基于STM32的智能笔筒设计

s是一个通用的文件系统模块，具有清晰的层次结构，如图5所示，用于在小的嵌入式系统上实现FAT文件系统。s的编程遵守ANSI C格式语法，故s独立于具体的硬件，可在不做修改或少量修改的情况下移植到常用的微控制器，如51、PIC、AVR、ARM等中。最重要的是该文件系统通过修改配置文件可实现任意裁剪，且支持中文长文件名;采用分离缓冲FAT结构的技术，可快速访问多个文件;支持多个驱动器和分区;支持FAT12、FAT16和FAT32文件系统。因此设计移植的文件系统为s，支持读写和中文长文件名，存储介质为SD卡，主要用于存放系统配置文件，系统图标和MP3、图片等应用文件，移植步骤见文献。

2.2 电子相册设计

电子相册与传统相册相比具有无法比拟的优越性，如图、文、声、像并茂的表现手法;随意修改编辑的功能;具有欣赏方便、选择性强、易于保存、生动活泼、成本低廉、内容易换等优点。因此，在智能笔筒中也添加了电子相册功能，可让用户在闲暇休息时观看图片，也可将自己喜爱的图片设为背景。系统中电子相册是触摸操作，向左或向右滑动彩屏实现翻页，具有自动播放等功能，程序流程图如图6所示。首先从文件系统中读取图片文件，判断文件的格式，然后解码，最后把读到的文件送到相应的解码算法中，解码后的图片可自动调整尺寸显示在彩色液晶屏上。

2.3 MP3播放设计

在本设计中，STM32微处理器是播放器的“大脑”，用来接受用户选择的播放控制，从文件系统中读取MP3文件，将当前播放的歌曲信息显示在液晶屏上。然后向MP3解码芯片VS1003B发出指令，使其准确地处理音频信号，MP3播放器的软件框图如图7所示。此外MP3播放器的控制界面含有上一曲、下一曲、暂停、播放等控件，其程序的设计流程和电子相册的类似。

2.4 系统热插拔程序设计

按系统设计要求，热插拔的程序在中断函数里执行，这里以传感器感知模块中的温湿度传感器SHT11程序为例。由硬件图可知，插入设备时，中断线由低电平变为高电平，拔出时反之，且均可产生中断信号，然后执行中断函数。SHT11中断程序的流程如图8所示，首先进入中断函数，并通过延时来消除电平抖动的影响，然后判断引脚的高低电平，最后做出处理。

3 系统测试

利用STM32单片机资源丰富、功能强大的优势，最终设计出一款基于STM32单片机的智能笔筒，如图9所示，并对系统进行了测试，测试结果如表1和表2所示。

表1为系统的热插拔的测试结果，SD卡的失败率较高，驱动程序需要进一步改进。表2为系统的稳定性进行测试结果，开机未出现异常，电子相册出现死机达4%，MP3死机为2%，使用蓝牙控制游戏出现死机高达8%，但复位后系统继续可正常运行。经观察和分析原因可能出现在软件上，JPG解码算法比较复杂，而蓝牙串口接收的数据包容易堵塞，需要进一步优化代码。

4 结束语

根据测试的结果，本文设计的智能笔筒达到了设计要求，稳定可靠，实现了实时显示温湿度和光强，播放MP3，电子相册显示等功能，并可通过蓝牙可传输文件，其它智能设备可通过蓝牙控制游戏的进行。此外，也可作为物联网的一个终端，获得数据并上传。

• STM32单片机中文官网
• STM32单片机官方开发工具
• STM32单片机参考设计