電子指示與報警裝置

無錫職業技術學院 陸 海 樂明于

電子指示與報警裝置是是基于功能強大的STM32F103單片機的串口外設功能以及GPIO外設功能而設計的。設計的電路元素包括led燈，蜂鳴器等。首先詳細介紹STM32單片機串口功能，以及單片機串口的配置與使用，然后詳細介紹STM32單片機GPIO的配置，之后對于蜂鳴器的配置連接使用等。我們綜合單片機的GPIO和串口以及led燈綜合設計一個由串口接口控制的電子led指示與報警裝置。

指示和報警裝置在人們的生活中無處不在，例如，在一些機器裝置上會以綠燈作為設備運行狀態指示（綠燈亮了表示設備運行），在危險地帶設立紅燈警示等。所以指示燈和報警裝置對人們的生活生產是很重要的。STM32F103單片機設計的能夠由串口控制的LED指示與蜂鳴器報警裝置就是針對于人們對于指示報警裝置的需求而設計的，迎合市場有很大的實際意義。

1 電子指示與報警裝置的構成

1.1 STM32單片機的串口

串口通訊全稱也叫：通用的同步異步發射器，它能夠很好的幫助我們編程調試我們程序。Stm32的串口外設能夠滿足工業化標準對數據的格式要求，能夠產生和支持多種波特率。與此同時能夠實現同步通訊和半雙工通訊，可以說能夠滿足各種需求，并且支持DMA通道的請求。Stm32的串口通過有兩個主要接口來與其他設備通訊，分別是RX與TX。RX是用來接受數據的引腳，當有數據來的時候會通過這個角存入到stm32單片機的緩存器中，tx引腳用串口用來發送數據的引腳，它的初始狀態為高電平。

1.2 LED燈

LED是一種半導體設計，可以將電能轉換成可見光，它可以將電直接轉換成光，LED的核心是一個半導體芯片，芯片的一端連接在支架上，一端是負極，另一端與電源正極相連，使整個芯片被環氧樹脂封裝，半導體分為兩部分，一部分是以空穴為主的p型半導體，另一部分是N型半導體，但當兩個半導體連接時，它們之間就形成了一個p-n連接。在p區，電子和空穴連接，然后以光子的形式發射能量。這就是led能夠產生光亮的緣由。光的波長，即光的顏色，由形成p-n連接的材料決定。以不同的材料為基礎通過半導體電路發出各種各樣的光芒。

1.3 蜂鳴器

蜂鳴器是一種由直流電驅動的集成式電子發聲器，我們生活的許多角落都再使用它。蜂鳴器發聲是由振動裝置和聲振裝置組成。它的工作原理是：二次信號輸入由諧振裝置轉換成聲音輸出。

原理圖如圖1所示：

圖1 蜂鳴器原理圖

2 硬件設計

將單片機的配置的led以及蜂鳴器的GPIO口分別與對應的電子設備相連，注意很多led小燈限流很小所以有時我們需要接一個限流電阻或者注意蜂鳴器與led的選型。

3 程序設計

首先我們會對我們的各個模塊進行初始化配置，包括GPIO的配置，串口的配置。配置好了之后對各個GPIO的狀態進行初始化（默認為滅）。配置串口的接受中斷函數，也就是當由串口數據接受的時候觸發串口中斷，將程序轉向到中斷服務函數當中去，我們從中將串口數據取出。在事先做好的協議中顯示相應的狀態，例如當串口接受到0x01的時候判定為安全時LED1亮起，當串口接受到0x02的時候判定為危險LED2亮起，并且觸發蜂鳴器（讓蜂鳴器響起）。

程序代碼如下：

結語：電子LED指示與報警裝置使用了串口的接口，可以兼容任何的具有串口功能的裝置，在檢測裝置檢測到危險之后，或者在正常運行的啟動后。發送字節的數據到裝置上，裝置根據字節信息選擇顯示的狀態。能偶在人們的工作生產的過程當中可以很好的做一個警示的信息的傳遞。因此電子LED指示與報警裝置具有很大的實際價值，兼容性強使用方便。所以學習了解這個裝置的意義還是很大的。