嵌入式系统综合设计题有会的教一下嘛?

基于 Cortex -M3内核处理器和实时操作系统设计完成一个工程项目。完成的工程要求如下
①在 uC / OS - II 下运行;②要求用到 EXTI 模块和定时器中断;
③要求用到 AD 模块或 USART 或 DMA 技术(三选一);
阐述需包括
1)系统的基本描述:系统基本组成、实现的功能或作用,以及设计的创新或创意2)硬件设计模块图和外部接线图;
3)软件主要框架图和程序流程图;
4)所使用芯片外设模块的初始化程序代码,主要运行程序代码或关键函数代码,以及必要的程序说明和代码注解

以下是一个基于Cortex-M3内核处理器和uC/OS-II实时操作系统的工程项目设计方案。

系统的基本描述:
该系统基于Cortex-M3内核处理器和uC/OS-II实时操作系统开发,主要实现以下功能:

通过外部中断(EXTI)和定时器中断,实现对系统的输入和定时任务的处理;
通过AD模块获取模拟信号,并进行数字化处理;
通过USART或DMA技术,实现与其他设备或系统之间的通信。
创新点:
该系统使用了uC/OS-II实时操作系统,能够有效地管理各个任务的执行顺序和优先级,提高系统的稳定性和可靠性。

硬件设计模块图和外部接线图:
该系统的硬件设计包括以下模块:

Cortex-M3内核处理器;
外部中断模块(EXTI);
定时器模块;
AD模块或USART或DMA模块;
外设设备(如显示器、传感器等)。
系统的外部接线图如下所示:

gherkin
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|  Cortex-M3处理器  |          |  外设设备         |
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|         EXTI引脚 |--------->|                  |
|                  |          |                  |
|         定时器   |<---------|                  |
|                  |          |                  |
|         AD模块   |<-------->|                  |
|                  |          |                  |
|        USART/DMA |<-------->|                  |
|                  |          |                  |
+------------------+          +------------------+
软件主要框架图和程序流程图:
该系统的软件主要分为以下几个模块:

系统初始化模块;
外部中断处理模块;
定时器中断处理模块;
AD模块或USART或DMA模块的数据处理模块;
任务调度模块。
系统的主要程序流程图如下所示:

gherkin
Copy
+------------------------+
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|  系统初始化模块          |
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+-----------+------------+
            |
            |
            |
+-----------v------------+
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|  任务调度模块             |
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+-----------+------------+
            |
            |
+-----------v------------+
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|  外部中断处理模块         |
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+-----------+------------+
            |
            |
+-----------v------------+
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|  定时器中断处理模块        |
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+-----------+------------+
            |
            |
+-----------v------------+
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|  数据处理模块            |
|                        |
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所使用芯片外设模块的初始化程序代码,主要运行程序代码或关键函数代码,以及必要的程序说明和代码注解:
以下是一个使用STM32F103C8T6芯片的外设模块初始化程序代码的示例:



#include "stm32f10x.h"

void EXTI_Configuration(void)
{
  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

  // 使能GPIOB时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

// 配置PB0为输入模式,上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

// 配置EXTI_Line0对应的中断请求线
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

// 配置中断优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// 外部中断0的中断处理函数
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
// 处理中断事件

// 清除中断标志位
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
}

ini
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注释说明:
- 在函数开头,使能了GPIOB的时钟,以便能够使用GPIOB引脚。
- 然后,配置PB0为输入模式,并开启上拉输入模式,以便能够检测外部中断信号。
- 接着,配置EXTI_Line0对应的中断请求线,设置中断触发方式为上升沿触发,并开启中断请求线。
- 最后,设置外部中断0的中断优先级为抢占优先级为1,响应优先级为1,并开启中断请求线。

在外部中断0的中断处理函数中,可以编写处理中断事件的代码,并在最后清除中断标志位,以便下一次中断能够被正确触发。

2. 定时器模块初始化代码:

```c
void TIM_Configuration(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  // 使能TIM2时钟
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

  // 配置计数器的时钟源和分频系数
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 71; // 时钟频率为72MHz,计继续:

  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 999; // 计数器计数到999后溢出,即1ms中断一次
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct);

  // 配置TIM2中断
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

  // 配置中断优先级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// TIM2的中断处理函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
  // 处理中断事件

  // 清除中断标志位
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
注释说明:

在函数开头,使能了TIM2的时钟,以便能够使用定时器模块。
然后,配置计数器的时钟源和分频系数,使得计数器时钟为1MHz,计数器溢出时间为1ms。
接着,配置TIM2中断,使能定时器中断,并清除中断标志位。
最后,设置TIM2的中断优先级为抢占优先级为2,响应优先级为1,并开启中断请求线。
在TIM2的中断处理函数中,可以编写处理中断事件的代码,并在最后清除中断标志位,以便下一次中断能够被正确触发。

数据处理模块的代码示例:
c
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void Data_Processing(void)
{
  // 获取AD转换结果或USART/DMA传输的数据

  // 对数据进行处理

  // 将处理后的数据发送到外设设备
}
注释说明:

数据处理模块可以根据实际需求,选择使用AD模块或USART/DMA模块获取数据。
在获取数据之后,可以对数据进行处理,例如滤波、校正、计算等操作。
处理后的数据可以通过USART或DMA技术发送到外设设备,例如LCD屏幕、LED灯、电机驱动器等。发送数据时,需要根据外设设备的通信协议进行数据组包和发送,以确保数据能够被正确解析和显示。

  1. 系统的基本描述

本项目是基于Cortex-M3内核处理器和实时操作系统uC/OS-II设计完成的一个工程项目。该系统的主要功能是通过外部中断(EXIT)和定时器中断(TIMER)实现对污水罐水位的检测。同时,采用AD模块获取传感器采集到的数据并进行数字化处理,以实现自动控制污水罐的水位。该系统不仅仅是一个单纯的水位检测设备,还可以通过电路继电器自动控制泵的启停。在整个过程中,uC/OS-II实时操作系统确保了系统的稳定性和可靠性,保证了应用程序的高效运行。

  1. 硬件设计模块图和外部接线图

本项目主要涉及以下外设模块:

  • STM32F103C8T6 Cortex-M3内核处理器
  • EXTI模块
  • 定时器模块
  • AD模块
  • 电路继电器

相关硬件内部连接方式参见以下图表:

  1. 软件主要框架图和程序流程图

本项目的软件主要框架如下图所示,其中包含了uC/OS-II实时操作系统的三个主要组件:任务管理器、事件管理器和服务管理器。代码包括一个主任务,该任务通过外部中断和定时器中断与中断服务程序相应,以获取传感器数等额信息。该项目还使用了AD模块和电路继电器控制泵的启停。

![软件主要框架图和

可以考虑做这样一个系统:
1,外接个LM35温度传感器,输入到STM32的ADC,ADC就用到了
2,用DMA方式读取ADC, DMA用到了
3,定时输出温度值,定时器用到了
4,串口输出温度值,USART用到了
5,外接一个按键,通过中断方式检测按键,检测到按键按下后,暂停输出,再次检测到,恢复输出。EXTI用到了

系统硬件基本框架,
1,晶振,供电,复位,调试接口等基本电路
2,LM35温度传感器,接到STM32的一个ADC输入口
3,一个按钮,接到一个可配置为中断的GPIO
4,USART接口,用于输出

程序基本框架 :1,系统初始化: UCOS初始化,ADC, USART, EXIT,
2,开启一个任务,定期执行串口输出ADC转换值
3,EXIT检测按钮状态,并根据状态,挂起或唤醒上面的那个任务

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