STM32开发板教程：使用STONE 串口屏开发美容设备

/ Projects

简要

教程：使用STM32开发板和STONE 串口屏屏幕开发带触摸屏的美容设备

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图1

由于我与ST有大量合作，此类MCU通常可通过IIC、SPI或串口连接屏幕，例如0.96英寸显示屏、 1602 串口屏 屏幕以及各种 TFT 串口屏 屏幕，我决定使用 STONE 串口屏 屏幕来完成这个项目。 说到 STM32 开发板。

项目要求

这里我们想做一个关于医疗设备和仪器使用的项目。该项目主要通过我们的STVC101WT-01串口屏幕，采用触摸屏模式。按下按键后，串口屏幕通过串口命令将指令发送至STM32L053R8。当MCU接收到特定指令后，开始解析指令，该解析协议具有特定规范，将在后续详细讨论。随后，MCU将分析并识别特定的风扇控制指令和LED控制指令，从而实现对风扇和LED的控制。

该系统具有四项功能

  • 串口屏幕实现触摸键功能
  • 发送触摸指令
  • MCU分析指令
  • 控制风扇和LED

确定功能后，需选择各模块型号：

  • 触摸屏类型
  • 选用何种MCU模块
  • 选用何种外围模块

计划选用 STVC101WT-01 串口触摸屏，毕竟使用方便，市场占有率也较高，最重要的是易于使用； 屏幕问题解决后，需选择MCU。为何选用STM32L053R8作为MCU？因ST MCU在2015年全球市场份额超过11%；

风扇采用5V 4W直流电源供电，可通过IO端口直接控制；LED为普通型号。

各硬件模块的介绍及工作原理

风扇

一般来说，风扇由风扇叶片组成，是一种通过电力驱动产生气流的设备。风扇中的风扇叶片通电后，将空气转化为自然风，从而实现冷却效果。

结构

转子：由磁铁、风扇叶片和轴组成；定子：由硅钢片、线圈和轴承组成；控制电路：由IC感应磁铁的N极和S极通过电路控制线圈导通，产生内部激励使转子旋转。类型：轴流风扇，直流风扇。尺寸：40mm × 40mm × 15mm。

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图2

工作原理

电风扇的主要部件是直流电机。其工作原理是：通电线圈在磁场作用下旋转。能量转换形式为：电能主要转化为机械能，由于线圈存在电阻，部分电能不可避免地转化为热能。

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图3

LED

LED。它由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）的化合物制成，当电子与空穴结合时可发出可见光，因此可用于制造发光二极管。在电路和仪器中作为指示灯，或组成文字或数字显示。

LED的特点

它采用固态半导体芯片作为发光材料。与传统灯具相比，LED灯具有节能、环保、显色性好、响应速度快等优点。其主要特点如下：

① 节能是LED灯最突出的特点。在能耗方面，LED灯的能耗仅为白炽灯的十分之一，节能灯的四分之一。这是LED灯最大的特点之一。如今人们倡导节能环保，正是由于这一节能特性，LED灯的应用非常广泛，使其非常受欢迎。

② 能够在高速开关状态下工作。当我们在路上行走时，会发现每个LED屏幕或图片都变化莫测。这表明LED灯能够在高速状态下工作。然而，对于我们日常使用的白炽灯，无法实现这种工作状态。在正常生活中，如果开关次数过多，会直接导致灯丝断裂。这也是LED灯广受欢迎的重要原因。

LED的工作原理

LED具有单向导电性。当在LED上施加正电压时，从P区注入的空穴和从N区注入的电子在PN结附近几微米范围内分别与N区中的电子和P区中的空穴结合，产生自发辐射荧光。电子和空穴在不同半导体材料中的能态不同。当电子和空穴复合时，释放的能量不同。释放的能量越多，光的波长越短。

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图4

STVC101WT-01的描述

  • 1英寸1024×600工业级TFT面板和4线电阻式触摸屏；
  • 亮度为300 cd/m²，LED背光；
  • RGB颜色为65K；
  • 视场面积为7mm × 125.3mm；
  • 视角为70°/70°/50°/60°；
  • 工作寿命为20000小时。32位Cortex-M4 200Hz CPU；
  • CPLD EPM240 TFT-串口屏控制器；
  • 128MB（或1GB）闪存；
  • USB接口（U盘）下载；
  • 图形用户界面设计工具箱软件，简单强大的十六进制指令。

基本功能

  • 触摸屏控制/显示图像/显示文本/显示曲线/读写数据/播放视频和音频。适用于各种行业。
  • UART 接口为 RS232 / RS485 / TTL；
  • 电压范围为 6V-35V；
  • 功耗为0W；
  • 工作温度范围为 -20℃ / +70℃；
  • 空气湿度为60%～90%。

STVC101WT-01模块通过串口与MCU通信，本项目中需使用该模块。只需通过上层计算机的菜单栏选项将设计的UI图片添加至按钮、文本框、背景图片及页面逻辑，生成配置文件后，最终下载至显示屏运行。

除数据手册外，还提供用户手册、通用开发工具箱、驱动程序、部分简单例程演示、视频教程及测试项目文件。

STM32L0538

超低功耗 STM32L053x6 / 8 微控制器将通用串行总线（USB 2.0，无需晶振）的连接能力与高性能 ARM® Cortex®-M0+ 32 位 RISC 核心（运行频率 32 MHz）相结合。

STM32L053x6/8 设备具备丰富的模拟功能，包括一个 12 位 ADC、一个 DAC、两个超低功耗比较器、多个定时器、一个低功耗定时器（LPTIM）、三个通用 16 位定时器、一个基本定时器、一个实时时钟（RTC），以及一个可作为时间基准的引脚。此外，它们还配备两个看门狗定时器，其中一个具有独立时钟和窗口功能，另一个基于总线时钟的窗口看门狗。

此外，STM32L053X6/8 设备还集成了标准和高级通信接口：最多两个 I2C、两个 SPI、一个 I2S、两个 USART、一个低功耗 UART（LPUART）和一个无晶振 USB。该设备提供多达 24 个电容感应通道，可轻松为任何应用添加触摸感应功能。

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图 7

STONE 串口屏 开发步骤

一般来说，开发串口屏幕需要以下步骤：

  • 使用 Tool 2019 软件进行设计；
  • 实现 MCU 与屏幕之间的接口通信项目；
  • 实现 MCU 对每个命令的分析并触发响应动作。

STONE TOOLBox 2019（免费图形化设计软件）

STONE TOOLBox 2019及相关USB串口驱动程序软件如下：

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图8

STM32CubeMX

STM32CubeMX 是一款图形化工具，可通过逐步流程实现 STM32 微控制器和微处理器的便捷配置，以及生成对应的初始化 C 代码（适用于 Arm® Cortex®-M 核心）或部分 Linux® 设备树（适用于 Arm® Cortex®-A 核心）。第一步是选择与所需外设集匹配的 STMicroelectronics STM32 微控制器或微处理器。对于微处理器，第二步允许配置整个系统的 GPIO 和时钟设置，并交互式地将外设分配给 Arm® Cortex®-M 或 Cortex®-A 环境。特定实用工具，如DDR配置和调优，可帮助用户快速入门STM32微处理器。对于Cortex®-M内核，配置过程包含与微控制器描述完全相同的额外步骤。对于微控制器和Arm® Cortex®-M内核的微处理器，第二步通过引脚冲突解决器、时钟树设置助手 功耗计算器以及一个配置外设（如GPIO或USART）和中间件堆栈（如USB或TCP/IP）的工具。最终，用户启动与所选配置选项匹配的生成过程。此步骤提供用于Arm® Cortex®-M的初始化C代码，可直接在多个开发环境中使用，或为Arm® Cortex®-A生成部分Linux®设备树。

STM32数据手册：

https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f205rb.pdf

下载链接：

https://www.st.com/

安装完成后，界面将以如下方式打开：

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图9

点击此处打开，只需选择 MCU 型号 STM32L053R8，然后生成项目。

如何将 TFT 串口屏 与 STM32 微控制器接口

硬件是所有电子设计的基础，也是代码的载体。要使代码运行，必须有硬件，要确保代码能正常运行，必须有正常的硬件连接。因此，连接图如下：

图10

TOOL 2019界面设计

使用已安装的TOOL 2019，点击左上角的“新建项目”，然后点击“确定”。

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty DevicesSTM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图11

随后将生成一个默认项目，默认背景为蓝色。选中该项目并右键点击，选择“删除”以移除背景。然后右键点击图片文件并点击“添加”以添加自定义图片背景，如下所示：

图12

然后添加所需的控件，主要包括按钮控件、数字加减控件和数据变量控件。

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图13

配置加减按钮时可进行以下操作：

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图14

具体如下：

  • 配置按钮按下效果；
  • 配置控件写入值的变量地址；
  • 配置加减运算类型；
  • 配置数值范围。

配置数字文本框时：

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图15

随后：

  • 设置控件的变量地址；
  • 设置位数；
  • 设置数字大小；
  • 设置数字对齐方式。
  • 最后，我们点击生成配置工具

STM32 Board Tutorial Use STONE LCD Development Beauty Devices

图16

现在配置已完成

该界面主要用于调整速度、剂量和射频，以实现面部和腰部的美容效果。

速度调节地址 0x0001

剂量调节地址 0x0002

射频调节地址 0x0003

注意：

触摸加减与数字显示框之间的关系通过变量地址关联，因此需保持一致性以实现正确控制。

STM32L053R8的开发

图17

选择对应的芯片型号后，点击“开始项目”进入配置界面。

图18

配置并选择项目名称和存储路径，然后点击“生成代码”生成代码。添加协议代码后，可测试演示程序。详细代码如下：

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file           : main.c
* @brief          : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
*
© Copyright (c) 2019 STMicroelectronics. 
* All rights reserved.
*
* This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
* the "License"; You may not use this file except in compliance with the
* License. You may obtain a copy of the License at:
*                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
uint8_t aTxStartMessage[] = "\r\n****UART-Hyperterminal communication based on IT ****\r\nEnter 10 characters using keyboard :\r\n";
uint8_t aRxBuffer[20];
uint8_t RxBuffer[9];
uint8_t IOSwitch = 0;
uint8_t PWM_DUTY = 20;// Adjust duty cycle, this value can only be 0-100
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
TIM_HandleTypeDef htim2;
UART_HandleTypeDef huart1;
/* USER CODE BEGIN PV */
#define VGUS_Variable_cmd 0x83
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(uint16_t param);
void FAN_ON();
void FAN_OFF();
/* USER CODE BEGIN PFP */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)// Analyze the received data
{
if(huart->Instance==USART1)//
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)RxBuffer, 9,  0xFFFF);
switch(RxBuffer[3])//Analysis
{
case VGUS_Variable_cmd:
{
//
/********* Stop timer, reconfigure ******/
HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim2);//Stop timer
MX_TIM2_Init( (uint16_t)RxBuffer[8] );
//        MX_TIM2_Init( 1);
PWM_DUTY = RxBuffer[8];
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
break;
}
default:
break;
}
}
}
void FAN_ON()//Open LED
{
HAL_GPIO_WritePin(FAN_GPIO_Port, FAN_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
void FAN_OFF()//Close LED
{
HAL_GPIO_WritePin(FAN_GPIO_Port, FAN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END PFP */
uint8_t cout = 0;
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == htim2.Instance)
{
cout ++;
if(cout <= PWM_DUTY)// Adjust LED brightness
{
//        HAL_GPIO_WritePin(FAN_GPIO_Port, FAN_Pin, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
else if((cout > PWM_DUTY)&& (cout < 100))
{
//        HAL_GPIO_WritePin(FAN_GPIO_Port, FAN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
else
{
cout = 0;
}
if(cout == 20)
{
HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim2);
}
}
}
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief  The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_TIM2_Init(1);
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, (uint8_t *)aTxStartMessage, sizeof(aTxStartMessage));
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}

然后您可以将代码下载到 STM32 开发板 + STONE 串口屏 开发板进行测试。

mb-5-STM32-development-board-tutorial-Use-STONE-LCD-control-STM32(19)

    滚动至顶部