基于stm32的wifi无线网络应用设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

基于stm32的wifi无线网络应用设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

外 ，新的 STM32系列还特别适合侧重低功耗的设备，如血糖和血脂监测设备。 STM32F103的 USART接口 USART 接口的引脚描述 表 USART 的引脚描述 引脚名称 类型 描述 第二章 ARM 系统的硬件平台 5 RX 输入端口 串口数据流入 TX 输出端口 串口数据流出 USART 主要的特性 全双工的，异步通信。 2. NRZ 标准格式。 3. 分数波特 率 发生器系统。 4. 可编程数据字长 度 （ 8位或 9位）。 5. 可配置的停止位 支持 1 或 2个停止位。 6. LIN 主发送同步断开符的 能 力 以及 LIN 从检测断开符的能 力。 7. 单独的发送器和接收器使能位。 8. 检测标志。 9. 校验控制。 10. 四个错误检测标志。 11. 10个带标志的中断源。 12. 多处 理 器通信 如果地址 不 匹配，则进入静默模式。 13. 从休眠 模式中唤醒。 数据发送与接收过程 在接收时，接收到的数据被存放在一个内部的接收缓冲器中；在发送时，在被发送之前，数据将首先被存放在一个内部的发送缓冲器中。 对 SPI_DR 寄存器的读操作，将返回接收缓冲器的内容写入 SPI_DR 寄存器。 处理数据的发送与接收， 当数据从发送缓冲器传送到移位寄存器时，设置 TXE标志 (发送缓冲器空 )，它表示内部的发送缓冲器可以接收下一个数据；如果在SPI_CR2 寄存器中设置了 TXEIE 位，则此时会产生一个中断；写入 SPI_DR 寄存第二章 ARM 系统的硬件平台 6 器即可清除 TXE 位。 注：在写入发送缓冲器之前，软件必须确认 TXE 标志为‘ 1’，否则新的数据会覆盖已经在发送缓冲器中的 数据。 第三章 WiFi 技术及模块概述 7 第三章 WiFi技术及模块概述 WiFi技术概述 802． 11 协议是 IEEE 802r 作组定义的第一个被国际认可的无线局域网协议。 跟传统的有线局域网相比，基于 WiFi协议 的无线局域网具有可移动性，动态拓扑结构和易搭建的特点．因此用户可以根据需求和环境选择合适的局域网技术来构造自己的网络。 WiFi 网络基本结构 802． 11协议的规定了 WiFi的基本网络结构包括物理层、介质访 入控 制层 (1IAc层 )及逻辑链路控制层 (LLJc层 )。 其三层结构可如图 2． 1所示。 (Logical Link Control) MAC FHSS DSSS PHY IR/DSSS PHY OFDM PHY DSSS/OFDM 11Mbit/s 54Mbit/s 5GHZ 54Mbit/s 5GHZ WiFi 网络的操作模式 IEEE 标准定义了两种基本操作模式： Infrastructure 模式和 Adhoe自组网络模式。 （ 1） Infrastructure 模式 Infra,也称为基础网，是由 AP 创建，众多 STA 加入所组成的无线网 络，这种类型的网络的特点是 AP是整个网络的中心，网络中所有的通信都通过 AP 来转第三章 WiFi 技术及模块 概述 8 发完成。 图 31 Infrastructure 模式的结构 （ 2） ad hoc 自组网络模式 Adhoc， 也称为自组网，是仅由两个及以上 STA 自己组成，网络中不存在 AP，这种类型网络是一种松散的结构，网络中所有的 STA 都可以直接通信。 图 Ad hoc 模式 WiFi模块介绍 WiFi技术的公开，厂商进入该领域门槛较低，目前市场上有很多品牌的 WiFi开发模块。 为了实现方便，我选择了一个开发文档丰富的 WiFi 模块。 该模块由成都比特电子科技设计有限公司生产，型号为 WIFIM03。 该模块是一款专为带有 UART 接口平台设计的网卡模块，符合 标准，可采用插针借口的方式与主机相连。 WIFIM03 网卡模块应用于带有 UART 接口的设备环境中，符合 STM32接口的要求。 目前该产品已经广泛地应用于无线 POS 机、公交卡等系统中。 第三章 WiFi 技术及模块 概述 9 WIFIM03 接口特性如下： a. 双排（ 2 x 4）插针式接口 b. 支持波特率范围： 1200~115200bps c. 支持硬件 RTS/CTS 流控 d. 单 供电 模块硬件结构 图 32 WiFi 与串口硬件连接图 模块提供双列直插 8针引脚，其中外侧一排（ 5~8）引脚为必须连接，如上 图所示，而且这些引脚完全兼容单排 4针接口。 内侧一排（ 1~4）为可选功能引脚，连接如上图所示。 其各端口功能如下： 第三章 WiFi 技术及模块 概述 10 模块工作模式 WIFIM03 模块内置无线网络协议、 协议栈以及 TCP/IP 协议栈，具有两种工作模式，分别是正常启动模式和配置启动模式。 a. 正常启动模式 在正常启动模式下，模块的串口始终工作在透明数据传输状态，因此用户只需把 它看做一条虚拟的串口线，按照使用普通串口的方式发送和接收数据就可以了。 所有通过串口接收到的数据都转发到网络上，同样，从网络上接收到的数据，模块也都原样从发送到串口上。 模块的 nCTS/MODE/GPIO 引脚进行了内部下拉，当用户将其悬空，模块即可自动进入正常启动模式。 在正常启动模式下，系统根据配置参数中预设的工作模式（自动 /命令模式）运行。 该引脚（引脚 2）在模块上电复位阶段用来进行启动模式选择，时序如下图所示。 图 33 正常启动模式 b. 配置模式 在启动配置模式下，系统忽略配置参数中预设的工作模 式参数，强制进入 AT+命令模式，此模式通常用于使用配置管理程序进行参数修改及功能测试。 此工作模式下，模块根据用户通过串口下发的指令进行工作，用户可以通过指令对模块进行完全的控制，包括修改配置参数、控制联网、控制 TCP/IP 连接、数据传输等。 这是一高级的使用方式，也是对用户来说最为灵活的使用方式。 用户可以通过指令任意控制无线网络的连接、断开，也可以同时创建多个不同类型的 TCP/IP 连接，并保持通信。 nCTS/MODE/GPIO 引脚（引脚 2）在模块上电复位阶段用来进行启动模式选择，时序如下图所示。 图 34 配置模式 第四章 硬件模块设计 11 第四章 硬件模块设计 系统硬件结构 系统模块包括两个个部分分别为 STM32 开发平台和 WiFi 模块。 相互之间的。 联系及架构如下 图所 : 图 41 系统模块框图 WiFi 模块工作流程 模块的工作流程包括注册和数据的发送请求等，发送数据和接受数据的工作流程如图所示： 从图中，对于发送数据的流程，模块开启后，首先通过 WiFi 模块寻找、连接网络，当连接到网络时，主动向服务器发送注册请求，注册完后便可以根据上层 的需要进行呼叫亲求了，建立呼叫链接后，移动开发平台就会开始等待上层的数据，直到接收到数据，由 STM32 将数据封装后由 WiFi 模块发送给服务器。 重复等待动作直到通信结束为止。 对于接收过程，与发送送过程相似，只是对于数据的处理，与发送过程正好相反。 STM32 串口 WiFi模块 LCD 显示 无线 AP 天线 天线 SST25VF080 第四章 硬件模块设计 12 图 41 数据发流程 图 42 数据接收流程 模块电路 电源设计 电源引脚连接图如下： C8103C9103C10103C11105GND3V3BatteryCR1220 holderC71uFC12104NC73VDD_150VDD_275VDD_3100VDD_428VDD_511VDDA22VSS_149VSS_274VSS_399VSS_427VSS_510VSSA19Vbat6U1B STM32F103VCT6第四章 硬件模块设计 13 图 43 电源引脚连接图 VDD1/2/3/4/5， VDDA 供电电源范围在 ,VBAT (备份操作电压 )在 之间。 采用稳压芯片 AMS1117,该器件固定输出版本电压输出值有, 本设计选用。 VDD 引脚必须连接外部未定电容器（五个 100nF 的陶瓷电容器和一个钽制电容器 ， ）。 备份寄存器的电源采用 CR1220 电池单独供电，防止板子掉电时，备份寄存器中的数据丢失。 复位电路设计 引脚连接如右图： R1110K 5%C17105RESETNRSTVCCGND 图 44 复位引脚图 复位电路的功能是完成系统的上电复位和系统运行时的按键复位功能。 复位电路采用简 单的、常见的 RC 复位电路即可实现复位功能。 当复位按键为按下时，电容将电路断开，此时 NRST 线接的是高电平。 不能复位。 当按键按下以后，电容放电，电容两端的电压逐渐降低为零，实现复位功能。 晶振电路设计 需要提供的外部时钟源有 HSE 和 LSE。 HSE 采用 8MHz 的外部晶振，有点在于能产生非常精确的主时钟。 LSE 是 的低速外部晶体或陶瓷共鸣器。 能为实时时钟提供低速，精确的时钟源。 第四章 硬件模块设计 14 调试接口 J100 1 3 5 7 924681011 1213 1415 1617 1819 20VCC33PB4_TRSTPA15_TDIPA14_TCKPA13_TMSPB3_TDO+5V GNDnRST 图 45 TRST:测试复位输入信号，低电平有效。 TDI:JTAG 指令和数据寄存 器器的串行数据输入 TMS:TAP 控制气的模式输入信号 TDO:JTAG 指令和数据寄存器器的串行数据输出 TCK:JTAK 调试时钟 LCD模块 原理图 1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 2627 2829 3031 3233 3435 3637 3839 40J102LCDPD9_DB16 PD10_DB17PD7_LCD_CS PD11_LCD_RSPD5_LCD_WRPD6_BUSYPD12_NAND_ALEPE0_TC_S PE1PE2 PE3PD4_LCD_RDPD13_LCD_INT0PE10_DB07PE12_DB11PE14_DB13PD8_DB15PE8_DB05VCC33GNDPD3_LCD_BLPD14 _DB00 PD15_DB01 PD0_DB02PE7_ DB04PE9_DB06PE11_DB08PE13_DB10PE15_DB14PD15 DB03PD2_LCD_RSTTFT+ 触摸屏接口PB14_SPI2_MISOPB15_SPI2_MOSIPB13_SPI2_SCK 图 46 图 46 中液晶显示模块引脚功能描述： DB00DB17 数据线 CS 片选信号线 RS：命令 /数据标志 RST 硬复位 TFTLCD 第四章 硬件模块设计 15 RD：从 TFTLCD 读数据 WR：向 TFTLCD 写入数据 存储模块 原理图 FLASH 芯片采用的是 SST25VF080，其引脚连接如图 U301PB8_SPI2_CSPB13_SPI2_SCKPB14_SPI2_MISOPB15_SPI2_MOSIVCC33_MEMGNDVCC33_MEM/CESOWPGND SISCK/HOLDVCC 图 47 CE:芯片使能端 SI：串行数据输入 SO：串行数据输出 WP：写保护 HOLD:保持 VDD:电源 VSS：接地端 功能描述 存储从串口读取的数据，用作 TFTLCD 的缓冲区。 FLASH 容量 1Mbyte，因字库装载在 FLASH 中占用前 756KByte。 可以读写的区域只有 244KByte。 可以将 0X40000H0XFFFFFH 作为报文存储空间。 第五章 软件设计。