteCmd(0xDA); // COM引脚配置 OLED_WriteCmd(0x12); OLED_WriteCmd(0x81); // 对比度设置 OLED_WriteCmd(0xCF); OLED_WriteCmd(0xD9); // 预充电周期 OLED_WriteCmd(0xF1); OLED_WriteCmd(0xDB); // VCOMH电压 OLED_WriteCmd(0x40); OLED_WriteCmd(0xA4); // 全局显示开启 OLED_WriteCmd(0xA6); // 正常显示(非反色) OLED_WriteCmd(0xAF); // 开启显示 OLED_Clear(); } /****************************************************************************** * 函数名: OLED_Clear * 功能: 清空屏幕 ******************************************************************************/ void OLED_Clear(void) { u8 i, n; for(i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteCmd(0xB0 + i); // 设置页地址(0-7) OLED_WriteCmd(0x00); // 设置列低地址 OLED_WriteCmd(0x10); // 设置列高地址 for(n = 0; n < 128; n++) OLED_WriteData(0x00); } } /****************************************************************************** * 函数名: OLED_ShowChar * 功能: 显示单个ASCII字符 * 参数: * x - 列坐标(0-127) * y - 页坐标(0-7) * chr - 要显示的字符 * 说明: 字符大小为8x16 ******************************************************************************/ void OLED_ShowChar(u8 x, u8 y, u8 chr) { u8 c = chr - ' '; // 计算字符在字库中的偏移 // 显示上半部分(8x8) OLED_SetPos(x, y); for(u8 i = 0; i < 8; i++) OLED_WriteData(F8X16[c*16 + i]); // 显示下半部分(8x8) OLED_SetPos(x, y + 1); for(u8 i = 0; i < 8; i++) OLED_WriteData(F8X16[c*16 + i + 8]); } /****************************************************************************** * 函数名: OLED_ShowString * 功能: 显示字符串 * 参数: * x - 起始列坐标 * y - 起始页坐标 * str - 字符串指针 ******************************************************************************/ void OLED_ShowString(u8 x, u8 y, char *str) { u8 j = 0; while(str[j]) { OLED_ShowChar(x, y, str[j]); x += 8; if(x > 120) // 换行 { x = 0; y += 2; } j++; } } /****************************************************************************** * 函数名: OLED_ShowNum * 功能: 显示数字 * 参数: * x, y - 坐标 * num - 要显示的数字 * len - 数字位数 ******************************************************************************/ void OLED_ShowNum(u8 x, u8 y, u32 num, u8 len) { u8 t, temp; u8 enshow = 0; // 是否开始显示标志 for(t = 0; t < len; t++) { temp = (num / OLED_Pow(10, len - t - 1)) % 10; if(enshow == 0 && t < (len - 1)) { if(temp == 0) { OLED_ShowChar(x + 8 * t, y, ' '); continue; } else enshow = 1; } OLED_ShowChar(x + 8 * t, y, temp + '0'); } } /****************************************************************************** * 函数名: OLED_ShowChinese * 功能: 显示汉字 * 参数: * x, y - 坐标 * num - 汉字在字库中的编号 * 说明: 汉字大小为16x16 ******************************************************************************/ void OLED_ShowChinese(u8 x, u8 y, u8 num) { u8 t; // 显示上半部分 OLED_SetPos(x, y); for(t = 0; t < 16; t++) OLED_WriteData(Hzk[2 * num][t]); // 显示下半部分 OLED_SetPos(x, y + 1); for(t = 0; t < 16; t++) OLED_WriteData(Hzk[2 * num + 1][t]); } ``` --- ### 4️⃣ HARDWARE/KEY/key.c - 按键扫描 (⭐⭐⭐⭐) ```c /****************************************************************************** * 文件名: key.c * 功能: 按键扫描驱动 ******************************************************************************/ #include "key.h" #include "delay.h" // 按键引脚定义 #define KEY1_PIN GPIO_Pin_12 #define KEY2_PIN GPIO_Pin_13 #define KEY3_PIN GPIO_Pin_14 #define KEY4_PIN GPIO_Pin_15 #define KEY_GPIO GPIOB // 按键读取宏定义 #define KEY1 GPIO_ReadInputDataBit(KEY_GPIO, KEY1_PIN) #define KEY2 GPIO_ReadInputDataBit(KEY_GPIO, KEY2_PIN) #define KEY3 GPIO_ReadInputDataBit(KEY_GPIO, KEY3_PIN) #define KEY4 GPIO_ReadInputDataBit(KEY_GPIO, KEY4_PIN) /****************************************************************************** * 函数名: KEY_Init * 功能: 初始化按键GPIO ******************************************************************************/ void KEY_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 配置为上拉输入(按键按下接地) GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_PIN | KEY2_PIN | KEY3_PIN | KEY4_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入 GPIO_Init(KEY_GPIO, &GPIO_InitStructure); } /****************************************************************************** * 函数名: KEY_Scan * 功能: 扫描按键状态 * 参数: mode - 0:不支持连按 1:支持连按 * 返回: 0:无按键 1:KEY1 2:KEY2 3:KEY3 4:KEY4 ******************************************************************************/ u8 KEY_Scan(u8 mode) { static u8 key_up = 1; // 按键松开标志 if(mode) key_up = 1; // 支持连按 if(key_up && (KEY1 == 0 || KEY2 == 0 || KEY3 == 0 || KEY4 == 0)) { delay_ms(10); // 去抖动延时 key_up = 0; if(KEY1 == 0) return 1; else if(KEY2 == 0) return 2; else if(KEY3 == 0) return 3; else if(KEY4 == 0) return 4; } else if(KEY1 == 1 && KEY2 == 1 && KEY3 == 1 && KEY4 == 1) { key_up = 1; } return 0; } ``` --- ### 5️⃣ HARDWARE/GPIO/gpio.c - LED和红外传感器 (⭐⭐⭐⭐) ```c /****************************************************************************** * 文件名: gpio.c * 功能: LED控制和红外传感器读取 ******************************************************************************/ #include "gpio.h" // LED引脚定义 #define LED_GREEN1 GPIO_Pin_0 // PB0 #define LED_GREEN2 GPIO_Pin_1 #define LED_GREEN3 GPIO_Pin_2 #define LED_GREEN4 GPIO_Pin_3 #define LED_RED1 GPIO_Pin_4 // PB4 #define LED_RED2 GPIO_Pin_5 #define LED_RED3 GPIO_Pin_6 #define LED_RED4 GPIO_Pin_7 #define LED_LIGHT GPIO_Pin_8 // PA8 照明灯 // 红外传感器引脚定义 #define IR1_PIN GPIO_Pin_0 // PC0 #define IR2_PIN GPIO_Pin_1 #define IR3_PIN GPIO_Pin_2 #define IR4_PIN GPIO_Pin_3 /****************************************************************************** * 函数名: GPIO_Init * 功能: 初始化LED和红外传感器GPIO ******************************************************************************/ void GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); // LED引脚配置为推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_GREEN1 | LED_GREEN2 | LED_GREEN3 | LED_GREEN4 | LED_RED1 | LED_RED2 | LED_RED3 | LED_RED4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 照明LED GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_LIGHT; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 红外传感器引脚配置为上拉输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = IR1_PIN | IR2_PIN | IR3_PIN | IR4_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); } /****************************************************************************** * 函数名: LED_Green_On * 功能: 开启指定垃圾桶的绿灯 ******************************************************************************/ void LED_Green_On(u8 led_num) { switch(led_num) { case 1: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_GREEN1); break; case 2: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_GREEN2); break; case 3: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_GREEN3); break; case 4: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_GREEN4); break; } } void LED_Green_Off(u8 led_num) { switch(led_num) { case 1: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_GREEN1); break; case 2: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_GREEN2); break; case 3: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_GREEN3); break; case 4: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_GREEN4); break; } } void LED_Red_On(u8 led_num) { switch(led_num) { case 1: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_RED1); break; case 2: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_RED2); break; case 3: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_RED3); break; case 4: GPIO_ResetBits(GPIOB, LED_RED4); break; } } void LED_Red_Off(u8 led_num) { switch(led_num) { case 1: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_RED1); break; case 2: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_RED2); break; case 3: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_RED3); break; case 4: GPIO_SetBits(GPIOB, LED_RED4); break; } } void LED_Light_On(void) { GPIO_ResetBits(GPIOA, LED_LIGHT); } void LED_Light_Off(void) { GPIO_SetBits(GPIOA, LED_LIGHT); } /****************************************************************************** * 函数名: IR_Sensor_Read * 功能: 读取红外传感器状态 * 参数: sensor_num - 传感器编号(1-4) * 返回: 0-未检测到 1-检测到障碍物(垃圾桶已满) ******************************************************************************/ u8 IR_Sensor_Read(u8 sensor_num) { u8 status = 0; switch(sensor_num) { case 1: status = (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, IR1_PIN) == 0) ? 1 : 0; break; case 2: status = (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, IR2_PIN) == 0) ? 1 : 0; break; case 3: status = (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, IR3_PIN) == 0) ? 1 : 0; break; case 4: status = (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, IR4_PIN) == 0) ? 1 : 0; break; } return status; } ``` --- ### 6️⃣ HARDWARE/ADC/adc.c - ADC采集模块 (⭐⭐⭐) ```c /****************************************************************************** * 文件名: adc.c * 功能: ADC初始化和数据采集 * 说明: 用于读取光敏传感器的模拟电压值 ******************************************************************************/ #include "adc.h" #include "delay.h" /****************************************************************************** * 函数名: ADC_Init * 功能: 初始化ADC * 说明: 配置为独立模式，单次转换 ******************************************************************************/ void ADC_Init(void) { ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 使能ADC1和GPIOA时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); // 设置ADC分频因子6，72M/6=12MHz (ADC最大时钟不超过14MHz) RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); // 配置PA4为模拟输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; // 模拟输入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 复位ADC1 ADC_DeInit(ADC1); // ADC配置 ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; // 独立模式 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; // 单通道模式 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 单次转换 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; // 软件触发 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // 右对齐 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 1个转换通道 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // 使能ADC1 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); // ADC校准 ADC_ResetCalibration(ADC1); // 复位校准 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); // 等待复位完成 ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始校准 while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); // 等待校准完成 } /****************************************************************************** * 函数名: Get_Adc * 功能: 获取指定通道的ADC值 * 参数: ch - 通道号(0-17) * 返回: ADC转换结果(0-4095) ******************************************************************************/ u16 Get_Adc(u8 ch) { // 设置转换通道、采样时间(239.5周期) ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5); // 启动转换 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 等待转换完成 while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); // 返回转换结果 return ADC_GetConversionValue(ADC1); } /****************************************************************************** * 函数名: Get_Adc_Average * 功能: 获取指定通道的ADC平均值 * 参数: * ch - 通道号 * times - 采样次数 * 返回: ADC平均值 * 说明: 多次采样取平均，提高稳定性 ******************************************************************************/ u16 Get_Adc_Average(u8 ch, u8 times) { u32 temp_val = 0; u8 t; for(t = 0; t < times; t++) { temp_val += Get_Adc(ch); delay_ms(5); } return temp_val / times; } ``` --- ### 7️⃣ SYSTEM/usart/usart.c - 串口通信 (⭐⭐⭐⭐⭐) ```c /****************************************************************************** * 文件名: usart.c * 功能: 串口通信驱动 * 说明: * USART1 - 与语音识别模块通信(9600bps) * USART2 - 与WiFi模块通信(115200bps) ******************************************************************************/ #include "usart.h" #include "stdio.h" // 串口1接收缓冲区(在main.c中定义) extern u8 USART1_RX_BUF[200]; extern u16 USART1_RX_STA; // 串口2接收缓冲区 extern u8 USART2_RX_BUF[200]; extern u16 USART2_RX_STA; /****************************************************************************** * 函数名: USART1_Init * 功能: 初始化串口1 * 参数: baudrate - 波特率 ******************************************************************************/ void USART1_Init(u32 baudrate) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 使能时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // USART1_TX (PA9) - 复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // USART1_RX (PA10) - 浮空输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 配置USART1参数 USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate; // 波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8位数据 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; // 1位停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; // 无校验 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 无硬件流控 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // 收发模式 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); // 配置NVIC中断优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 抢占优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; // 响应优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 使能接收中断 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能串口 USART_Cmd(USART1, ENABLE); } /****************************************************************************** * 函数名: USART2_Init * 功能: 初始化串口2 (与WiFi模块通信) * 参数: baudrate - 波特率 ******************************************************************************/ void USART2_Init(u32 baudrate) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 使能时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // USART2_TX (PA2) - 复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // USART2_RX (PA3) - 浮空输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 配置USART2参数 USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); // 配置NVIC NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 使能接收中断 USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能串口 USART_Cmd(USART2, ENABLE); } /****************************************************************************** * 函数名: USART_SendByte * 功能: 发送单个字节 ******************************************************************************/ void USART_SendByte(USART_TypeDef* USARTx, u8 data) { USART_SendData(USARTx, data); while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TC) == RESET); } /****************************************************************************** * 函数名: USART_SendString * 功能: 发送字符串 ******************************************************************************/ void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx, char *str) { while(*str) { USART_SendByte(USARTx, *str++); } } /****************************************************************************** * 函数名: fputc * 功能: 重定向printf函数到串口1 * 说明: 添加此函数后可使用printf进行调试输出 ******************************************************************************/ int fputc(int ch, FILE *f) { USART_SendByte(USART1, (u8)ch); return ch; } ``` --- ### 8️⃣ USER/stm32f10x_it.c - 中断服务函数 (⭐⭐⭐⭐) ```c /****************************************************************************** * 文件名: stm32f10x_it.c * 功能: 中断服务函数 ******************************************************************************/ #include "stm32f10x_it.h" #include "usart.h" extern u8 USART1_RX_BUF[200]; extern u16 USART1_RX_STA; extern u8 USART2_RX_BUF[200]; extern u16 USART2_RX_STA; /****************************************************************************** * 函数名: USART1_IRQHandler * 功能: 串口1中断服务函数(语音模块) * 说明: * - 接收数据存入缓冲区 * - 检测到换行符(\r\n)则认为接收完成 * - 接收状态标志最高位为1表示接收完成 ******************************************************************************/ void USART1_IRQHandler(void) { u8 res; // 接收中断 if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) { res = USART_ReceiveData(USART1); // 读取接收数据 if((USART1_RX_STA & 0x8000) == 0) // 接收未完成 { // 接收到换行符\n if(USART1_RX_STA & 0x4000) { if(res == 0x0A) // \n { USART1_RX_STA |= 0x8000; // 标记接收完成 } else { USART1_RX_STA = 0; // 接收错误,重新开始 } } else // 还未收到\r { if(res == 0x0D) // \r { USART1_RX_STA |= 0x4000; } else { USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA & 0x3FFF] = res; USART1_RX_STA++; // 超过最大接收数量 if(USART1_RX_STA > (200 - 1)) { USART1_RX_STA = 0; } } } } } } /****************************************************************************** * 函数名: USART2_IRQHandler * 功能: 串口2中断服务函数(WiFi模块) ******************************************************************************/ void USART2_IRQHandler(void) { u8 res; if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) { res = USART_ReceiveData(USART2); if((USART2_RX_STA & 0x8000) == 0) { if(USART2_RX_STA & 0x4000) { if(res == 0x0A) { USART2_RX_STA |= 0x8000; } else { USART2_RX_STA = 0; } } else { if(res == 0x0D) { USART2_RX_STA |= 0x4000; } else { USART2_RX_BUF[USART2_RX_STA & 0x3FFF] = res; USART2_RX_STA++; if(USART2_RX_STA > (200 - 1)) { USART2_RX_STA = 0; } } } } } } ``` --- ### 9️⃣ SYSTEM/delay/delay.c - 延时函数 (⚠️) ```c /****************************************************************************** * 文件名: delay.c * 功能: 精确延时函数 * 说明: 基于SysTick定时器实现 ******************************************************************************/ #include "delay.h" static u8 fac_us = 0; // us延时倍乘数 static u16 fac_ms = 0; // ms延时倍乘数 /****************************************************************************** * 函数名: delay_init * 功能: 初始化延时函数 * 说明: SysTick时钟为HCLK/8 = 72MHz/8 = 9MHz ******************************************************************************/ void delay_init(void) { SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); // 选择外部时钟 fac_us = SystemCoreClock / 8000000; // 9MHz,每个us需要9个时钟周期 fac_ms = (u16)fac_us * 1000; // 每个ms需要9000个时钟周期 } /****************************************************************************** * 函数名: delay_us * 功能: 微秒级延时 * 参数: nus - 延时时间(微秒) ******************************************************************************/ void delay_us(u32 nus) { u32 temp; SysTick->LOAD = nus * fac_us; // 设置重装载值 SysTick->VAL = 0x00; // 清空计数器 SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; // 启动计数器 do { temp = SysTick->CTRL; } while((temp & 0x01) && !(temp & (1 << 16))); // 等待时间到达 SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; // 关闭计数器 SysTick->VAL = 0x00; // 清空计数器 } /****************************************************************************** * 函数名: delay_ms * 功能: 毫秒级延时 * 参数: nms - 延时时间(毫秒) ******************************************************************************/ void delay_ms(u16 nms) { u32 temp; SysTick->LOAD = (u32)nms * fac_ms; SysTick->VAL = 0x00; SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; do { temp = SysTick->CTRL; } while((temp & 0x01) && !(temp & (1 << 16))); SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; SysTick->VAL = 0x00; } ``` --- ## 开发指南 ### 📝 开发流程(分阶段实现) #### 🔹 第一阶段: 硬件测试(1-2天) **目标**: 确保所有硬件正常工作 1. **测试OLED显示** - 修改文件: `USER/main.c` - 测试代码: ```c int main(void) { delay_init(); OLED_Init(); OLED_ShowString(0, 0, "Hello World"); OLED_ShowNum(0, 2, 12345, 5); while(1); } ``` 2. **测试舵机控制** - 修改文件: `USER/main.c` - 测试代码: ```c int main(void) { delay_init(); Servo_Init(); while(1) { Servo_Open(1); // 打开舵机1 delay_ms(2000); Servo_Close(1); // 关闭舵机1 delay_ms(2000); } } ``` 3. **测试按键扫描** - 测试代码: ```c int main(void) { u8 key; delay_init(); OLED_Init(); KEY_Init(); while(1) { key = KEY_Scan(0); if(key) { OLED_ShowString(0, 0, "Key:"); OLED_ShowNum(40, 0, key, 1); } } } ``` 4. **测试红外传感器** - 测试代码: ```c int main(void) { delay_init(); OLED_Init(); GPIO_Init(); while(1) { for(u8 i = 1; i <= 4; i++) { u8 status = IR_Sensor_Read(i); OLED_ShowString(0, (i-1)*2, "IR"); OLED_ShowNum(20, (i-1)*2, i, 1); OLED_ShowString(30, (i-1)*2, status ? "Full" : "OK"); } delay_ms(100); } } ``` #### 🔹 第二阶段: 功能集成(2-3天) 5. **集成按键+舵机+显示** - 修改文件: `USER/main.c` - 实现按键控制垃圾桶开合 - 显示投递次数 6. **集成红外检测+LED指示** - 实现垃圾桶满状态检测 - LED灯状态指示(绿灯/红灯) 7. **集成光敏传感器+照明LED** - 实现自动照明功能 - 调整亮度阈值 #### 🔹 第三阶段: 串口通信(2-3天) 8. **配置语音模块** - 修改文件: `SYSTEM/usart/usart.c`, `USER/stm32f10x_it.c` - 测试串口数据收发 - 解析语音指令 9. **配置WiFi模块** - 测试WiFi连接 - 实现数据上传功能 #### 🔹 第四阶段: 系统整合优化(1-2天) 10. **完善主程序逻辑** - 整合所有功能模块 - 优化代码结构 11. **异常处理和调试** - 添加错误检测 - 系统稳定性测试 --- ### 🔧 修改文件权限表 | 文件/目录 | 是否可修改 | 修改频率 | 说明 | |-----------|-----------|---------|------| | `USER/main.c` | ✅ 必须修改 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 核心业务逻辑 | | `HARDWARE/MOTOR_DUOJI/*` | ✅ 必须修改 | ⭐⭐⭐⭐ | 调整舵机参数 | | `HARDWARE/OLED/*` | ✅ 可修改 | ⭐⭐⭐ | 自定义显示界面 | | `HARDWARE/KEY/*` | ✅ 可修改 | ⭐⭐⭐ | 调整按键参数 | | `HARDWARE/GPIO/*` | ✅ 必须修改 | ⭐⭐⭐⭐ | 根据硬件连接修改引脚 | | `HARDWARE/ADC/*` | ✅ 可修改 | ⭐⭐ | 调整ADC通道和阈值 | | `SYSTEM/usart/*` | ✅ 必须修改 | ⭐⭐⭐⭐ | 配置串口协议 | | `USER/stm32f10x_it.c` | ✅ 必须修改 | ⭐⭐⭐ | 添加中断处理 | | `USER/stm32f10x_conf.h` | ⚠️ 按需修改 | ⭐ | 外设库配置 | | `SYSTEM/delay/*` | ⚠️ 一般不修改 | - | 延时函数 | | `SYSTEM/sys/*` | ⚠️ 一般不修改 | - | 系统配置 | | `CORE/*` | ❌ 不能修改 | - | 启动文件 | | `STM32F10x_FWLib/*` | ❌ 不能修改 | - | 官方库 | --- ### 🔌 硬件连接参考 ``` 【STM32F103引脚分配表】 功能模块 │ 引脚 │ 电平 │ 说明 ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── 舵机1 PWM │ PA0 │ 3.3V │ TIM2_CH1 舵机2 PWM │ PA1 │ 3.3V │ TIM2_CH2 舵机3 PWM │ PA2 │ 3.3V │ TIM2_CH3 舵机4 PWM │ PA3 │ 3.3V │ TIM2_CH4 ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── 按键1 │ PB12 │ 上拉 │ 按下接地 按键2 │ PB13 │ 上拉 │ 按下接地 按键3 │ PB14 │ 上拉 │ 按下接地 按键4 │ PB15 │ 上拉 │ 按下接地 ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── 红外传感器1 │ PC0 │ 上拉 │ 检测到输出低电平 红外传感器2 │ PC1 │ 上拉 │ 检测到输出低电平 红外传感器3 │ PC2 │ 上拉 │ 检测到输出低电平 红外传感器4 │ PC3 │ 上拉 │ 检测到输出低电平 ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── 绿色LED1 │ PB0 │ 推挽 │ 低电平点亮 绿色LED2 │ PB1 │ 推挽 │ 低电平点亮 绿色LED3 │ PB2 │ 推挽 │ 低电平点亮 绿色LED4 │ PB3 │ 推挽 │ 低电平点亮 红色LED1 │ PB4 │ 推挽 │ 低电平点亮 红色LED2 │ PB5 │ 推挽 │ 低电平点亮 红色LED3 │ PB6 │ 推挽 │ 低电平点亮 红色LED4 │ PB7 │ 推挽 │ 低电平点亮 照明LED │ PA8 │ 推挽 │ 低电平点亮 ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── OLED SCL │ PB6 │ 开漏 │ I2C时钟(需上拉电阻) OLED SDA │ PB7 │ 开漏 │ I2C数据(需上拉电阻) ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── 串口1 TX(语音) │ PA9 │ 推挽 │ USART1_TX 串口1 RX │ PA10 │ 浮空 │ USART1_RX 串口2 TX(WiFi) │ PA2 │ 推挽 │ USART2_TX 串口2 RX │ PA3 │ 浮空 │ USART2_RX ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── 光敏传感器 │ PA4 │ 模拟 │ ADC_IN4 ─────────────────┼────────┼────────┼────────────────── 电源 │ 3.3V │ - │ 系统电源 │ 5V │ - │ 舵机电源(外部供电) │ GND │ - │ 公共地 ``` --- ## 调试与故障排除 ### 🐛 常见问题及解决方案 #### 问题1: 舵机不转动或抖动 **症状**: 舵机无反应或不停抖动 **可能原因**: 1. PWM频率不对(应为50Hz) 2. 电源供电不足(舵机需要5V大电流) 3. PWM信号线接触不良 **解决方法**: ```c // 检查TIM2配置 // 预分频: 72-1 (计数频率1MHz) // 重装载: 20000-1 (周期20ms, 频率50Hz) // 测试代码: 观察PWM波形 void Test_PWM(void) { Servo_Init(); while(1) { Servo_SetAngle(1, 0); // 0度 delay_ms(1000); Servo_SetAngle(1, 90); // 90度 delay_ms(1000); Servo_SetAngle(1, 180); // 180度 delay_ms(1000); } } ``` **检查方法**: - 用示波器测量PA0引脚PWM波形 - 0度时脉宽应为0.5ms - 90度时脉宽应为1.5ms - 180度时脉宽应为2.5ms --- #### 问题2: OLED无显示 **症状**: OLED屏幕全黑或全亮 **可能原因**: 1. I2C地址错误(0x78或0x7A) 2. SCL/SDA接线错误 3. 上拉电阻缺失或阻值不对 4. 初始化时序错误 **解决方法**: ```c // 1. 检查I2C地址 #define OLED_ADDRESS 0x78 // 或0x7A // 2. 测试I2C通信 void Test_I2C(void) { OLED_I2C_Start(); OLED_I2C_SendByte(OLED_ADDRESS); if(OLED_I2C_WaitAck() == 0) printf("I2C OK\r\n"); else printf("I2C Error\r\n"); OLED_I2C_Stop(); } // 3. 添加上拉电阻 // SCL和SDA需要4.7K上拉电阻到3.3V ``` --- #### 问题3: 串口接收数据乱码 **症状**: 串口收到的数据不正确 **可能原因**: 1. 波特率不匹配 2. 数据位、停止位、校验位配置错误 3. 晶振频率不准确 **解决方法**: ```c // 1. 确认波特率配置 USART1_Init(9600); // 语音模块通常用9600 // 2. 测试回环 void Test_USART_Loop(void) { u8 data; USART1_Init(9600); while(1) { if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE)) { data = USART_ReceiveData(USART1); USART_SendByte(USART1, data); // 回传 } } } // 3. 使用USB转TTL工具测试 // PC -> USB转TTL -> STM32 // 使用串口助手发送数据，观察接收是否正确 ``` --- #### 问题4: 红外传感器误触发 **症状**: 没有垃圾也显示已满 **可能原因**: 1. 传感器灵敏度太高 2. 环境光干扰 3. 检测距离设置不合理 **解决方法**: ```c // 1. 增加检测次数过滤 u8 IR_Sensor_Read_Stable(u8 sensor_num) { u8 count = 0; // 连续检测10次 for(u8 i = 0; i < 10; i++) { if(IR_Sensor_Read(sensor_num) == 1) count++; delay_ms(10); } // 超过8次检测到才认为已满 return (count >= 8) ? 1 : 0; } // 2. 调整传感器位置和角度 // 确保传感器垂直向下检测 // 3. 添加遮光罩 // 避免环境光干扰 ``` --- #### 问题5: WiFi连接失败 **症状**: WiFi模块无法连接网络 **解决方法**: ```c // 1. 测试AT指令 void Test_WiFi_AT(void) { USART2_Init(115200); // 发送AT测试指令 USART_SendString(USART2, "AT\r\n"); delay_ms(1000); // 查询WiFi模式 USART_SendString(USART2, "AT+CWMODE?\r\n"); delay_ms(1000); // 连接WiFi USART_SendString(USART2, "AT+CWJAP=\"SSID\",\"PASSWORD\"\r\n"); delay_ms(5000); } // 2. 检查返回信息 // 应该收到 "OK" 或 "WIFI CONNECTED" // 3. 常见WiFi模块AT指令 /* AT - 测试指令 AT+RST - 重启模块 AT+CWMODE=1 - 设置为Station模式 AT+CWJAP="xx","xx" - 连接WiFi AT+CIPSTART="TCP","IP",PORT - 建立TCP连接 AT+CIPSEND=len - 发送数据 */ ``` --- ### 🔍 调试技巧 #### 1. 使用printf调试 在 `usart.c` 中已实现 `fputc` 重定向，可直接使用printf: ```c int main(void) { System_Init(); printf("System Start!\r\n"); printf("ADC Value: %d\r\n", Get_Adc(4)); printf("Bin Status: %d %d %d %d\r\n", bin_full[0], bin_full[1], bin_full[2], bin_full[3]); } ``` #### 2. LED指示调试 ```c // 使用板载LED指示程序运行状态 void Debug_LED_Blink(u8 times) { for(u8 i = 0; i < times; i++) { LED_Light_On(); delay_ms(100); LED_Light_Off(); delay_ms(100); } } // 示例: 进入某个函数时闪烁 void Open_Bin(u8 bin_num) { Debug_LED_Blink(1); // 闪烁1次表示进入函数 // ... 函数代码 } ``` #### 3. OLED实时监控 ```c // 在OLED上显示调试信息 void Debug_Display(void) { OLED_ShowString(0, 0, "Debug Info:"); OLED_ShowString(0, 2, "ADC:"); OLED_ShowNum(40, 2, Get_Adc(4), 4); OLED_ShowString(0, 4, "Tick:"); OLED_ShowNum(40, 4, system_tick, 5); } ``` #### 4. 单步调试(Keil) 1. 点击菜单 `Debug -> Start/Stop Debug Session` (Ctrl+F5) 2. 设置断点: 在代码行号处单击 3. 单步执行: F10(Step Over) / F11(Step Into) 4. 观察变量: 将鼠标悬停在变量上或添加到Watch窗口 --- ## 扩展功能实现建议 ### 扩展1: 添加温度监测 **硬件**: DS18B20温度传感器 **修改文件**: `HARDWARE/DS18B20/*`, `USER/main.c` ```c // 在main.c中添加 void Temp_Monitor(void) { static u32 last_check = 0; if(system_tick - last_check >= 100) // 每5秒检测一次 { float temp = DS18B20_Get_Temp(); OLED_ShowString(0, 6, "Temp:"); OLED_ShowNum(50, 6, (u16)temp, 2); OLED_ShowString(70, 6, "C"); // 温度过高报警 if(temp > 40.0) { Voice_Play("温度过高，请注意"); } last_check = system_tick; } } ``` --- ### 扩展2: 添加称重功能 **硬件**: HX711 + 压力传感器 **新增文件**: `HARDWARE/HX711/hx711.c` ```c // hx711.c 示例代码 u32 HX711_Read(void) { u32 count = 0; u8 i; HX711_SCK_LOW(); // 等待DOUT变为低电平(数据准备好) while(HX711_DOUT_READ()); // 读取24位数据 for(i = 0; i < 24; i++) { HX711_SCK_HIGH(); count = count << 1; HX711_SCK_LOW(); if(HX711_DOUT_READ()) count++; } // 第25个脉冲，设置增益为128 HX711_SCK_HIGH(); count = count ^ 0x800000; // 转换为有符号数 HX711_SCK_LOW(); return count; } // 获取重量(克) float HX711_Get_Weight(void) { u32 val = HX711_Read(); float weight = (val - HX711_OFFSET) / HX711_SCALE; return weight; } ``` --- ### 扩展3: 添加人体感应 **硬件**: HC-SR501人体红外传感器 **修改文件**: `HARDWARE/GPIO/gpio.c`, `USER/main.c` ```c // 在GPIO初始化中添加 #define PIR_PIN GPIO_Pin_5 #define PIR_GPIO GPIOC // 初始化 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIR_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(PIR_GPIO, &GPIO_InitStructure); // 读取人体感应 u8 PIR_Read(void) { return GPIO_ReadInputDataBit(PIR_GPIO, PIR_PIN); } // 在main.c中使用 void PIR_Process(void) { static u8 last_status = 0; u8 current_status = PIR_Read(); if(current_status == 1 && last_status == 0) // 检测到人 { LED_Light_On(); // 开启照明 Voice_Play("欢迎使用智能垃圾桶"); OLED_Clear(); OLED_ShowString(20, 2, "Welcome!"); } else if(current_status == 0 && last_status == 1) // 人离开 { delay_ms(5000); // 延时5秒后关灯 if(PIR_Read() == 0) { LED_Light_Off(); } } last_status = current_status; } ``` --- ### 扩展4: 数据统计和分析 **功能**: 记录每天各类垃圾投递次数，生成统计报表 **修改文件**: `USER/main.c` ```c // 添加统计数组 typedef struct { u16 hour; // 小时 u16 count[4]; // 4类垃圾计数 } StatData; StatData daily_stat[24]; // 24小时统计 // 更新统计 void Update_Statistics(u8 bin_type) { u8 hour = RTC_GetHour(); // 需要添加RTC模块 daily_stat[hour].count[bin_type - 1]++; } // 显示统计 void Display_Statistics(void) { OLED_Clear(); OLED_ShowString(0, 0, "Daily Stats:"); for(u8 i = 0; i < 4; i++) { u16 total = 0; for(u8 h = 0; h < 24; h++) { total += daily_stat[h].count[i]; } OLED_ShowString(0, 2 + i*2, bin_name[i]); OLED_ShowNum(80, 2 + i*2, total, 3); } } ``` --- ## 项目优化建议 ### 1. 代码优化 #### 使用状态机优化主循环 ```c typedef enum { STATE_IDLE, // 空闲状态 STATE_VOICE_PROC, // 语音处理 STATE_KEY_PROC, // 按键处理 STATE_BIN_OPENING, // 开盖中 STATE_BIN_CLOSING, // 关盖中 STATE_ERROR // 错误状态 } SystemState; SystemState sys_state = STATE_IDLE; void System_StateMachine(void) { switch(sys_state) { case STATE_IDLE: // 空闲状态，监听输入 if(Voice_Available()) sys_state = STATE_VOICE_PROC; else if(KEY_Scan(0)) sys_state = STATE_KEY_PROC; break; case STATE_VOICE_PROC: // 处理语音 Process_Voice(); sys_state = STATE_BIN_OPENING; break; case STATE_BIN_OPENING: // 开盖，等待2秒 if(Open_Timer_Expired()) sys_state = STATE_BIN_CLOSING; break; case STATE_BIN_CLOSING: // 关盖 Close_Current_Bin(); sys_state = STATE_IDLE; break; case STATE_ERROR: // 错误处理 Error_Handler(); sys_state = STATE_IDLE; break; } } ``` #### 使用DMA提高串口效率 ```c void USART1_DMA_Init(void) { DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // DMA1通道5: USART1_RX DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART1->DR; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)USART1_RX_BUF; DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 200; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE); } ``` ### 2. 低功耗优化 ```c // 使用睡眠模式 void Enter_Sleep_Mode(void) { // 配置唤醒源(按键中断、串口中断) PWR_EnterSleepMode(PWR_Regulator_ON, PWR_SLEEPEntry_WFI); } // 在主循环中 void main(void) { System_Init(); while(1) { if(No_Activity_For_10_Minutes()) { Enter_Sleep_Mode(); // 进入睡眠节能 } // 正常运行 System_StateMachine(); } } ``` --- ## 总结 ### ✅ 各模块功能总结 | 模块 | 核心功能 | 关键文件 | 优先级 | |------|---------|---------|--------| | 舵机控制 | 开关垃圾桶盖 | motor_duoji.c | ⭐⭐⭐⭐⭐ | | OLED显示 | 状态显示 | oled.c | ⭐⭐⭐⭐ | | 按键扫描 | 手动控制 | key.c | ⭐⭐⭐⭐ | | GPIO控制 | LED和红外 | gpio.c | ⭐⭐⭐⭐ | | 串口通信 | 语音/WiFi | usart.c | ⭐⭐⭐⭐⭐ | | ADC采集 | 光敏传感器 | adc.c | ⭐⭐⭐ | | 主程序 | 业务逻辑 | main.c | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ### 📚 学习建议 1. **先硬件后软件**: 确保每个硬件模块单独测试通过 2. **循序渐进**: 按照开发流程逐步实现功能 3. **模块化编程**: 每个功能独立封装，便于调试和维护 4. **充分注释**: 代码中添加详细注释，方便后期修改 5. **版本控制**: 使用Git管理代码，记录每次修改 ### 🎯 项目验收标准 - [ ] 4个舵机能正确开合 - [ ] OLED显示内容正确 - [ ] 4个按键功能正常 - [ ] 红外传感器能检测满桶状态 - [ ] LED指示灯状态正确 - [ ] 语音识别准确率>90% - [ ] 语音播报清晰 - [ ] 自动照明功能正常 - [ ] WiFi能成功上传数据 - [ ] 系统运行稳定无死机 --- ## 附录 ### A. 常用资源链接 - [STM32官方文档](https://www.st.com/stm32) - [Keil MDK下载](https://www.keil.com/download/) - [STM32固件库下载](https://www.st.com/en/embedded-software/stm32-standard-peripheral-libraries.html) ### B. 引脚速查表 完整引脚配置请参考上文"硬件连接参考"部分 ### C. 协议格式定义 **语音模块 -> STM32**: ``` TYPE:1\r\n // 可回收垃圾 TYPE:2\r\n // 厨余垃圾 TYPE:3\r\n // 有害垃圾 TYPE:4\r\n // 其他垃圾 ``` **STM32 -> WiFi模块**: ```json { "bin1": 0, // 0=未满, 1=已满 "bin2": 0, "bin3": 1, "bin4": 0, "count1": 15, // 投递次数 "count2": 8, "count3": 3, "count4": 12 } ``` --- ## 版本历史 - **V1.0** (2024-10-04): 初始版本，实现基本功能 - **V1.1** (待定): 添加温度监测和称重功能 - **V2.0** (待定): 增加手机APP控制 --- ## 作者与贡献 **项目作者**: [您的名字] **联系方式**: [您的邮箱] **GitHub**: https://github.com/Chuanwang1/S --- ## 许可证 本项目仅供学习交流使用，未经授权不得用于商业用途。 --- **📝 文档最后更新**: 2024-10-04