arm的家庭智能存储柜系统设计(附件)【字数：8563】
摘 要本次毕业设计提出了“基于ARM的家庭智能存储柜系统设计”的课题，意在设计出一款可以显著降低家庭智能存储柜系统设计经费的控制系统，于是使用了性价比极高的STM32微处理器来担任微处理器控制器，构建了一种高性能的电子系统，当用户能够输入正确开箱密码时系统能够在主控微处理器的作用下将箱门打开，密码不正确时并且出现连续三次错误那么将引起报警功能，能够起到降低盗窃情况的发生，另外本课题为这款家庭智能存储柜系统配置了密码修改、高清晰度液晶显示以及红外遥控操控系统的功能。为了使得家庭智能存储柜控制系统的系统软件表现出高效的逻辑流程，使用C语言构建主程序、LCD1602液晶屏显示子程序、报警声输出子程序、继电器控制子程序、EEPROM驱动子程序和HX1838红外一体接收头子程序模块代码，使得软件系统呈现出较高的结构层次经过了反复的优化和改进，最后能够使这款系统的工作表现出了特别高的指标性能，与此同时该系统的工作运行状态完全满足课题预期指标。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭智能存储柜系统的发展背景 1
（二） 家庭智能存储柜系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 家庭智能存储柜系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） 有源蜂鸣器简介 4
（五） 继电器简介 5
（六） AT24C02型EEPROM简介 5
（七） 红外遥控收发模块简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 存储柜的液晶显示电路设计 8
（三） 蜂鸣器报警电路设计 8
（四） 锁阀驱动电路设计 9
（五） 密码存储电路设计 9
（六） 红外遥控电路设计 10
（七） 键盘驱动电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 家庭智能存储柜系统的主程序流程设计 12
（二） 液晶驱动子程序流程设计 13
（三） 报警声输出子程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
流程设计 14
（四） 锁阀驱动子程序流程设计 15
（五） 密码存储子程序流程设计 15
（六） 红外线接收子程序设计 16
（七） 系统调试 17
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
家庭智能存储柜系统的发展背景
通说所说的家庭智能存储柜系统是指一种可以实现对参数的高清晰显示、报警、继电器驱动、数据保存和红外遥控操作等指标的电子控制系统，它如今处于一种快速发展阶段下，这主要得益于当前技术水平的快速发展，本课题在正式对家庭智能存储柜系统进行研究之前，第一步对家庭智能存储柜控制系统的发展历程进行了丰富的资料查阅，通过对目前市面上各种各样相似的系统进行总结分析之后，归纳出了家庭智能存储柜系统相关产品的关键性能特点和在每个历史发展节点所展现出来的特性。传感器件研发技术的快速发展也在持续的促进着家庭智能存储柜控制系统的发展，之前的智能传感器虽然已满足了将各种外界信号转换为电量信号，尽管如此，功能模块特别复杂，呈现给用户的外观形状较大，将其嵌入到家庭智能存储柜系统中之后使得完整系统过大，而当今的传感器研发技术以及符合了嵌入式的需求量，使得智能型家庭智能存储柜系统设计技术得到了大幅度的优化。在家庭智能存储柜控制系统的发展历史中，半导体集成技术的发展也在一定程度上起到了对其发展的促进作用，一开始的家庭智能存储柜控制系统内部电路主要以分离式的基础器件作为基础，而大量使用这些基本元器件则导致了电路板结构庞大，电子元件分散安插焊接，每一个元件之间的空隙大，当家庭智能存储柜系统内部运算数据特别多时，高速通信的信号受到这类电路焊接方式的影响，很容易出现不稳定的工作现象，因此家庭智能存储柜控制系统不能展现出特别高的指标性能，这在很大程度上管制了该器件的发展脚步。本次毕业设计将要设计的该款家庭智能存储柜控制系统将使用意法半导体公司研发的STM32微处理器来作为主控芯片，结合KEIL开发环境和传感模块等技术，实现一款性能较高的电子控制系统，通过整个研发过程来对大学期间所学知识进行一次整体总结。
家庭智能存储柜系统的国内外发展现状
通过对最近的一份科研报告进行调研，该资料上的一些数据表明，近几年来市面上出现的家庭智能存储柜系统关联产品品牌种类正在不断增加，而且愈来愈多的企业和科研机构将目光更多的投入到了了设计性能更高的家庭智能存储柜系统，微处理器技术的不断发展，使得中高等级别的主控芯片成本不断下降，设计者将更多的精力投入到选用这些新型的中高端微处理器芯片来开发更多类型的家庭智能存储柜系统。现如今国内外的大大小小的研发机构非常多，因为市场对于更加智能化的中高端家庭智能存储柜系统需求日益增长，市场潜力很大，因此很多企业看到了这种机遇，将更多的目光关注到中高端家庭智能存储柜系统的开发领域，通过对市面上的关联产品进行调研可以发现，中高阶别家庭智能存储柜系统的成本呈现逐渐下降的趋势。
本文主要研究内容
经过上文对该款家庭智能存储柜控制系统的发展历程以及现状的简略描述，下面将开始进行设计工作，通过对国内外资料的详细查阅，能够发现目前市面上家庭智能存储柜控制系统的相关产品非常多，本次设计结合了许多优秀的设计方案，制订了本次的设计内容：
1、能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STM32微处理器实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
3、设计继电器启闭控制电路，通过STM32微处理器普通GPIO管脚的驱动控制，实现对后级电路的启闭控制；
4、配置AT24C02型EEPROM芯片的底层驱动电路，通过STM32微处理器构建IIC总线接口，实现对存储芯片的控制，从而对数据进行存取；
5、配置HX1838红外一体接收头驱动电路，通过STM32微处理器的GPIO管脚对其进行驱动，实现对红外遥控信号的接收和解码；
方案设计及元器件选择
家庭智能存储柜系统的方案设计
一款优秀的设计方案能够增加系统的整体性能指标，因此本课题需要进行方案的设计，考虑到这种型号的家庭智能存储柜控制系统的各项预期功能指标，使用了具有强大控制性能的STM32微处理器来作为主控，并选择了LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、继电器、AT24C02型EEPROM和红外遥控收发模块等器件作为核心器件，将每个模块电路按照图1中的关系进行线路连接之后，通过各个电路模块之间的接口连接关系，实现STM32微处理器对每一个模块电路的控制，从而使得系统可以获取到系统外的信号，而且将系统内部产生的数据进行输出。为了能够提升这款家庭智能存储柜控制系统的外观层次，本课题配置了一个高清晰度的液晶屏显示电路，选用了LCD1602液晶屏，该电路用于实现对密码等重要参数进行显示。为了实现当密码不正确时并且出现连续三次错误时的报警功能，本课题选用了高性能的有源蜂鸣器作为核心元器件，设计了一个报警电路，通过高低电平信接口与微处理器进行连接。为了实现对存储柜柜门的启闭管理，本课题选用了一个启闭无时延的继电器模块来进行控制，微处理器将通过高低电平信号对其进行启闭控制。为了能够对存储柜的开锁密码以及用户修改后的新密码进行轻松管理，本课题配置了一个存储性能非常优秀的AT24C02型EEPROM电路，通过三线式串行接口与微处理器进行连接。为了实现能够通过红外遥控器实现对存储柜的无线控制，本课题配置了红外遥控接收电路用于实现红外遥控的功能。
目录
一、 引言 1
（一） 家庭智能存储柜系统的发展背景 1
（二） 家庭智能存储柜系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 家庭智能存储柜系统的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） 有源蜂鸣器简介 4
（五） 继电器简介 5
（六） AT24C02型EEPROM简介 5
（七） 红外遥控收发模块简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 存储柜的液晶显示电路设计 8
（三） 蜂鸣器报警电路设计 8
（四） 锁阀驱动电路设计 9
（五） 密码存储电路设计 9
（六） 红外遥控电路设计 10
（七） 键盘驱动电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 家庭智能存储柜系统的主程序流程设计 12
（二） 液晶驱动子程序流程设计 13
（三） 报警声输出子程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
流程设计 14
（四） 锁阀驱动子程序流程设计 15
（五） 密码存储子程序流程设计 15
（六） 红外线接收子程序设计 16
（七） 系统调试 17
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
家庭智能存储柜系统的发展背景
通说所说的家庭智能存储柜系统是指一种可以实现对参数的高清晰显示、报警、继电器驱动、数据保存和红外遥控操作等指标的电子控制系统，它如今处于一种快速发展阶段下，这主要得益于当前技术水平的快速发展，本课题在正式对家庭智能存储柜系统进行研究之前，第一步对家庭智能存储柜控制系统的发展历程进行了丰富的资料查阅，通过对目前市面上各种各样相似的系统进行总结分析之后，归纳出了家庭智能存储柜系统相关产品的关键性能特点和在每个历史发展节点所展现出来的特性。传感器件研发技术的快速发展也在持续的促进着家庭智能存储柜控制系统的发展，之前的智能传感器虽然已满足了将各种外界信号转换为电量信号，尽管如此，功能模块特别复杂，呈现给用户的外观形状较大，将其嵌入到家庭智能存储柜系统中之后使得完整系统过大，而当今的传感器研发技术以及符合了嵌入式的需求量，使得智能型家庭智能存储柜系统设计技术得到了大幅度的优化。在家庭智能存储柜控制系统的发展历史中，半导体集成技术的发展也在一定程度上起到了对其发展的促进作用，一开始的家庭智能存储柜控制系统内部电路主要以分离式的基础器件作为基础，而大量使用这些基本元器件则导致了电路板结构庞大，电子元件分散安插焊接，每一个元件之间的空隙大，当家庭智能存储柜系统内部运算数据特别多时，高速通信的信号受到这类电路焊接方式的影响，很容易出现不稳定的工作现象，因此家庭智能存储柜控制系统不能展现出特别高的指标性能，这在很大程度上管制了该器件的发展脚步。本次毕业设计将要设计的该款家庭智能存储柜控制系统将使用意法半导体公司研发的STM32微处理器来作为主控芯片，结合KEIL开发环境和传感模块等技术，实现一款性能较高的电子控制系统，通过整个研发过程来对大学期间所学知识进行一次整体总结。
家庭智能存储柜系统的国内外发展现状
通过对最近的一份科研报告进行调研，该资料上的一些数据表明，近几年来市面上出现的家庭智能存储柜系统关联产品品牌种类正在不断增加，而且愈来愈多的企业和科研机构将目光更多的投入到了了设计性能更高的家庭智能存储柜系统，微处理器技术的不断发展，使得中高等级别的主控芯片成本不断下降，设计者将更多的精力投入到选用这些新型的中高端微处理器芯片来开发更多类型的家庭智能存储柜系统。现如今国内外的大大小小的研发机构非常多，因为市场对于更加智能化的中高端家庭智能存储柜系统需求日益增长，市场潜力很大，因此很多企业看到了这种机遇，将更多的目光关注到中高端家庭智能存储柜系统的开发领域，通过对市面上的关联产品进行调研可以发现，中高阶别家庭智能存储柜系统的成本呈现逐渐下降的趋势。
本文主要研究内容
经过上文对该款家庭智能存储柜控制系统的发展历程以及现状的简略描述，下面将开始进行设计工作，通过对国内外资料的详细查阅，能够发现目前市面上家庭智能存储柜控制系统的相关产品非常多，本次设计结合了许多优秀的设计方案，制订了本次的设计内容：
1、能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2、配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STM32微处理器实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
3、设计继电器启闭控制电路，通过STM32微处理器普通GPIO管脚的驱动控制，实现对后级电路的启闭控制；
4、配置AT24C02型EEPROM芯片的底层驱动电路，通过STM32微处理器构建IIC总线接口，实现对存储芯片的控制，从而对数据进行存取；
5、配置HX1838红外一体接收头驱动电路，通过STM32微处理器的GPIO管脚对其进行驱动，实现对红外遥控信号的接收和解码；
方案设计及元器件选择
家庭智能存储柜系统的方案设计
一款优秀的设计方案能够增加系统的整体性能指标，因此本课题需要进行方案的设计，考虑到这种型号的家庭智能存储柜控制系统的各项预期功能指标，使用了具有强大控制性能的STM32微处理器来作为主控，并选择了LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、继电器、AT24C02型EEPROM和红外遥控收发模块等器件作为核心器件，将每个模块电路按照图1中的关系进行线路连接之后，通过各个电路模块之间的接口连接关系，实现STM32微处理器对每一个模块电路的控制，从而使得系统可以获取到系统外的信号，而且将系统内部产生的数据进行输出。为了能够提升这款家庭智能存储柜控制系统的外观层次，本课题配置了一个高清晰度的液晶屏显示电路，选用了LCD1602液晶屏，该电路用于实现对密码等重要参数进行显示。为了实现当密码不正确时并且出现连续三次错误时的报警功能，本课题选用了高性能的有源蜂鸣器作为核心元器件，设计了一个报警电路，通过高低电平信接口与微处理器进行连接。为了实现对存储柜柜门的启闭管理，本课题选用了一个启闭无时延的继电器模块来进行控制，微处理器将通过高低电平信号对其进行启闭控制。为了能够对存储柜的开锁密码以及用户修改后的新密码进行轻松管理，本课题配置了一个存储性能非常优秀的AT24C02型EEPROM电路，通过三线式串行接口与微处理器进行连接。为了实现能够通过红外遥控器实现对存储柜的无线控制，本课题配置了红外遥控接收电路用于实现红外遥控的功能。
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