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一、确定项目方向与需求
在进行 STM32 毕业设计时,首先要明确项目方向与需求,这是至关重要的一步。不能仅凭主观臆想选择项目,否则可能在实际操作中遇到各种问题。例如,有些功能看似容易实现,但实际操作起来可能会困难重重。为了确保项目的可行性和有效性,可以向研究生学长、老师或者有经验的人请教,他们能够帮助理清关键技术及实现流程。
参考一些成功的 STM32 毕业设计项目,如基于 STM32+MQTT+WiFi 技术的智能家居系统设计与实现,该项目以无线通信技术为基础,实现了对室内家居环境的实时监测、预警和控制。还有众多的 STM32 毕业设计课题可供选择,比如基于 stm32 的智能衣柜系统设计、基于 stm32 的智慧家庭健康医疗系统设计、基于 stm32 的智能饮水机系统设计等。这些项目涵盖了不同的领域和功能,可以为确定项目方向提供灵感。
在确定项目方向和需求时,要综合考虑各种因素,包括技术可行性、实际应用场景、市场需求等。同时,要根据设计目标和指标要求选择合适的传感器、驱动装置等外围设备,并设计外围电路。此外,还需要选择合适的通信方式,进行软件设计,以实现设计目标要求的功能。最后,通过软硬件联合调试,对系统进行优化,确保系统的稳定性和可靠性。
二、把控项目难度与进度
在进行 STM32 毕业设计时,把控项目难度与进度至关重要。
1. 难度适中
定题不能太难,否则自己做不出;也不能太简单,否则工作量不够,论文没法写,甚至进不了答辩。比如在选择毕业设计题目时,要充分考虑自己的知识储备和能力水平。如果题目过于复杂,可能会在编程、硬件设计等方面遇到难以克服的困难。以基于 STM32 的解魔方机器人为例,其涉及到复杂的算法和舵机控制,如果对算法和硬件控制不熟悉,可能会陷入困境。而如果题目过于简单,如一些基本的流水灯设计,可能无法满足毕业设计的工作量要求。
2. 合理规划进度
合理规划项目进度和时间,避免出现时间不足的情况。首先要确定一个具体的项目方向和实际需求,这一步可以参考一些成功的 STM32 毕业设计项目,如基于 stm32 的智能衣柜系统设计、基于 stm32 的智慧家庭健康医疗系统设计等,从这些项目中获取灵感,确定自己的项目方向。然后进行项目的需求分析和设计,包括硬件设计和软件设计。在硬件设计方面,要注意电路设计的稳定性和可靠性,避免出现电路故障。例如在基于 stm32 的毕业设计方案中,对温度控制系统的硬件设计就非常注重稳定性,采用了 PT100 温度传感器、模拟量前向通道、STM32 单片机等组成的硬件系统,确保温度控制的准确性。在软件设计方面,要注意代码的可读性和可维护性。比如在 STM32 程序设计心得以及易错点中提到,不要完全相信编译器,每改动一次就对相应的文件编译一次,这样可以避免出现大量错误难以定位。同时,在加入功能时要注意改动几个地方,如去掉 /stm32f10x_conf.h 中相应的头文件注释、配置复用端口、初始化外设、使能和打开相应的时钟等。
在设计完成后,要进行实验验证和调试,认真记录实验数据和结果,以便后续分析和总结。如果在这个过程中发现问题,要及时进行调整和优化。合理规划进度可以确保毕业设计按时完成,避免出现时间不足的情况。
三、电路设计注意事项
1. 稳定性与可靠性
在进行 STM32 毕业设计时,电路设计的稳定性和可靠性是至关重要的。不稳定的电路可能导致系统频繁出现故障,影响项目的进展和最终成果。例如,在设计电源电路时,要确保电压稳定,避免电压波动对芯片和其他外设造成损害。可以采用高质量的稳压芯片,并合理设计滤波电路,减少电源纹波。
2. 电源与信号线连接
在硬件连接过程中,必须确保电源和信号线的正确连接。电源连接错误可能会导致芯片烧毁等严重后果,而信号线连接不当则可能引起信号干扰,影响数据传输的准确性和稳定性。在连接电源时,要仔细检查电源极性,确保正负极连接正确。对于信号线,要注意布线的合理性,避免过长或过近的平行布线,以减少信号间的干扰。可以采用屏蔽线来传输敏感信号,提高信号的抗干扰能力。
四、代码编写要点
- 可读性与可维护性
在编写 STM32 代码时,一定要重视代码的可读性和可维护性。清晰的代码结构和良好的注释能够让自己和他人在后续的调试和功能扩展中更加轻松。
- 编译器使用技巧
不要完全相信编译器,每改动一次就对相应的文件编译一次。这样可以避免一下子改动很多最后一编译出现很多错误不好定位。第一步编译只是编译当前文件,只有在 build 的时候才会对所有改动的文件重新编译,所以及时进行小范围的编译有助于快速发现问题。
- 功能添加步骤
加入功能时要注意多个地方。首先是 /stm32f10x_conf.h 中相应的头文件有没有去掉注释,这是很多人容易忽略的一点。其次是使用某些外设需要配置对应的复用端口,再去初始化相应外设,最后记得使能和打开相应的时钟。
- 时钟使能
使能 RCC_AHBPeriphClockCmd,比如需要使用 fsmc 就要 RCC_AHBPeriphClockCmd (RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE);使能相应的外设,包括使能相应的端口时钟,复用的时候还要使能 AFIO 复用时钟。例如在设置 GPIO 外设时钟时,需要先确定 GPIO 所挂接的总线,如 GPIOA 挂接在 APB2 总线上,则使用 RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE) 使能时钟。
- 软件模拟仿真
初始化之后可以软件模拟仿真,通过查看相应的寄存器看看配置的功能有没有工作,这样可以及时找出问题。软件仿真和硬件仿真有所不同,软件仿真是没有硬件参与的模拟实现,而硬件仿真是将程序下载到控制芯片的 FLASH 或 RAM 中直接在硬件上实现仿真。在软件仿真中,可以使用 Keil 的仿真工具,通过设置各种参数,如选择外部时钟源频率、勾选 Use Simulator 等,进行功能调试。还可以利用逻辑分析窗口查看引脚状态,设置显示类型为 Bit,并按照特定格式输入引脚名,如表示 GPIOC13 引脚的 PORTC & 0x00002000,然后右移 13 位将该值移到最低位。
- 参考固件库例程
充分参考固件库中给出的例程,虽然固件库中的很多例程比较简单,而且是针对官方评估版,但是当调试中遇到问题的时候还是值得仔细读读的。比如在进行 STM32 工程添加模块或代码移植时,可以参考一些博客文章中的步骤。如直接复制粘贴第一个新建的工程并改名,在工程里新建一个 WokePace 文件用来放其他模块文件,从别的工程直接把想要的模块复制到该文件夹下,每个模块都有一个 main.c 和 main.h,可以自己写模块化代码以提高代码的简洁性和可移植性。然后打开工程,按提示添加头文件的路径,将.C 文件添加进来,打开模块的.C 文件,将特定语句复制粘贴到 main.c 中,放在 while 循环中编写代码,编译无错后进行烧录代码。选择下载器,如 ST-Link,点击 Setting,在 Unit 显示 “ST-LINK/V2”,并将 port 选为 SW 模式。打开 Utilities,按操作执行,最后点击 Settings,将 Reset and Run 勾选上,每次烧录时会重启复位。设置完成后,就可以进行烧录代码。在新手入门将其他项目功能添加到已有项目中,如在 project 中添加 project2 中 SD 卡读写功能(带 fatfs 文件系统),可先将 project 的启动文件修改为与 project2 对应固件库版本一致的启动文件,添加 project2 中的全局宏定义至 project 中,将开启的中断函数复制到 project 项目的 stm32f10x_it.c 文件中,然后逐步复制功能,包括配置中断、添加初始化函数、编译并烧写、添加功能新函数等步骤,直到完成移植。
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